Zusammenfassung Band 29

Botschek, J. (1999): Zum Bodenerosionspotential von Oberflächen- und Zwischenabfluß

Bodenabtrag kann je nach Konstellation der Randbedingungen von unterschiedlichen Erosionsprozessen geleistet werden. Am Beispiel zweier kleiner Wassereinzugsgebiete im Pleiser Hügelland und im Bergischen Land wird das Abtragspotential des Oberflächen- und des Zwischenabflusses charakterisiert.

Hierzu folgt auf eine Beschreibung der geomorphologischen, klimatischen, bodenkundlichen und nutzungsbedingten Gegebenheiten in beiden Gebieten zunächst die Kennzeichnung des Erosionsstatus mittels Interpretation der Kleinformen des Reliefs und der Bodenhorizontierung. Auf diese Weise können vor allem auf den Flächen des Untersuchungsgebietes im Pleiser Hügelland erhebliche Substratverluste und -akkumulationen durch oberflächlichen Bodenabtrag belegt werden. Demgegenüber betrifft die im Bergischen Land beobachtete Bodenerosion durch Zwischenabfluß vomehrnlich die Unterböden. Die oberirdischen Formen dieses Prozesses dokumentieren einen bereits fortgeschrittenen Erosionsstatus im Untersuchungsgebiet, der auch von in Bodenprofilen angeschnittenen unterirdischen Erosionsformen angezeigt wird. Der erstmalige Einsatz von Bodenradar zur Ortung von Tunnels lieferte plausible Ergebnisse und scheint für die weitere Erkundung des Prozesses geeignet zu sein,

Das aktuelle Bodenerosionspotential des Oberflächenabflusses konnte mit Hilfe sehr unterschiedlicher Verfahren ermittelt werden:

• Für die Ableitung des Abtragspotentials aus großmaßstäbigen Karten standen die 'Bodenkarte 1:5000 auf der Grundlage der Bodenschätzung' und die 'Bodenkarte 1:5000 zur landwirtschaftlichen Standorterkundung' von Nordrhein-Westfalen zur Verfügung. Die mit Hilfe eines Geoinformationssystems erzielten Auswertungsergebnisse spiegeln den unterschiedlichen Inforrnationsgehalt der Karten wider und reagieren vor allem auf die Bodenartendifferenzierung, die für die Einschätzung der Erosionsgefährdung besondere Bedeutung hat.
• Eine neu aufgebaute bodenkundliche Datenbank ermöglicht die Verknüpfung, Verrechnung und Aggregierung von heterogenen Datensätzen ohne Verlust der Metainformationen, so daß qualitativ hochwertige, z.B. Laborergebnisse, mit minderwertigen Daten, z.B. Schätzungen, kombiniert werden können. Die Ableitungen des Erosionspotentials fuhren zu ähnlichen Ergebnissen wie die Kartenauswertungen.
• Oberflächenabfluß und Bodenerosion wurden außerdem mit dem Mod EROSION-2D simuliert. Da das Erosionspotential verschiedener Standorte im Untersuchungsgebiet mittels Abtragsmessungen unter Einsatz künstlicher Beregnung dokumentiert ist, konnte eine Überprüfung und Anpassung der Modellergebnisse erfolgen. Die Anwendbarkeit des Modells ist gut, es sind aber no weitere Verbesserungen insbesondere des bodenhydrologischen Teilmode notwendig.

Zur Einschätzung des Bodenerosionspotentials des Zwischenabflusses dienten folgenden Untersuchungen:

• Physikalische und chemische Boden- und Substratuntersuchungen sollten die Parametri ierung des Prozesses ermöglichen. Verschiedene Stabilitätstests kennzeichnen die hohe Erodierbarkeit des schluffreichen Bodenmaterials, eindeutige physikalische oder chemische Indices für besonders gefährdete Bodenhorizonte wurden jedoch nicht gefunden. Wichtiger erscheint die Wasserleitfähigkeit des Bodens, die im Untersuchungsgebiet von Makroporen bestimmt wird.
• Messungen des Tunnelflusses und des Feststoffaustrags sowie der gelösten und der partikulär gebundenen Stofffrachten wurden zur Berechnung der Austräge herangezogen. Eine Schätzung ergab bis zu 6,5 m3 Abfluß und bis zu 132 kg Feststoffaustrag aus einem Tunnel während eines langandauernden ergiebigen Niederschlags.
• Die wiederholte Vermessung oberirdischer Erosionsforrnen demonstriert eine hohe Prozeßdynamik, die innerhalb von drei Monaten einen Masseverlust von 14,9 t auf dem etwa 1 ha großen Meßhang verursachte.
• Da das Hangeinzugsgebiet im unmittelbaren Einzugsbereich einer Trinkwassertalsperre liegt, stellt die Bodenerosion durch Zwischenabfluß nicht nur für die Flächennutzung, sondern auch für die Wasserqualität der Vorflut eine Gefahr dar.