Event-Based Measurement and Mean Annual Flux Assessment of Suspended Sediment in Meso Scale Catchments
Adrian Wagner
2020
Eingriffe durch den Menschen haben den Sedimenthaushalt fluvialer Systeme grundlegend verändert, mit negativen ökologischen und wirtschaftlichen Folgen. Landwirtschaft und Abholzung haben das Ausmaß natürlicher Erosion mehr als verdoppelt, während große Staudämme mindestens 25% des global transportierten Sediments auffangen. Sediment ist ein Transportvektor für Schad- und Nährstoffe. Große Anteile der mittleren Jahresfracht werden in kurzen und häufig unzureichend beprobten Zeiträumen mit hohen
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... Abflüssen transportiert. Genaue Schätzungen der mittleren Jahresfracht von suspendiertem Sediment (abfiltrierbare Stoffe) und partikulär transportierten Stoffen werden für mesoskalige Einzugsgebieten (50–250 km²) zur Bewirtschaftungsplanung und zur Plausibilisierung von flächendeckenden Stoffeintragsmodellen benötigt. Um Hochwasserfrachten von abfiltrierbaren Stoffen und Phosphor zu erfassen, wurden großvolumige Sammler (LVS, Probevolumen = 1 m³) in drei mesoskaligen Einzugsgebieten unterschiedlicher klimatischer, pedologischer und landnutzungsbezogener Bedingungen zur abflussproportionalen Beprobung installiert. Aus dem höchsten gemessenen Abfluss im Beprobungszeitraum und der mittleren Ereigniskonzentration wurde ein neuartiger Ansatz zur Erstellung von Konzentrationsschlüsselkurven entwickelt. So konnten Frachten berechnet und mit Berechnungen auf Basis von Einzelbeprobungen verglichen werden. Der LVS erwies sich an zwei Standorten als robust gegenüber veränderlichen Abflussbedingungen, konnte am dritten Standort wegen technischer Mängel aber keine Hochwassermessungen durchführen. An diesem Standort wurde der Sedimentkörper des unterliegenden Stausees als Bezugswert verwendet. Die Berechnungen auf Basis von Einzelbeprobungen sind systematisch zu niedrig. Der Fehler wird durch die spezifische Sedimentfracht, den Grad der Assoziation zu Partikeln und die Volatilität der Abflüsse bestimmt. Ein existierender Abflussvolatilitätsindex (FFI) wurde zu einem Frachtvolatilitätsindex (LFI) angepasst um die Kürze von hohen Abflüsse [...]
doi:10.5445/ir/1000104223
fatcat:223n5ipyxjemhk4ycl4wwa4poa