Erosionsprozesse auf Lößböden: Experimente und Modellierung
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| Format: | Thesis Book |
| Language: | German |
| Published: |
Karlsruhe
Institut für Wasserbau und Kulturtechnik
1997
|
| Series: | Institut für Wasserbau und Kulturtechnik <Karlsruhe>: Mitteilungen
194 |
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INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT
I
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
VII
TABELLEN
VERZEICHNIS
XIII
SYMBOL
UND
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS
XV
1.
EINLEITUNG
1.1
URSACHEN
UND
AUSWIRKUNGEN
DER
BODENEROSION
.
1
1.2
PROBLEMSTELLUNG
UND
ZIELSETZUNG
.
3
2.
PROZESSE
UND
FAKTOREN
DER
BODENEROSION
2.1
EROSIONSPROZESS
.
7
2.1.1
FORMEN
DER
BODENEROSION
.
7
2.1.2
VERSCHLAEMMUNG
.
10
2.2
EROSIONSBEEINFLUSSENDE
FAKTOREN
.
12
2.2.1
EINFLUSS
BODENUNABHAENGIGER
FAKTOREN
.
13
2.2.1.1
EROSIVITAET
DES
NIEDERSCHLAGS
.
13
2.2.1.2
VEGETATION
.
17
2.2.1.3
GELAENDEMORPHOLOGIE
.
18
2.2.2
EINFLUSS
BODENABHAENGIGER
FAKTOREN
.
19
2.2.2.1
TONMINERALOGIE
UND
TONGEHALT
.
20
2.2.2.2
ORGANISCHE
SUBSTANZ
UND
EDAPHON
.
22
2.2.2.3
SESQUIOXIDE
.
24
2.2.2.4
KATIONENGEHALT
UND
CACO
3
-GEHALT
.
24
2.2.2.5
BODENFEUCHTE
.
25
2.3
EROSIONSNEIGUNG
VON
BOEDEN
.
29
2.3.1
EINFUEHRUNG
.
29
2.3.2
ZEITLICHE
VARIABILITAET
DER
EROSIONSNEIGUNG:
STAND
DES
WISSENS
.
31
2.3.2.1
ZEITLICHE
VARIABILITAET
INNERHALB
EINES
NIEDERSCHLAGSEREIGNISSES
.
31
2.3.2.2
ZEITLICHE
VARIABILITAET
INNERHALB
DER
VEGETATIONSPERIODE
.
32
2.3.2.3
ZEITLICHEN
VARIABILITAET
ZU
UNTERSCHIEDLICHEN
JAHRESZEITEN
.
34
2.3.3
EROSIONSNEIGUNG
DER
SCHICHT
UND
RILLENBEREICHE
.
35
2.4
ERFASSUNG
DER
EROSIONSNEIGUNG
.
36
2.4.1
AGGREGATGROESSENVERTEILUNG
.
37
2.4.2
AGGREGATSTABILITAET
.
38
IV
INHALTSVERZEICHNIS
2.4.3
SCHERWIDERSTAND
.
41
2.4.4
FLIESS
UND
AUSROLLGRENZE
.
45
2.5
ZUSAMMENFASSUNG:
PROZESSE
UND
FAKTOREN
DER
BODENEROSION
.
47
3.
MODELLANSAETZE
ZUR
VORHERSAGE
DER
BODENEROSION
3.1
BESTEHENDE
MODELLANSAETZE
.
49
3.1.1
EMPIRISCHE
MODELLE
.
51
3.1.2
PROZESSORIENTIERTE
MODELLE
.
53
3.2
PEPP/HILLFLOW-MODELL
.
58
3.2.1
OBERFLAECHENABFLUSS
.
58
3.2.2
INFILTRATION
.
62
3.2.3
EROSION
UND
DEPOSITION
.
63
3.2.4
TRANSPORTKAPAZITAET
.
65
3.2.5
VEREINFACHTER
ANSATZ
ZUR
EROSIONSBESTIMMUNG
.
66
3.2.6
SENSITIVITAETSANALYSE
.
69
3.2.7
OBERFLAECHENRAUHIGKEIT
UND
RAUHIGKEITSBEIWERT
.
71
4.
METHODISCHES
VORGEHEN
4.1
UNTERSUCHUNGSGEBIET
.
75
4.1.1
GEOLOGIE
UND
PEDOLOGIE
DES
KRAICHGAUS
.
75
4.1.2
WEIHERBACHGEBIET
.
79
4.2
UNTERSUCHUNGSMETHODEN
.
82
4.2.1
DAUEREROSIONSMESSPARZELLE
UND
BEREGNUNGSANLAGE
.
82
4.2.2
BODENPARAMETER
.
90
4.2.3
STATISTISCHE
AUSWERTUNG
.
91
5.
VARIABILITAET
DER
EROSIONSNEIGUNG
5.1
ZEITLICHE
VARIABILITAET
DER
EROSIONSNEIGUNG
.
93
5.1.1
ZEITLICHE
VARIABILITAET
INNERHALB
DES
BEREGNUNGSVERSUCHS
.
93
5.1.2
ZEITLICHE
VARIABILITAET
WAEHREND
DER
VEGETATIONSPERIODE
.
95
5.1.2.1
VERSUCHE
OHNE
BEEINFLUSSUNG
DURCH
BODENLOCKERUNG
.
96
5.1.2.2
VERSUCHE
MIT
BEEINFLUSSUNG
DURCH
BODENLOCKERUNG
.
100
5.1.3
ZEITLICHE
VARIABILITAET
ZU
UNTERSCHIEDLICHEN
JAHRESZEITEN
.
105
5.2
RAEUMLICHE
VARIABILITAET
DER
EROSIONSNEIGUNG
.
110
5.2.1
RAEUMLICHE
VARIABILITAET
BENACHBARTER
PARZELLEN
.
110
5.2.2
EINFLUSS
DES
TONGEHALTS
.
113
5.2.3
EINFLUSS
DER
BODENFEUCHTE
.
119
5.2.4
EINFLUSS
DER
ORGANISCHEN
SUBSTANZ
.
124
5.2.5
GESAMTBETRACHTUNG
DER
BODENEIGENSCHAFTEN
.
127
5.2.5.1
SEDIMENTKONZENTRATION
.
127
5.2.5.2
EROSIONSWIDERSTAND
.
129
INHALTSVERZEICHNIS
V
5.2.5.3
ENTSCHEIDUNGSDIAGRAMM
.
133
5.3
EIGNUNG
DER
BODENKENNWERTE
ZUR
BESTIMMUNG
DER
MODELLPARAMETER
.
136
5.3.1
AGGREGATGROESSENVERTEILUNG
.
136
5.3.2
AGGREGATSTABILITAET
.
140
5.3.3
SCHERSPANNUNG
.
143
5.3.4
FLIESS
UND
AUSROLLGRENZEN
.
145
5.3.5
K-FAKTOR
.
147
5.3.5.1
K-FAKTOR
NACH
W
ISCHMEIER
&
S
MITH
(1978)
.
147
5.3.5.2
K-FAKTOR
AUS
BEREGNUNGSVERSUCHEN
.
149
5.3.6
GESAMTBETRACHTUNG
DER
BODENEIGENSCHAFTEN
UND
BODENKENNWERTE
.
152
5.3.6.1
SEDIMENTKONZENTRATION
.
152
5.3.6.2
EROSIONSWIDERSTAND
.
154
5.3.7
OBERFLAECHENRAUHIGKEIT
UND
RAUHIGKEITSBEIWERT
.
156
5.3.7.1
EINFLUSS
DER
BODENEIGENSCHAFTEN
.
156
5.3.7.2
EINFLUSS
DER
BODENKENNWERTE
.
158
5.3.7.3
GESAMTBETRACHTUNG
.
160
5.4
UNTERSUCHUNG
DES
EINFLUSSES
DER
BODENBEARBEITUNG
.
162
5.4.1
WENDENDE
UND
NICHT-WENDENDE
BODENBEARBEITUNG
.
162
5.4.2
EROSIONSVERHALTEN
BEI
BEARBEITUNGSVARIANTEN
QUER
ZUM
GEFAELLE
.
166
5.4.3
EROSIONSVERHALTEN
BEI
BEARBEITUNGSVARIANTEN
IN
GEFAELLERICHTUNG
.
170
5.4.4
EINFLUSS
DER
BODENBEDECKUNG
.
174
6.
ANWENDUNGEN
DES
MODELLS
PEPP/HILLFLOW
6.1
ANWENDUNGSBEISPIELE
DES
PEPP/HILLFLOW-MODELLS
.
179
6.1.1
SIMULATION
VON
BEREGNUNGSVERSUCHEN
.
179
6.1.1.1
BEREGNUNGSVERSUCHE
BODENEROSIONSMESSPROGRAMM
SACHSEN
.
179
6.1.1.2
BEREGNUNGSVERSUCHE
WEIHERBACH
.
181
6.1.2
SIMULATION
NATUERLICHER
NIEDERSCHLAGSEREIGNISSE
.
185
6.2
ERWEITERUNG
DES
PEPP/HILLFLOW-HANGMODELLS.
188
6.2.1
KOPPLUNG
VON
EINZELHAENGEN
.
188
6.2.2
ERGEBNISSE
DER
SIMULATION
DES
KLEINEINZUGSGEBIETS
.
195
6.2.2.1
ERGEBNISSE
DER
ABFLUSSSIMULATION
.
195
6.2.2.2
ERGEBNISSE
DER
ABTRAGSSIMULATION.
200
OE.2.2.3
VALIDIERUNG
VON
EROSIONSMODELLEN
.
203
6.2.2.4
MODELL
UND
DATENUNSICHERHEITEN
.
204
7.
ZUSAMMENFUEHRENDE
BETRACHTUNG
UND
AUSBLICK
7.1
VORGEHEN
UND
ERGEBNISSE
.
207
7.2
AUSBLICK
.
218
8.
ZUSAMMENFASSUNG
VI
INHALTSVERZEICHNIS
9.
LITERATURVERZEICHNIS
ANHANG
A.
1
EINFLUSS
UNTERSCHIEDLICHER
BEREGNUNGSINTENSITAETEN
AUF
DAS
INFILTRATIONS
UND
ABTRAGSVERHALTEN
.
A-2
A.2
EINFLUSS
UNTERSCHIEDLICHER
PARZELLENGROESSEN
AUF
DAS
INFILTRATIONS
UND
ABTRAGS
VERHALTEN
.
A-4
B.L
AUSGANGSBEDINGUNGEN
UND
ERGEBNISSE
DER
BEREGNUNGSVERSUCHE
.
A-7
B.2
ERGEBNISSE
DER
UNTERSUCHUNGEN
DER
AGGREGATSTABILITAET
.
A-9
B.3
ERGEBNISSE
DER
SCHERSPANNUNGSMESSUNGEN
UND
KONSISTENZZAHLEN
.
A-L
1
C.L
AGGREGATGROESSENVERTEILUNG.
A-13
C.2
PERKOLATIONSSTABILITAET
.
A-14
C.3
BEREGNUNGSSTABILITAET
.
A-L
6
C.4
SCHERSPANNUNGSMESSUNGEN
MIT
DER
TASCHENFLUEGELSONDE
.
A-17
C.5
SCHERSPANNUNGSMESSUNGEN
MIT
DER
LABORFLUEGELSONDE
.
A-23
C.6
FLIESS
UND
AUSROLLGRENZEN
.
A-29
C.7
K-FAKTOR
NACH
MARTIN
(1988)
.
A-32
D.
1
DATEN
FUER
DIE
MODELLSIMULATION
.
A-34
E.L
VERSUCHSERGEBNISSE
DOMTAL
1993
MAIS
UND
ZUCKERRUEBE
.
A-35
E.2
VERSUCHSERGEBNISSE
LEIERFASS
1994
ZUCKERRUEBE
.
A-39
E.3
VERSUCHSERGEBNISSE
OEWISHEIMER
WEG
MAIS
1994
.
A-42
E.4
VERSUCHSERGEBNISSE
OEWISHEIMER
WEG
AUGUST
1993
.
A-44
E.5
VERSUCHSERGEBNISSE
OEWISHEIMER
WEG
APRIL
1994
.
A-55
E.6
VERSUCHSERGEBNISSE
NEUENBUERGER
PFAD
APRIL
1994
.
A-60
E.7
VERSUCHSERGEBNISSE
FELDMAEGENTEICH
APRIL
1994
.
A-63
E.8
VERSUCHSERGEBNISSEWEIHERBAECHLE
1994,
IMBLOECKERT
1995
.
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