Schneider, Anna und Maurer, Thomas und Gerke, Horst H.
(2009)
Bilanzierung der Sedimentmassen eines künstlichen Wassereinzugsgebiets mit einem 3D- Strukturmodell.
In: Jahrestagung der DBG 2009: Böden - eine endliche Ressource, September 2009, Bonn.
Kurzfassung
Im SFB TR 38 wird ein ca. 6 ha großes künstliches Wassereinzugsgebiet untersucht, das der ungelenkten Sukzession überlassen ist. Um die Beziehungen zwischen Strukturen und Prozessen während der initialen Phasen der Ökosystementwicklung besser verstehen zu können, sollen 3D räumlich differenzierte Bilanzen der Sedimente als der Festphase des porösen Bodenkörpers erstellt werden.
Ziel dieser Studie ist eine quantitative Bilanzierung der räumlich-zeitlichen Dynamik des Festkörpers als Folge von z.B. erosiven Massenbewegungen sowie eine Analyse der Wechselbeziehungen zwischen Verlagerungen und Sedimenteigenschaften. Die Basis der Untersuchung bildet die Auswertung digitaler Modelle der Oberflächenstrukturen im Initialzustand sowie in späteren Entwicklungsphasen des Ökosystems.
Aus digitalen Geländemodellen der Oberfläche sowie der Untergrenze des Einzugsgebiets wurde in der 3D-GIS Software GOCAD ein 3D-Gittermodell der initialen räumlichen Strukturen des Wassereinzugsgebiets konstruiert. Bodenphysikalische und –chemische Parameter wurden auf das digitale Modell übertragen und räumlich interpoliert. Die aus photogrammetrischer Luftbildauswertung und Laserscanning fortlaufend gewonnenen Oberflächeninformationen werden genutzt, um Entwicklungszustände im 3D Modell darzustellen. Aus topographischer Information und Texturdaten werden Geländekennwerte und hydrologische Parameter ermittelt. Volumenänderungen werden in räumlicher und zeitlicher Auflösung erfasst, um durch die Kombination mit Sedimenteigenschaften die Veränderungen der festen Bodenphase quantitativ zu ermitteln. Korrelationen zwischen Sedimenteigenschaften, Geländeparametern und Prozessen der Massenverlagerung werden untersucht.
Durch diese integrative Betrachtung der Strukturen und Prozesse im 3D-Modell können im Einzugsgebiet Prozessräume unterschiedlicher Dynamik im Hinblick auf Sedimentverlagerung und Pedogenese charakterisiert werden. Erste Ergebnisse zeigen, dass zwischen westlichem und östlichem Teil des Einzugsgebiets sowohl bezüglich der Sedimenteigenschaften als auch hinsichtlich der Erosionsdynamik Unterschiede bestehen. Eine wechselseitige Abhängigkeit von Sedimentstrukturen und Prozessen der Oberflächenentwicklung kann daher angenommen werden.
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