Hydrologische Oberflächenprozesse während der Entwicklungsphase eines künstlichen Einzugsgebietes

Blick in das künstliche Einzugsgebiet „Hühnerwasser“ (Foto: Mike Schwank)

Im Rahmen einer grossen interdisziplinären Studie (geplantes SFB/TR38) verschiedener Hochschuleinrichtungen aus Deutschland und der Schweiz wurde ein ca. 6 ha grosses künstliches Einzugsgebiet im Lausitzer Braunkohlerevier (Deutschland) gebaut. Ziel des SFB/TR ist es, die Prozesse bzw. Strukturen und ihre Wechselwirkungen untereinander zu identifizieren und zu analysieren, die für die Entwicklung eines Ökosystems in seiner Anfangsphase bestimmend sind. Des Weiteren soll untersucht werden, wie sich die Art und Intensität dieser initialen Entwicklung von späteren Entwicklungsphasen unterscheidet. In diversen Teilprojekten werden dazu verschiedene Aspekte der Ökosystementwicklung (z.B. Bodenbildung, Vegetationsentwicklung, Ausbildung von Stoffkreisläufen) untersucht.

Ziele

Unser Projekt hat ein verbessertes Verständnis der Ausbildung präferentieller Fliesswege in den Boden und entlang der Bodenoberfläche zum Ziel. Die wichtigsten Werkzeuge für unsere Untersuchungen sind zwei Mikrowellen – Radiometer (ELBARA/MORA), die es uns ermöglichen, den oberflächennahen Bodenwassergehalt berührungslos zu bestimmen. Im Laufe der Arbeit sollen Methoden entwickelt werden, um mit Hilfe dieser Bodenfeuchtemessungen mit Mikrowellen – Radiometrie, die Entwicklung hydrologischer Oberflächenstrukturen untersuchen und verfolgen zu können.

L-Band Radiometer ELBARA (Foto: Ingo Völksch)

Experimente

Im ersten Teil des Projektes werden an der WSL Beregnungsversuche auf einer 3 x 4 m grossen Versuchsfläche mit Bodenmaterial aus Cottbus durchgeführt. Dabei wird der Einfluss verschiedener Parameter wie z.B. Hangneigung, Beregnungsintensität oder bestehende Heterogenitäten an der Bodenoberfläche auf die Entstehung und die Entwicklung von Fliesswegen untersucht.

Nach Abschluss der Beregnungsexperimente werden die Radiometer in Deutschland am Rand des künstlichen Einzugsgebietes aufgebaut und es wird eine Langzeitbeobachtung der natürlichen Entwicklung der dort entstehenden Fliesswege durchgeführt. Aus diesen Beobachtungen erhoffen wir uns Aussagen darüber, 1.) wann und bei welchen Ereignissen sich Fliesswege überhaupt bilden und 2.) wie sich diese Muster in Reaktion auf verschiedene Jahreszeiten (z.B. Einfluss von Bodenfrost, Schneeschmelze etc.) verhalten.

Zusammenarbeit

Die Studie wird in enger Zusammenarbeit mit Prof. Christian Mätzler vom Institut für Angewandte Physik der Universität Bern und Prof. Hannes Flühler vom Institut für Terrestrische Ökologie der ETH Zürich durchgeführt.

Fotos

Bilder vom Versuchsaufbau

Projektmitarbeitende

• Ingo Völksch
• Mike Schwank
  
• Manfred Stähli
• Martin Scherler

Kontakt

• Ingo Völksch