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Analyse von linearen Abflusswegen und ihr Einfluss auf die Effektivität von Gewässerrandstreifen

Hösl, Rosemarie (2009) Analyse von linearen Abflusswegen und ihr Einfluss auf die Effektivität von Gewässerrandstreifen.
Diplomarbeit, University of Vienna. Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
BetreuerIn: Glade, Thomas

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DOI: 10.25365/thesis.7420
URN: urn:nbn:at:at-ubw:1-29852.34818.973165-5

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Abstract in German

Österreich fördert im Agrar-Umweltprogramm ÖPUL 2007 erstmal die Anlage von Gewässerrandstreifen zum Schutz von Fließ- und Oberflä-chengewässer durch Sediment- und Nährstoffeinträge aus landwirt-schaftlich genutzten Flächen. Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit der Analyse von linearen Abflusswegen in der Landschaft und ihre Auswirkungen auf die Effek-tivität von Gewässerrandstreifen. Oberflächenabfluss und darin ent-haltene Sediment- und Schadstoffe, können durch anthropogen beding-te, lineare Strukturen wie Straßengräben, konzentriert werden und so an Filterstreifen vorbei, direkt in Fließgewässer münden. Im gesamten Bundesgebiet wurden drei Fördergebiete ausgewiesen. Die Analyseergebnisse dieser Arbeit beziehen sich ausschließlich auf das Fördergebiet im südlichen Weinviertel, in Niederösterreich. Dort wurden fünf, für das gesamte Gebiet repräsentative, Testgebiete aus-gewählt. Anhand von Kartierungen im Gelände, wurden lineare Abflusswege erhoben und anschließend mittels GIS (Geographisches Informations-system) in Höhenmodelle integriert. Die Analysen wurden mittels drei Höhenmodellen mit unterschiedlicher Auflösung durchgeführt. Auf diese Weise wurde der Einfluss der Rasterweite auf die Ergebnisse ge-prüft. Auf Basis dieser Höhenmodelle wurden alle weiteren Berech-nungen durchgeführt. Für die Modellierung des Oberflächenabflusses wurden zwei unter-schiedliche Algorithmen (D8 und D-Infinity) verwendet. Dies wurde durchgeführt, um den Einfluss der verwendeten Algorithmen auf die Ergebnisse gering zu halten. Ziel dieser Berechnungen war es, die Testgebiete in Teileinzugsgebiete zu untergliedern. Es wurden einerseits Gebiete ausgewiesen, die durch potentielle Gewässerrandstreifen geschützt in den Vorfluter entwäs-sern. Zum anderen wurden Gebiete ausgewiesen, die in lineare Struk-turen wie Straßengräben oder Kanäle entwässern und deren Oberflä-chenabfluss ungeschützt durch Filterstreifen, in den Vorfluter mün-den. Aus diesen Teileinzugsgebietsflächen wurde ein Flächenverhält-nis erstellt. Die Bodenerosionswerte für die Testgebiete standen ebenfalls zur Ver-fügung. Diese wurden anschließend mit den ermittelten Teileinzugsge-bieten verschnitten, um festzustellen, wie vulnerabel die Testgebiete in Bezug auf Bodenabtrag durch Wasser sind. Es ergaben sich Bodenab-tragswerte von minimal 1,8 t/ha/y und maximal 4,0 t/ha/y. Im Bezug auf die erstellten Flächenverhältnisse war das Ergebnis im besten Fall, dass das gesamte Testgebiet geschützt durch potentielle Gewässerrandstreifen in den Vorfluter entwässert. Im schlechtesten Fall war das Testgebiet lediglich zu rund 60 % geschützt, die restlichen 40 % des Einzugsgebietes entwässerten ungeschützt in den Vorfluter. Bezüglich des Einflusses der Rasterweite der Höhenmodelle, kann zwar gesagt werden, dass das Höhenmodell, das auf Basis des hochauf-lösenden Laserscans (1 m Rasterweite) erstellt wurde, die besten Er-gebnisse lieferte, eine eindeutige Aussage konnte allerdings nicht ge-troffen werden. Wesentliches Ergebnis dieser Arbeit ist, dass anthropogen bedingte, li-neare Abflusswege in der Landschaft Einfluss auf die Effektivität von Filterstreifen haben. Durch sie wird Oberflächenabfluss vielfach an Gewässerrandstreifen vorbei geleitet und vermindert so ihre Effektivität. Bei der Anlage von Gewässerrandstreifen sind gute Kenntnisse über die Abflusssituation im Gelände entscheidend. Um Gewässer vor Sediment- und Nährstoffeinträgen besser schützen zu können, sind weiters Maßnahmen sinnvoll, die bereits im Vorfeld eines Gewässerrandstreifens wirken, wie beispielsweise konservieren-de Bodenbearbeitungsmaßnahmen.

Schlagwörter in Deutsch

Gewässerrandstreifen / Oberflächenabflussmodellierung

Abstract in English

The main objective of this thesis is an analysis of convergent surface runoff in landscape and its impact on the efficiency of vegetated filter strips. In highly agriculturally used regions, surface runoff often contains sediments, pollutants and nutrients which badly influence the stream water quality. Flow convergence often takes place in ditches or chan-nels. Hence, surface runoff is not buffered through vegetated filter strips before entering surface water. On the basis of field mapping, ditches, channels and comparable linear structures were mapped in five test areas. These linear structures were integrated into digital elevation models (DEM). To analyse the impact of grid resolution, three different DEM’s were used. To model surface runoff two different algorithms were used. In this way the catchment area from which surface runoff was routed through vegetated filter strips was compared to the catchment area which drained directly into ditches or channels and therefore bypasses the filter strips. By using these algorithms, which were implemented in a GIS (Geographic Information System), surface ratios of protected against unprotected areas were computed. The catchment areas obtained were related to soil erosion data to prove the vulnerability of these areas. The main conclusion of this thesis is that linear flow paths may con-centrate water flow before surface runoff enters the aquatic ecosystem. Because of these flow paths, convergent runoff takes place and by-passes vegetated filter strips, thus reducing their effectiveness.

Schlagwörter in Englisch

vegetative filter strips / surface runoff modelling

Item Type: Hochschulschrift (Diplomarbeit)
Author: Hösl, Rosemarie
Title: Analyse von linearen Abflusswegen und ihr Einfluss auf die Effektivität von Gewässerrandstreifen
Umfangsangabe: 117 S. : Ill., graph. Darst., Kt.
Institution: University of Vienna
Faculty: Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Publication year: 2009
Language: ger ... Deutsch
Supervisor: Glade, Thomas
Assessor: Glade, Thomas
Classification: 38 Geowissenschaften > 38.09 Physische Geographie
38 Geowissenschaften > 38.00 Geowissenschaften: Allgemeines
AC Number: AC07930076
Item ID: 7420
(Das PDF-Layout ist ident mit der Druckausgabe der Hochschulschrift.)

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