Quantifizierung, Analyse und Modellierung von Hangabtrag auf steilen Erosionshängen in unterschiedlichen klimatischen Räumen durch Ground-based Laserdaten
Beteiligte Wissenschaftler: Dr. Fabian Neugirg, PD Dr. Florian Haas, Andreas Kaiser, Prof. Dr. Jürgen Schmidt (TU Freiberg), Prof. Dr. Michael Becht
Bodenerosion ist seit jeher ein Problem, das die Menschheit vor große Herausforderungen stellt. Besondere Aufmerksamkeit erweckt die Bodenerosion auf agrarisch genutzten Flächen, da dadurch Nährstoffe und wertvolle, fruchtbare Böden verloren gehen und somit der Ertrag auf diesen Flächen sinkt. Zudem kommt es durch den erhöhten Nährstoff- und Sedimenteintrag in angrenzenden Flüssen, Teichen und Seen zu einer Störung des natürlichen Gewässerhaushalts. Doch auch auf steilen Hängen ist der Hangabtrag nicht zu vernachlässigen.
Im zentralitalienischen Civita di Bagnoregio wird dies auf besonders dramatische Weise sichtbar. Die Erosion sorgte hier dafür, dass die Stadt nur noch über einen schmalen Steg zu erreichen ist und die am Rand stehenden Häuser sich bereits unmittelbar am Abgrund befinden. Ein möglicher Auslöser war in dieser Region der intensive forstwirtschaftliche Eingriff in den Naturhaushalt seit der Antike.
In den Alpen wiederum ist der Mensch oftmals nicht primär von den Erosionsprozessen auf steilen Hängen betroffen. Vielmehr dient der Hangabtrag hier als ein erster sedimentliefernder Prozess in einem komplexen aufeinander aufbauenden System. Gefährlich für den Menschen wird es dann, wenn zu viel Sediment in Wildbächen angesammelt wurde und es durch ein Niederschlagsereignis zu geschiebeführenden Hochwasserereignissen oder Murgängen kommt.
Das von der DFG für drei Jahre geförderte Projekt zielt darauf ab, herauszufinden, warum manche Regionen besonders stark von der Problematik der Bodenerosion betroffen sind. Dazu wurden Untersuchungsgebiete in unterschiedlichen klimatischen Regionen und mit unterschiedlichen lithologischen Verhältnissen ausgewählt. Im Einzelnen sind dies:
- Erosionshang in einem ehemaligen Steinbruch oberhalb von Eichstätt
- Moränenhang im Lainbachtal, einem Wildbacheinzugsgebiet in der Nähe von Benediktbeuern
- Val di Funes in den italienischen Dolomiten
- Civita di Bagnoregio im nördlichen Latium
- Val d'Orcia in der Toskana
Da sich die klimatischen und meteorologischen Verhältnisse sehr kleinräumig unterscheiden können, wurden alle Untersuchungsgebiete mit eigenen Klimastationen ausgerüstet, so dass zeitlich hochaufgelöste Klimadaten (Niederschlag, Bodenfeuchte, Bodentemperatur, etc.) zur Verfügung stehen. Die Messung des Bodenabtrags findet berührungslos mit modernsten terrestrischen Laserscanning-Messungen statt. Zudem werden mit Hilfe eines unbemannten Octokopters Luftbilder generiert, die auch zur Erstellung von dreidimensionalen Geländmodellen verwendet werden können. Zusätzlich werden auf den Hängen künstliche Beregnungsversuche von den Projektpartnern der TU Bergakademie Freiberg durchgeführt. Die Kombination aus langfristigen und ereignisbasierten Abtragsraten auf den Testhängen sollen dazu dienen, bereits vorhandene Modelle weiterzuentwickeln und speziell auf Steilhänge anzupassen.