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Thema: Bodenerosion

Bodenerosion


Bodenerosion

Abb.: © Stephan Sauer, Landesamt für Geologie und Bergbau RLP.

Unter Bodenerosion wird der Abtrag von Boden durch Wasser oder Wind verstanden. Im KLIWA-Gebiet dominiert die Bodenerosion durch Wasser. Auf den betroffenen Flächen geht fruchtbarer Boden verloren, Bodenfunktionen werden beeinträchtigt und es kommt zu Schäden auf der Fläche. Benachbarte Flächen und Bauwerke sind durch Sedimentation des abgeschwemmten Bodenmaterials betroffen. An Bodenpartikel gebundene Nähr- und Schadstoffe können in angrenzende Gewässer gelangen. Bodenerosion verursacht dadurch langfristig ökologische und wirtschaftliche Schäden.

Das Risiko für Bodenerosion ist aufgrund vieler und kleinräumig variierender Einflussfaktoren (Niederschlag, Topographie, Bodenstruktur und Bewirtschaftung) lokal sehr unterschiedlich. Bodenerosion wird oftmals von kurzen, lokal begrenzten, aber intensiven Niederschlägen ( Klima > Starkregen ) verursacht. Um das Erosionsrisiko regional flächendeckend abschätzen zu können, braucht man Erosionsmodelle als Werkzeug. Die Modellierung von einzelnen Erosionsereignissen stellt eine große Herausforderung dar, da die Eingangsdaten in hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung bereitgestellt werden müssen. Das KLIWA-Teilprojekt „Bodenabtrag durch Wassererosion in Folge von Klimaveränderungen“ untersuchte, wie sich das Risiko von Bodenerosion durch Starkregen in Zukunft verändern könnte. Auch hier wurden ausgewählte Klimaprojektionen verwendet
( Klima > Grundlagen > Zukunft ).

In einer ersten Projektphase wurde im Rahmen einer Konzeptstudie untersucht, welche Klima- und Erosionsmodelle sich grundsätzlich für eine Modellierung eignen.
In der zweiten Projektphase stand die Methodenentwicklung im Vordergrund, um die Praxistauglichkeit einer Modellkopplung zu prüfen.

Die Klima- und Erosionsmodellierungen wurden zunächst für drei Niederschlagsereignisse an jeweils einem Referenzstandort in Baden-Württemberg, Bayern und Rheinland-Pfalz durchgeführt. Dafür wurden Klimasimulationen mit einer horizontalen Auflösung von 2,8 km für den Referenzzeitraum (1971–2000) und für die nahe Zukunft berechnet (2021–2050). Aus den Simulationen wurden erosionsrelevante Niederschlagsereignisse ausgewählt, die mit einer horizontalen Auflösung von 1 km und einem Zeitschritt von 15 min erneut simuliert wurden. Die zeitlich und räumlich hochaufgelösten Klimaprojektionen ermöglichen die Simulation kleinräumiger, konvektionsbedingter Witterungseffekte. Darüber hinaus wurden an 15 weiteren Standorten Erosionsmodellierungen durchgeführt, bei denen die 7 km Niederschlagssimulationen direkt in das Erosionsmodell überführt wurden. Ziel war, unterschiedliche Bodensubstrate abzubilden und die Übertragbarkeit der Methode zu überprüfen. Die Ergebnisse der ersten und zweiten Projektphase sind in einem KLIWA-Kurzbericht zusammengefasst.