Untersuchung über Ansätze und Modelle zur Langfristsimulation von Erosionsprozessen auf landwirtschaftlichen Nutzflächen: Berichtsteil und Anlagenteil
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Jülich
Zentralbibliothek d. Kernforschungsanlage
1989
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| Series: | Kernforschungsanlage Jülich des Landes Nordrhein-Westfalen: Spezielle Berichte der Kernforschungsanlage Jülich
546 |
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| adam_text | Titel: Untersuchung über Ansätze und Modelle zur Langfristsimulation von Erosionsprozessen auf landwirtsc
Autor: Hatzfeld, Fritz
Jahr: 1989
HYDROTEC
Verzeichnis der Anlagen ..................... 10
Vorwort............................. 14
Kurzfassung und Berichtsübersicht ................ I5
1 Veranlassung und Ziele des Forschungsvorhabens ........ 22
1.1 Aufgabenstellung und Ziele ............... 22
1.2 Aufgabe von Erosionsmodellen im Rahmen des Bodenschutzes 25
1.3 Zusammenarbeit im anderen Instituten .......... 27
2 Modellarten und historischer Überblick über Modellent-
wicklungen .......................... 28
2.1 Modellbegriff...................... 28
2.2 Historischer Oberblick über Modellentwicklung zur
Erosionsberechnung ................... 30
2.3 Auswahl der in dieser Untersuchung analysierten Modelle . 34
3 Grundlagen der Erosionsberechnung .............. 37
3.1 Definitionen und Teilprozesse der Erosionsvorgänge ... 38
3.2 Einflußfaktoren der Erosion ............... 39
3.2.1 Erosion durch Niederschlag ........... 40
3.2.1.1 Wirkung .................... 40
3.2.1.2 Theorie und Berechnungsansätze ........ 42
3.2.2 Erosion durch Abfluß ................ 46
3.2.2.1 Wirkung .................... 46
3.2.2.2 Theorie und Berechnungsansätze ........ 49
§.2.2.2.1 Menge des Oberflächenabflusses ...... 50
3.2.2.2.2 Bestimmung der Fließwege und des hydrau-
lischen Verhaltens............ 53
3.2.2.2.3 Berechnung der Sedimentlösungs- und Trans-
portkapazität der Strömung........ 53
3.2.3 Klimatische Einflüsse auf Erosionsvorgänge ..... 58
3.2.3.1 Wirkung .................... 58
3.2.3.2 Theorie und Berechnungssätze ......... 58
3.2.4 Berücksichtigung der Wechselwirkung zwischen Teil-
15. Mai 1988 FE-Vorhaben Bodenerosion
HYDROTEC - 5 -
Prozessen der Erosion ............... 59
4 Erosionsforschung in der BRD und im Ausland........ . 61
4.1 Untersuchungsziele der experimentellen Forschung .... 62
4.2 Methodische Ansätze ................... 62
4.3 Messung einzelner Einflußfaktoren ............ 63
4.3.1 Niederschlag und Niederschlagscharakteristik .... 63
4.3.2 Abfluß und Wassergehalt des Bodens......... 64
4.3.3 Abtrag....................... 65
4.3.4 Boden- und Bodenbearbeitung ............ 66
4.3.5 Bewuchs...................... 67
4.3.6 Topographie.................... 67
4.4 Zusammenfassende Wertung der experimentellen Forschung . 68
4.5 Experimentelle Studien in der BRD............ 69
5 Gegenüberstellung von Erosionsmodellen ............ 71
5.1 ABAG (Allgemeine Boden-Abtrags-Gleichung) ....... 73
5.1.1 Allgemeines.................... 73
5.1.2 Teilbereiche des Wasser- und Stoffhaushaltes ... 73
5.1.3 Bodennutzung................... 73
5.1.4 Räumliche Diskretisierung ............. 74
5.1.5 Zeitliche Diskretisierung für die Erosionsberech-
nung ....................... 74
5.1.6 Weitere Möglichkeiten und Randbedingungen der An-
wendung ...................... 75
5.1.7 Kurzbeschreibung, Sensitivität .......... 76
5.1.8 Datenbedarf und -Verfügbarkeit .......... 82
5.1.9 Handhabung / Zeitaufwand ............. 85
5.1.10 Berechnungsergebnisse ............... 85
5.2 MUSLE - Braunschweig.................. 87
5.2.1 Allgemeines.................... 87
5.2.2 Teilbereiche des Wasser- und Stoffhaushaltes ... 87
5.2.3 Bodennutzung................... 87
5.2.4 Räumliche Diskretisierung ............. 88
5.2.5 Zeitliche Diskretisierung für die Erosionsberech-
nung ....................... 88
5.2.6 Weitere Möglichkeiten und Randbedingungen der An-
15. Mai 1988 FE-Vorhaben Bodenerosion
HYDROTEC
- 6 -
wendung ......................
5.2.7 Kurzbeschreibung, Sensitivität .......... 90
5.2.8 Datenbedarf und -Verfügbarkeit .......... 91
5.2.9 Handhabung / Zeitaufwand ............. 91
5.2.10 Berechnungsergebnisse ............... 92
5.3 SWMM III........................ 93
5.3.1 Allgemeines.................... 93
5.3.2 Teilbereiche des Wasser- und Stoffhaushaltes ... 93
5.3.3 Bodennutzung................... 93
5.3.4 Räumliche Diskretisierung ............. 94
5.3.5 Zeitliche Diskretisierung für die Erosionsberech-
nung ....................... 95
5.3.6 Weitere Möglichkeiten und Randbedingungen der An-
wendung ...................... 95
5.3.7 Kurzbeschreibung, Sensitivität .......... 96
5.3.8 Datenbedarf und -Verfügbarkeit .......... 97
5.3.9 Handhabung / Zeitaufwand ............. 98
5.3.10 Berechnungsergebnisse ............... 98
5.4 CREAMS......................... 100
5.4.1 Allgemeines.................... 100
5.4.2 Teilbereiche des Wasser- und Stoffhaushaltes . . . 100
5.4.3 Bodennutzung................... 100
5.4.4 Räumliche Diskretisierung ............. 101
5.4.5 Zeitliche Diskretisierung für die Erosionsberech-
nung ....................... 101
5.4.6 Weitere Möglichkeiten und Randbedingungen der An-
wendung ...................... 102
5.4.7 Kurzbeschreibung, Sensitivität .......... 103
5.4.8 Datenbedarf und -Verfügbarkeit .......... 107
5.4.9 Handhabung / Zeitaufwand ............. 107
5.4.10 Berechnungsergebnisse ............... 108
5.5 MUSLE - Karlsruhe................... 110
5.5.1 Allgemeines................... 120
5.5.2 Teilbereiche des Wasser- und Stoffhaushaltes ... 110
5.5.3 Bodennutzung.......... HO
5.5.4 Räumliche Diskretisierung ............. ?
15. Mai 1988 FE-Vorhaben Bodenerosion
HYDROTEC - 7 -
5.5.5 Zeitliche Diskretisierung für die Erosionsberech-
nung ....................... Ill
5.5.6 Weitere Möglichkeiten und Randbedingungen der An-
wendung ...................... 112
5.5.7 Kurzbeschreibung, Sensitivität .......... 113
5.5.8 Datenbedarf und -Verfügbarkeit .......... 114
5.5.9 Handhabung / Zeitaufwand ............. 114
5.5.10 Berechnungsergebnisse ............... 114
5.6 HSPF.......................... 117
5.6.1 Allgemeines.................... 117
5.6.2 Teilbereiche des Wasser- und Stoffhaushaltes . . . 117
5.6.3 Bodennutzung................... 117
5.6.4 Räumliche Diskretisierung ............. 118
5.6.5 Zeitliche Diskretisierung für die Erosionsberech-
nung ....................... 118
5.6.6 Weitere Möglichkeiten und Randbedingungen der An-
wendung ...................... 119
5.6.7 Kurzbeschreibung, Sensitivität .......... 120
5.6.8 Datenbedarf und -Verfügbarkeit .......... 123
5.6.9 Handhabung / Zeitaufwand ............. 125
5.6.10 Berechnungsergebnisse ............... 126
5.7 FGMOD/SEDIM...................... 128
5.7.1 Allgemeines.................... 128
5.7.2 Teilbereiche des Wasser- und Bodenhaushaltes . . . 128
5.7.3 Bodennutzung................... 128
5.7.4 Räumliche Diskretisierung ............. 129
5.7.5 Zeitliche Diskretisierung für die Erosionsberech-
nung ....................... 129
5.7.6 Weitere Möglichkeiten und Randbedingungen der An-
wendung ..................... 130
5.7.7 Kurzbeschreibung, Sensitivität .......... 131
5.7.8 Datenbedarf und -Verfügbarkeit .......... 136
5.7.9 Handhabung / Zeitaufwand ............. 136
5.7.10 Berechnungsergebnisse .............. 136
5.8 OPUS......................... 139
5.8.1 Allgemeines................... 139
15. Mai 1988 FE-Vorhaben Bodenerosion
HYDROTEC
- 8 -
5.8.2 Teilbereiche des Wasser- und Stoffhaushaltes . . . 139
5.8.3 Bodennutzung................... 139
5.8.4 Räumliche Diskretisierung ............ 140
5.8.5 Zeitliche Diskretisierung für die Erosionsberech-
nung ....................... 140
5.8.6 Weitere Möglichkeiten und Randbedingungen der An-
wendung ..................... 141
5.8.7 Kurzbeschreibung, Sensitivität .......... 142
5.8.8 Datenbedarf und -Verfügbarkeit .......... 145
5.8.9 Handhabung / Zeitaufwand ............. 146
5.8.10 Berechnungsergebnisse .............. 146
5.9 SWAM......................... 147
5.9.1 Allgemeines................... 147
5.9.2 Teilbereiche des Wasser- und Bodenhaushaltes . . . 147
5.9.3 Bodennutzung................... 147
5.9.4 Räumliche Diskretisierung ............ 148
5.9.5 Zeitliche Diskretisierung für die Erosionsberech-
nung ....................... 148
5.9.6 Weitere Möglichkeiten und Randbedingungen der An-
wendung ..................... 149
5.9.7 Kurzbeschreibung, Sensitivität .......... 150
5.9.8 Datenbedarf und -Verfügbarkeit .......... 152
5.9.9 Handhabung / Zeitaufwand ............. 152
5.9.10 Berechnungsergebnisse .............. 152
5.10 WEPP......................... 153
5.10.1 Allgemeines ................... 153
5.10.2 Teilbereiche des Wasser- und Bodenhaushaltes . . 153
5.10.3 Bodennutzung .................. 153
5.10.4 Räumliche Diskretisierung ............ 154
5.10.5 Zeitliche Diskretisierung für die Erosionsberech-
nung ...................... 154
5.10.6 Weitere Möglichkeiten und Randbedingungen der An-
wendung ..................... 255
5.10.7 Kurzbeschreibung, Sensitivität ......... 156
5.10.8 Datenbedarf ................... 158
5.10.9 Handhabung / Zeitaufwand ............ 159
15. Mai 1988 FE-Vorhaben Bodenerosion
HYDROTEC - 9 -
5.10.10 Berechnungsergebnisse .............. 159
6 Datengrundlage, Institutionen und Datenbedarf der Modelle . . 160
6.1 Niederschlag...................... 161
6.2 Abfluß......................... 163
6.3 Klima......................... 164
6.4 Abtrags- und Schwebstoffraessungen ........... 166
6.5 Topographie...................... 167
6.6 Boden- und Bodenbearbeitung .............. 169
6.7 Bewuchs........................ 173
7 Bewertung der Erosionsmodelle ................ 175
8 Eigener Modellansatz und Forschungsbedarf .......... 184
8.1 Entwurf eines Erosionsmodells ............. 184
8.1.1 Ziele....................... 184
8.1.2 Grundstruktur................... 185
8.1.3 Berechnungsansätze Hydrologie ........... 187
8.1.4 Erosionsberechnung für Teilgebiete mit Ackerflächen 188
8.1.4.1 Gebietsunterteilung ............. 188
8.1.4.2 Fließwege und Abflußverhalten ........ 189
8.1.4.3 Berechnungsansätze .............. 193
8.1.4.3.1 Regentropfeneinschlag .......... 194
8.1.4.3.2 Oberflächenabfluß ............ 196
8.2 Forschungsbedarf .................... 196
Literatur........................... 198
15. Mai 1988 FE-Vorhaben Bodenerosion
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| spelling | Hatzfeld, Fritz Verfasser aut Untersuchung über Ansätze und Modelle zur Langfristsimulation von Erosionsprozessen auf landwirtschaftlichen Nutzflächen Berichtsteil und Anlagenteil von F. Hatzfeld ; H. Werner. Erstellt von HYDROTEC, Aachen. Unter Mitarb. von N. Amps ... [Kernforschungsanlage Jülich GmbH, Projektleitung Biologie, Ökologie, Energie] Als Ms. gedr. Jülich Zentralbibliothek d. Kernforschungsanlage 1989 214, [100] S. graph. Darst. txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Kernforschungsanlage Jülich des Landes Nordrhein-Westfalen: Spezielle Berichte der Kernforschungsanlage Jülich 546 Literaturverz. S. 198 - 214 Simulation (DE-588)4055072-2 gnd rswk-swf Bodenerosion (DE-588)4007367-1 gnd rswk-swf Erosion (DE-588)4015366-6 gnd rswk-swf Landwirtschaftliche Nutzfläche (DE-588)4034421-6 gnd rswk-swf Landwirtschaftliche Nutzfläche (DE-588)4034421-6 s Erosion (DE-588)4015366-6 s Simulation (DE-588)4055072-2 s DE-604 Bodenerosion (DE-588)4007367-1 s Werner, Horst Verfasser aut Kernforschungsanlage Jülich des Landes Nordrhein-Westfalen: Spezielle Berichte der Kernforschungsanlage Jülich 546 (DE-604)BV000017769 546 HBZ Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=001700946&sequence=000002&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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