Einfluss periglazialer Deckschichten auf Abflusssteuerung am Beispiel des anthropogen überprägten Wüstebaches (Nationalpark Eifel)

  • Impact of pleistocene cover-beds on discharge : the anthropogenic influenced Wüstebach-River (Nationalpark Eifel) as an example

Borchardt, Holger; Lehmkuhl, Frank (Thesis advisor)

Aachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University (2013)
Doktorarbeit

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2012

Kurzfassung

Periglaziale Deckschichten stellen in deutschen Mittelgebirgen das Ausgangsmaterial für die Entwicklung der rezenten Böden dar. Ihre Verbreitung, Mächtigkeit und Struktur beeinflussen Stoffumwandlung sowie Oberflächenabfluss, Grundwassererneuerung, Zwischenabfluss, Rückhaltefähigkeit und Abfluss. Hierbei weist die oberste Lage, die Hauptlage, eine hohe Infiltrationswirkung aufgrund ihres Substrats und ihrer vergleichsweise geringen Lagerungsdichte auf. Oberflächenabfluss und Erosion werden reduziert. Die hangende dichtere Basislage staut perkolierendes Sickerwasser und lenkt auftretenden Interflow ab. Bereits infiltriertes Sickerwasser kann bei Vorliegen günstiger Voraussetzungen jedoch schnell innerhalb dieser Lage abfließen. Hochwasserrelevante Niederschläge können somit durch die Deckschichten eine gewisse Verzögerung erfahren, wobei die Bodenfeuchte der Hauptlage schnell zunimmt, die Basislage hingegen verzögert reagiert. Für das mesoskalige Einzugsgebiet des oberen Wüstebaches (Nationalpark Eifel) wurden Untersuchungen durchgeführt, um die Übertragbarkeit dieses Modells auf den gewählten Untersuchungsraum zu überprüfen. In einem Zeitraum von zwei Jahren wurde an einem Messhang die Bodenfeuchte in den jeweiligen Lagen gemessen sowie der Abfluss des Untersuchungsgebietes ermittelt, um die Auswirkungen des Niederschlags nachzuvollziehen. Diese Variablen wurden einander gegenüber gestellt, um deren Beziehungen zueinander zu bestimmen. Weitere Parameter wie Sickerrate, Eindringwiderstand, Lagerungsdichte und Leitfähigkeit wurden bestimmt und mit geomorphologischen und pedologischen Kartierungen verschnitten, um eine flächenhafte Aussage zu Deckschichten treffen zu können. Die Ergebnisse zeigen erwartungsgemäß eine schnelle und intensive Reaktion der Hauptlage – besonders im Sommer – und eine verzögerte abgeschwächte Durchfeuchtung der Basislage. Besonders im Sommer lässt sich tendenziell eine schnelle Wasseraufnahme der Hauptlage beobachten. Die Abflüsse fallen oftmals gering aus. Im Winter lassen sich solche Reaktionen aufgrund des generell niedrigeren Matrixpotenzials und des z.T. in fester Form fallenden Niederschlages seltener beobachten. Hier können auch geringe Niederschläge höhere Abflüsse auslösen. Mittels statistischer Auswertungen konnten starke Beziehungen zwischen Niederschlag und Abfluss nachgewiesen werden. Das Relief und die periglazialen Deckschichten im Untersuchungsgebiet wirken sich hingegen nur schwach bis mäßig aus. Die Untersuchungen zeigen eine hohe räumliche Variabilität pedogener und hydrologischer Parameter mit möglichen Speichereffekten im Einzugsgebiet einerseits und eine starke anthropogene Überprägung andererseits. Die Komplexität der Zusammenhänge lassen die Deckschichtenfunktion für das gewählte Untersuchungsgebiet in den Hintergrund treten. Zudem weichen die lokalen Bedingungen stark voneinander ab, so dass einer Regionalisierung der Deckschichten und der hydrologisch relevanten Parameter eine besondere Bedeutung zukommt.

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