Bodenerosion durch Wasser

Zur Bodenabtragsmessung wird ein transportabler Niederschlagssimulator verwendet, der mit einer schwenkbaren Flachstrahldüse (2,5 m über der hängigen Bodenoberfläche) ausgestattet ist. Hiermit werden nahezu natürliche Niederschläge hinsichtlich Verteilung und Tropfenspektrum sowie kinetischer Energie der Tropfen bei Aufschlag auf die Bodenoberfläche simuliert. Mit der Anlage kann auf Ackerflächen die Wasserinfiltration bzw. der Oberflächenabfluss und der damit verbundene Bodenabtrag in Abhängigkeit von Verschlämmung und Makroporenfluss erfasst werden. Demzufolge ist die Anlage (Abbildung 1) geeignet, um extreme Niederschlagsereignisse zu simulieren. Während der Beregnung werden der von einer 1 m² großen Fläche stammende Oberflächenabfluss und das abgetragene Bodenmaterial erfasst (siehe auch »Schutz vor Wassererosion«).

Die Ziele bisheriger Messungen mit dieser Anlage bestanden darin, die Infiltration und den Bodenabtrag in Hanglagen bei unterschiedlicher Bodenbearbeitung zu untersuchen. Die Ergebnisse bilden die Grundlage für Empfehlungen zu erosionsmindernden und wasserretentionsfördernden Bestellverfahren (z.B. konservierende Bodenbearbeitung). Darüber hinaus bilden die Messdaten eine Grundlage für das in Sachsen zur Erosionsmodellierung eingesetzte Modell EROSION 2D/3D sowie für die Niederschlags-Abflussmodellierung ackerbaulich geprägter Wassereinzugsgebiete.

Abbildung 1: Kleinberegnungsanlage

Neben der Simulation extremer Niederschläge mit einer Beregnungsanlage auf einer relativ kleinen Fläche sollen auch der Oberflächenabfluss und die Erosion während natürlicher Niederschläge und während der Schneeschmelze erfasst werden. Hierfür wird zurzeit die in Abbildung 2 vorgestellte Versuchsanlage erprobt. Von einer 7 m2 großen Fläche wird der Oberflächenabfluss und das abgetragene Bodenmaterial durch eine Abfluss- bzw. Sedimentauffangrinne aufgenommen und über ein Ableitungsrohr zu einem Sammelbehälter geleitet (siehe auch »Schutz vor Wassererosion«). Parallel dazu erfolgt die Messung von Niederschlag und Temperatur.

Abbildung 2: Anlage zur Erfassung von Oberflächenabfluss und Erosion infolge natürlicher Niederschläge