GIS-basierte Erfassung von Bodenerosion durch Wasser im Ökosystem Drei-Schluchten-Staudamm

Die Bearbeitung des Teilprojekts EROSION erfolgt durch die Projektleitung Prof. Dr. Thomas Scholten (Projektkoordinator), Dr. Thorsten Behrens und Dipl. Geogr. Sarah Schönbrodt an der Universität Tübingen.

Die Verlagerung der Erosionsbasis infolge der Flussaufstauung und die Neulandgewinnung für Infrastruktur und die landwirtschaftliche Produktion auf den höher gelegenen Hangbereichen in einem stark reliefierten Gelände führen zur Erhöhung des Erosionspotenzials. On-site und Off-site-Schäden (z. B. Verlust fruchtbaren Oberbodens, Einträge von Sediment und partikulär gebundener Schadstoffe in das Reservoir) unterliegen somit einer erhöhten Dynamik im Drei-Schluchten-Ökosystem.

Seit Juni 2008 wird im Rahmen des Teilprojekts EROSION an der Universität Tübingen den zentralen Fragen zu (a) Art und Umfang der Auswirkungen veränderter Rahmenbedingungen am TGD auf die Bodenerosion durch Wasser, (b) Veränderungen der Ressource Boden durch die Bodenerosion, (c) das Risikopotenzial von Bodenerosion und (d) der räumlichen und zeitlichen Variabilität von Bodenerosion nachgegangen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf deren hochaufgelösten Erfassung und Vorhersage auf der Mesoskala für das Xiangxi-Einzugsgebiet. Dabei konzentrieren sich die Untersuchungen auf die Erfassung und Analyse von erosionsauslösenden Mechanismen für verschiedene Landschafts- und Bodeneinheiten. Zum Einsatz kommen dabei Methoden der digitalen Reliefanalyse und Verfahren des Data Mining und Digital Soil Mapping. Relevante Parameter für die GIS-basierte Erosionsmodellierung werden digital aus Fernerkundungsdaten generiert, in Felduntersuchungen erhoben und der Landnutzungsklassifizierung entnommen.

Blockbild zum Arbeitsplan des Teilprojekts Erosion
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In einem schrittweise und rekursiv angelegten Ansatz konnten auf Ebene des 3.200 km² großen Xiangxi-Einzugsgebiet, des dynamischen Aufstaubereichs (backwater area; 560 km²) und zweier hydrologischer Teileinzugsgebiete (Xiangjiaba und Quyuan) im Wesentlichen folgende Arbeitsschritte vorgenommen werden: Erfassung und Analyse bodenkundlicher Grundlagen in mehreren, mehrwöchigen Geländekampagnen und Erfassung geomorphologischer Grundlagen sowie der Topographie, außerdem Ermittlung der Bodenerosion und steuernder Eigenschaften in Testgebieten. Weitere zentrale Forschungsarbeiten befassten sich mit der Erfassung und Bewertung der Erosionsgefährdung und des Erosionsrisikopotenzials, der Wahl eines geeigneten Modells zur Prognose des Bodenerosionsrisikos sowie der Identifizierung von Hotspots des Erosionsrisikopotenzials.

Rezente On-site-Erosionsschäden mit in Form und Größenordnung variierenden Bodenabträgen konnten dabei für nahezu jeden der mehr als 200 untersuchten Plots beobachtet werden. Insbesondere Verschlämmung (wash down) trat auf jedem der untersuchten Plots auf sowie mehrheitlich Mikrorillen (< 2 mm) als Initialstadium linearer Tiefenabtragsformen. Lineare Abtragsformen zeigen sich lokal konzentriert an steil geneigten Hängen in Form parallel verlaufender Rillen. Besonders drastisch zeigt sich das Ausmaß von Bodenerosion auf stark schluffigem Untergrund (Siltstone) mit kaum vorhandener Bodenbedeckung.

Unterschiedliche Formen und Ausprägungen der rezenten Bodenerosion im Xiangxi-Einzugsgebiet.

Die wissenschaftlichen Fragestellungen des Teilprojekts EROSION werden in enger Verknüpfung mit den anderen Teilprojekten erarbeitet. Insbesondere die Erarbeitung der Landnutzungsklassifizierung für das gesamte Xiangxi-Einzugsgebiet durch das Teilprojekt LANDNUTZUNGSWANDEL dient als wichtige Grundlage für die Ermittlung des flächenkonkreten, erosionsrelevanten Faktors Landnutzung.

letzte Änderung 11.04.2011 | |Impressum |Ausdrucken