Entwicklung und Anwendung eines physikalisch begründeten Simulationsmodells für die Erosion geneigter landwirtschaftlicher Nutzflächen:
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Berlin
Selbstverl. des Inst. für Geographische Wissenschaften
1996
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| Series: | Berliner geographische Abhandlungen
61 |
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| adam_text | Titel: Entwicklung und Anwendung eines physikalisch begründeten Simulationsmodells für die Erosion geneig
Autor: Schmidt, Jürgen
Jahr: 1996
Inhaltsverzeichnis
Seite
Vorwort...................................................................................................................... 12
1. Einfuhrung............................................................................................................. 13
1.1 Erlauterung der Begriffe Boden und Bodenerosion ...................................... 13
1.2 Erscheinungsformen der Erosion, Ursachen und Folgen ................................. 13
1.3 Erosionsschutz............................................................................................... 14
2. Kenntnisstand und Ziel der Arbeit........................................................................ 15
2.1 Ubersicht....................................................................................................... 15
2.2 Empirische Erosionsmodelle .......................................................................... 15
2.3 Physikalisch begriindete Erosionsmodelle....................................................... 17
2.4 Ziel der Arbeit............................................................................................... 21
3. Grundlagen............................................................................................................ 22
3.1 GrbBen und Einheiten ................................................................................... 22
3.2 Theoretische Grundlagen............................................................................... 23
3.2.1 Hydrologische KenngrbBen................................................................... 23
3.2.2 Hydraulische KenngrSBen.................................................................... 27
3.3 Experimentelle Grundlagen............................................................................ 31
3.3.1 Vorgehensweise................................................................................... 32
3.3.2 Aufbau der Versuchsanlage ................................................................. 33
3.3.3 Hydraulische Eigenschaften der Versuchsflache .................................. 34
3.3.4 Versuchsdurchfiihrung und Ergebnisse ................................................. 36
4. Modellbildung und Programmstruktur..................................................................... 38
4.1 Erosionsmodell............................................................................................... 38
4.1.1 Vorgehensweise................................................................................... 38
4.1.2 Modellansatz fiir die Loslbsung der Partikel....................................... 39
4.1.3 Modellansatz fur den Transport der Partikel....................................... 43
4.1.4 Abhangigkeit des Feststoffaustrages von der Transportkapazitat......... 44
4.1.5 KorngroBenverteilung der transportierten Partikel................................ 45
4.1.6 Erosion/Deposition ............................................................................. 47
4.2 Infiltrationsmodell.......................................................................................... 47
4.2.1 Vorgehensweise................................................................................... 47
4.2.2 Modellansatz....................................................................................... 48
4.2.3 Ableitung der Modellparameter aus Bodenkennwerten......................... 49
4.3 Programmstruktur und Funktionsweise ........................................................... 51
4.3.1 Uberblick ............................................................................................ 51
4.3.2 Meniistruktur....................................................................................... 52
4.3.3 EingabegrSBen und Datenverwaltung................................................... 53
4.3.4 Die Prozedur Berechnen .................................................................... 55
4.3.5 AusgabegrbBen .................................................................................... 55
4.3.6 Parameter ........................................................................................... 56
4.3.7 Optionen ............................................................................................. 59
4.4 Vergleich mit anderen Modellansatzen .......................................................... 60
5. Modellvalidierung ................................................................................................. 61
5.1 Vorgehensweise.............................................................................................. 61
5.2 Erosionsmodell............................................................................................... 61
5.2.1 Sensitivitatsanalyse ............................................................................ 61
5.2.2 Plausibilitatstests................................................................................ 74
5.2.3 Vergleich mit MeBwerten aus Freilandexperimenten........................... 83
5.3 Infiltrationsmodell.......................................................................................... 91
5.3.1 Plausibilitatstests................................................................................. 91
5.3.2 Vergleich mit MeBwerten aus Freilandexperimenten........................... 94
5.4 Modellbedingte Einschrankungen und Fehlerursachen .................................... 96
6. Bestimmung und Verhalten der Modellparameter.................................................. 98
6.1 Uberblick....................................................................................................... 98
6.2 Reliefparameter............................................................................................. 98
6.3 Bodenparameter............................................................................................. 98
6.3.1 Kornung............................................................................................... 98
6.3.2 Lagerungsdichte................................................................................... 99
6.3.3 Organischer Kohlenstoffgehalt ............................................................ 100
6.3.4 Anfangswassergehalt ........................................................................... 100
6.3.5 Erosionswiderstand ............................................................................. 101
6.3.6 Rauhigheit .......................................................................................... 102
6.3.7 Bedeckungsgrad................................................................................... 104
6.4 Niederschlagsparameter................................................................................. 104
6.5 Depositionskoeffizient.................................................................................... 106
6.6 Korrekturfaktor.............................................................................................. 106
7. Anwendung............................................................................................................ 108
7.1 Demonstrationsvorhaben Zaisenhausen........................................................... 108
7.1.1 Problemstellung .................................................................................. 108
7.1.2 Untersuchungsgebiet ........................................................................... 108
7.1.3 Diskussion der Ergebnisse .................................................................. 109
7.2 Demonstrationsvorhaben Saidenbach/Erzgebirge ........................................... 121
7.2.1 Problemstellung................................................................................... 121
7.2.2 Untersuchungsgebiet............................................................................ 122
7.2.3 Vorgehensweise und Methoden............................................................ 122
7.2.4 Diskussion der Ergebnisse ...................,.............................................. 124
8. Zusammenfassung................................................................................................. 138
9. Symbole und Einheiten ......................................................................................... 141
10. Literatur............................................................................................................... 144
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