Eine vorläufige Definition der Gefährdung von Vegetation, Abfluss und Grundwasser bei Trockenheit basierend auf dem Wasser Speicherverhalten natürlicher Gebietsspeicher, also dem Bodenspeicher (ungesättigte Zone) und dem Grundwasserspeicher (gesättigte Zone) kann folgendermassen aussehen:

Grundwasser (gesättigter Speicher) Bodenwasser (ungesättigte Speicher)
schnell drainierend
Bodenwasser (ungesättigte Speicher)
langsam drainierend
klein schnell gefährdet durch ausgetrocknete Böden

schneller Rückgang und Erreichen von Schwellenwerten

gefährdet, aber kaum vorhanden und wahrsch. auch nicht genutzt
geringe Gefährdung, später

geringe Gefährdung, später

gefährdet, aber kaum vorhanden und wahrsch. auch nicht genutzt
gross schnell gefährdet durch ausgetrocknete Böden, ausser tiefwurzelnde Vegetation

schneller Rückgang, Erreichen von Schwellenwert abhängig von lokalem Austausch mit GW

Grundwasser wenig gefährdet und schnelle Erholung durch schnelle Neubildung
geringe Gefährdung, später

geringe Gefährdung bei langsamem Abflussrückgang, bei starker GW Interaktion jedoch langanhaltendes Defizit nach langer Trockenheit

Grundwasser wenig gefährdet, aber bei lang anhaltender Trockenheit starkes Defizit und nach Ende nur langsame Erholung


Um die Gefährdung für die Wasserverfügbarkeit in Oberflächen- und Grundwasser an einem bestimmten Ort zu bestimmen, ist es wichtig das Zusammenwirken von Boden und Grundwasserspeicher im gesamten Einzugsgebiet zu kennen. Für die Bestimmung der Auswirkung von Trockenheit auf den Abfluss, wie z.B. für die Niedrigwasservorhersage notwendig, müssen hydrologische Simulationsmodelle auf der Einzugsgebietsskala also sowohl die Volumen der Speicher, als auch die Dynamik des Drainierens und der Interaktion korrekt simulieren. Hydrologische Modelle, die an Abflussdaten kalibriert wurden, berücksichtigen in der Regel nur den 'dynamischen Speicher', der an der Abflussdynamik der Kalibrationsperiode beteiligt war.

Isotopenhydrologie

Mit Isotopenmethoden werden in der Hydrologie über die Dämpfung des Isotopensignals die Verweilzeiten des Wassers, sowie der gesamte Wasserspeicher im Einzugsgebiet bestimmt. Diese Information ist für die Bestimmung der Gefährdung des gesamten hydrologischen Systems bei Trockenheit relevant. Sie kann ausserdem helfen Modelle zu konzipieren, die die verschiedenen Gebietspeicher und deren Interaktion möglichst realistisch abbilden und somit letztlich verlässliche Vorhersagen ermöglichen.

Das Zusammenspiel der Speicherdynamik unter Zuhilfenahme der Isotopenhydrologie wird in folgenden Gebieten näher erforscht:

Gebiete