Modellierung von Bodenerosion und Sedimentaustrag bei Hochwasserereignissen am Beispiel des Einzugsgsgebiets der Rems

Abstract

Die vorliegende Dissertation untersucht Bodenerosion und Sedimentaustrag bei Hochwasserereignissen und Starkniederschlägen im Einzugsgebiet der Rems (Flussgebiet Neckar, Stromgebiet Rhein). Es werden die Grundlagen des Zusammenspiels von (Stark-) Niederschlag, Hochwasser und Sturzfluten, Bodenerosion und Sedimentaustrag sowie deren messtechnische und modellbasierte Erfassung dargestellt. Die Anwendung empirischer Modellansätze im Untersuchungsgebiet beinhaltet Modellparametrisierung, -kalibrierung und -validierung sowie Regionalisierung für die Übertragbarkeit auf unbeobachtete Gebiete. Es erfolgt eine Untersuchung des räumlichen Zusammenhangs der flächenhaften Eingangsdaten und Modellergebnisse sowie die Beurteilung der Wirkung von konservierender Bodenbearbeitung auf die Bodenabtrags- und Sedimentaustragsschätzungen. Es werden sowohl langandauernde advektive, zu Flusshochwasser führende Niederschlagsereignisse betrachtet als auch kurzzeitige konvektive Sommerereignisse, die nur zu wenig Abfluss oder aber auch zu Sturzfluten führen. Mit der entwickelten Methodik können saisonale und gebietsspezifische Eigenheiten wie Niederschlagscharakteristika, Landnutzung und Landbedeckung sowie Anfangsbodenfeuchte berücksichtigt werden. Ein Ergebnis ist die Bereitstellung von Eingangsdaten für die Optimierung der Steuerung von Hochwasserrückhaltebecken und Speichern zur gezielten Retention stofflicher Belastungen. Teile der Untersuchungen für diese Dissertation haben ihren Ursprung im RIMAX-Verbundvorhaben "Entwicklung eines integrativen Bewirtschaftungskonzepts für Trockenbecken und Polder zur Hochwasserrückhaltung".