Boden und Fließgewässer
Hinweis: Uploaddateien des Endberichtes stehen unter dem Text zur Verfügung
Das auf dieser Seite vorgestellte Projekt ist eine Kooperation zwischen:
Veranlassung / Hintergründe
[von A. Thiermann und W. Schäfer] 1)
Das Projekt „Abschätzung der partikulären Stoffeinträge (Sandfrachten) durch Bodenerosion am Beispiel ausgewählter Gewässerabschnitte an Hache, Delme und Rohrbach“ ist einerseits anzusiedeln im Fließgewässerschutzprogramm Niedersachsen und auch ein mögliches Handlungsfeld innerhalb der EU-Wasserrahmenrichtlinie.
Am Beispiel von drei ausgewählten Gewässerabschnitten wurde untersucht, ob die verstärkten Sand- und Sedimentfrachten aus angrenzenden erosionsgefährdeten Ackerflächen stammen können.
Für diese Untersuchung werden flächenhafte Erosionsgefährdungskarten auf Schlagebene nach der ABAG (Allgemeinen Bodenabtragsgleichung) erstellt und es wird zusätzlich der lineare Oberflächenabfluss (Fliessakkumulation) mit Hilfe von LUMASS (Land Use Management Support System, Geographisches Institut der Universität Kiel) nachgezeichnet.
Durch Kombination dieser Informationsgrundlagen werden erosionsgefährdete Ackerflächen, die durch Fließwege mit den Gewässern verbunden sind sowie die potenziellen Übertrittstellen in die Gewässer identifiziert. Anschließend werden Maßnahmen vorgeschlagen, um den Bodenabtrag bereits auf den Ackerflächen zu minimieren.
Die untersuchten Gewässerabschnitte befinden sich südlich von Bremen auf der Wildeshauser Geest im Bereich eines Sandlössgebiets.Die Gewässerabschnitte der Hache und Delme wurden ausgesucht, weil sie gewässerkundlich und ökologisch wertvoll sind. Sie sind für Fließgewässerorganismen bereits durchgängig durchwanderbar, Sohlabstürze und Wehre sind zurückgebaut und durch Sohlgleiten ersetzt.
Schlaggenaue Erosiongefährdungskarten
Die Erstellung der schlaggenauen Erosionsgefährdungskarten erfolgt nach dem an niedersächsische Verhältnisse angepassten Ansatz der Allgemeinen Bodenabtragsgleichung (ABAG).
Der mit dieser Gleichung ermittelte langjährige mittlere Bodenabtrag A (in t/ha*a) setzt sich aus folgenden Faktoren zusammen:
A = R * K * L * S * C * P
R = Regenfaktor L = Hanglängenfaktor
K = Bodenerodierbarkeitsfaktor C = Fruchtfolgefaktor
S = Hangneigungsfaktor P = Erosionsschutzfaktor
Grafik1: Potenzielle Erosionsgefährdungskarte
Ermittlung der Fließwege
Um neben dem nach ABAG abgeschätzten flächenhaften Bodenabtrag auch linienhafte Abtragspfade abzubilden, wird das vom Geographischen Institut der Universität Kiel entwickelte Instrument LUMASS (Land Use Management Support System) eingesetzt. Auf Grundlage des Höhenmodells im 12,5 m Raster (DGM5) und der Flächennutzung (ebenfalls aus digitalen Orthophotos) werden die oberirdischen Fließwege des Wassers nachgezeichnet. Zusätzlich können Fließbarrieren wie z.B. Straßen, Wege, Gräben in der Berechnung einbezogen werden. Je nach Geländebeschaffenheit und in Abhängigkeit der vorwiegenden Erosionsformen stehen entsprechende Algorithmen zur Auswahl.
Ergebnisse
Schlaggenaue Erosiongefährdungskarten
Auf Grundlage des Niederschlags, der Bodenschätzungsdaten sowie der Hangneigung und -länge wurde im 12,5 m Raster und unter Annahme von Schwarzbrache eine potenzielle Erosionsgefährdungskarte (natürliche Erosionsgefährdung) nach Hennings (2000) bzw. DIN 19708 (2005) erstellt. Anschließend erfolgt eine Klassifizierung in 6 Gefährdungsstufen von 0 (keine Gefährdung) bis 5 (sehr hohe Gefährdung).
Wird in die Berechnung zusätzlich die Bodenbedeckung sowie die Gründigkeit einbezogen, erhält man eine Karte der Gefährdung der Bodenfruchtbarkeit. In Anlehnung an das Toleranzgrenzenkonzept nach Mosimann & Sanders (2004) ergeben sich vier Gefährdungsstufen, wobei Gefährdungsstufe 1 „Bodenfruchtbarkeit ist kurzfristig nicht gefährdet“ das Bodenqualitätsziel / Beratungsziel für Niedersachsen darstellt. Ausführliche Literatur siehe Schäfer et al. (2003a).
Fliessakkumulation
Es wurden zwei Varianten berechnet:
a) maximaler Abfluss auf Grundlage des digitalen Höhenmodells (DGM5) ohne Berücksichtigung von Fließhindernissen und
b) minimaler Abfluss unter Berücksichtigung folgender Fließbarrieren: Straßen, Wege, Gräben, Wald und Forst, Gehölze sowie der Nutzungswechsel von Acker- und Grünland.
Grafik 2: Erosionsansammlungsstellen an Gewässern
Bei den hier ermittelten Abflusswegen handelt es sich um qualitative Auswertungen und nicht um quantitativen Berechnungen, d.h., es werden keine Mengenangaben über das abfließende Oberflächenwasser und den damit transportierten Boden getroffen.
Potenzielle Abtragswege und Übertrittstellen in die Gewässer
Durch Verschneidung der Hauptabflusswege mit den schlaggenauen Erosionsgefährdungskarten können (direkte) Abtragswege aus erosionsgefährdeten Ackerflächen in die Oberflächengewässer ermittelt sowie mögliche Übertrittstellen in die Gewässer identifiziert werden.
Schlussfolgerungen
Die Kombination der schlaggenauen Erosionsgefährdungskarten mit den ermittelten Haupt-abflusswegen hat sich als sehr gut geeignete Methode erwiesen, um Bereiche mit Handlungsbedarf zu identifizieren.
Die ausgewiesenen Gefährdungsbereiche und die Übertrittstellen in die Gewässer wurden durch die Vertreter der Wasserverbände und die bewirtschaftenden Landwirte bestätigt.
Es können mit Hilfe dieser Auswertungen zielgerichtet Maßnahmen auf den Ackerflächen, am und im Gewässer empfohlen und durchgeführt werden.
Ansprechpartner:
Fragestellungen zu den technischen Details (Berechnungen) 1)
Niedersächsisches Landesamt für Bodenforschung Bodentechnologisches Institut Bremen
Friedrich-Missler Str. 46-50, 28211 Bremen (annette.thiermann@nlfb.de, w.schaefer@nlfb.de
Fragestellungen zur Umsetzung vor Ort
Landwirtschaftskammer Hannover
Bezirksstelle Nienburg
Vor dem Zoll 2
31582 Nienburg
Tel.: 05021/9740-0
gegen eine Schutzgebühr von 5,- € senden wir Ihnen den Abschlußbericht gern auch auf CD.
