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Das Erosionspotential von Maschinenwegen in der Falllinie von Steilhängen im Südschwarzwald


Summary:

1. Einführung

In diesem Vorhaben wird ein Teil der Technikfolgenabschätzung für das Ernteverfahren mit Harvestern auf Bagger-Fahrgestellen bearbeitet. Dabei gehen wir der Frage nach, ob die Befahrung in der Fallinie von Steilhängen aus der Sicht des erhöhten Erosionsrisikos vertretbar ist.

Damit Erosion zustandekommt, müssen zwei Bedingungen erfüllt sein:

  • Es müssen erosive Niederschläge auftreten. Diese Voraussetzung ist im Untersuchungsraum möglicherweise erfüllt, da im Schwarzwald die erosivsten Niederschläge in deutschen Mittelgebirgen gemessen werden.
  • Es muß erodierbarer Boden vorhanden sei. Dies ist in Fahrspuren am Steilhang prinzipiell der Fall, da bei geringerer hydraulischer Leitfähigkeit die Bildung von Oberflächenabfluß aufgrund der Steilheit und der großen Hanglängen nicht ausgeschlossen werden kann.

2. Methoden und Ziele

Die Untersuchungen zur Quantifizierung des Erosionsrisikos werden auf drei Ebenen durchgeführt:

  • Fahrspuren werden kontinuierlich überwacht im Hinblick auf Bodenabtrag durch Wasser. Gemessen werden dabei die Niederschlagsenergie im Freiland und im Bestand (R-Faktoren), Schichthöhe und Menge von Oberflächenabflüssen und ihre Befrachtung mit Sediment, gelösten Ionen und gelöstem organischen Kohlenstoff.
  • Durch Beregnungsversuche mit bekannten R-Faktoren werden die kritischen Regenmengen bzw- intensitäten, die in realen Fahrspuren zu erodierendem Oberflächenabfluß führen, bestimmt.
  • Mit Hilfe einer Laser-Scanning-Technik wird das Oberflächenrelief von von realen Fahrspuren abgetatstet. Es können dann verschieden Regenereignisse bei unterschiedlichen bodenhydraulischen Verhältnissen simuliert und somit die Schlüsselfaktoren für das Auftreten von Oberflächenabfluß (z.B. Oberflächenrauhigkeit, kf-Werte, Hangneigung, Hanglänge) ermittelt werden. Die Kenntnis solcher Schlüsselfaktoren ist wichtig, wenn Vermeidungsstrategien entwickelt und in die Arbeitsverfahren integriert werden sollen. Wir werden bei dieser Frage mit dem ZALF in Müncheberg (Frau Dr. Helming) zusammenarbeiten.

Ziel unseres Vorhabens ist also die Quantifizierung des Erosionspotentials, das bei der Einführung der Baggerharvester-Erntetechnologie entsteht. Nur mit Hilfe solcher Technikfolgenabschätzungen ist eine umfassende Bewertung dieses Ernteverfahrens möglich.

Fördervolumen: DM 596 000.-

Publications:

2005
SCHACK-KIRCHNER, H., SCHMID, T. und HILDEBRAND, E.E. (2005): High resolution monitoring of surface-flow depth with frequency-domain probes. Soil Science Scociety of America Journal 69, 343-346.

SCHMID, T., SCHACK-KIRCHNER, H. und HILDEBRAND, E.E. (2005): Erosionspotentiale beim Einsatz von Raupenvollerntern in Steillagen des Südschwarzwaldes. In: v. Teuffel et al. (Hrsg): Waldumbau für eine zukunftsorientierte Waldwirtschaft. Springer Verlag, Berlin, S. 373-399.

2004
SCHMID, T., SCHACK-KIRCHNER, H. und HILDEBRAND, E. (2004): A Case Study of Terrestrial Laser-Scanning in Erosion Research: Calculation of Roughness Indices and Volume Balance at a Logged Forest Site
International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Vol 36, Part 8/W2: 114-118