Das Ökosystem Wald hat innerhalb der Biosphäre einen großen Rang inne. Insbesondere für den Menschen ist es als Sauerstoffproduzent und Rohstofflieferant unentbehrlich. Der Boden als Teil dieses Ökosystems hat dabei, für den Laien auf den ersten Blick vielleicht nicht sofort erkennbar, eine sehr große Bedeutung für den Wald. Als Nährstofflieferant, Fundament und Lebensraum bildet er die Basis des Ökosystems Wald.
Die Bedeutung des Waldbodens kann jedoch auch über seine direkte Position hinaus Einfluss auf andere Ökosysteme haben. Insbesondere wenn man den Boden als Wasserspeicher betrachtet. So kann er als zugehöriges Einzugsgebiet eines Fluss entscheidend zu dessen Zustand und Entwicklung beitragen. Eine weitestgehend verbreitete Theorie ist dabei, den Wald als wasserrückhaltend zu sehen.
In dieser Arbeit soll sich mit der anthropogenen Beeinflussung des Waldbodens auseinandergesetzt werden. Speziell soll die Frage untersucht werden, inwiefern sich verdichtete lineare Flächen im Soonwald auf das Hochwasser der Nahe auswirken. Dazu werden exemplarisch im Einzugsgebiet des Lametbaches im Soonwald die Bodeninfiltrationsraten in Rückegassen und weiteren verdichteten Fahrspuren, sowie in unbeeinträchtigter Böden ermittelt und verglichen.
Zu Beginn wird in dieser Ausarbeitung die Grundlage der Untersuchung vorgestellt, zu der Hydrologische Grundlagen und der Begriff der Bodenverdichtung zählen. Im Anschluss werden relevante Faktoren im Bezug auf das Untersuchungsgebiet erörtert. Schließlich wird die Methodik der Infiltrationsmessung dargelegt und die Erhebung der Daten dargestellt. Zum Abschluss finden eine Auswertung und ein Vergleich dieser Daten statt. Außerdem wird eine eingehende Fehleranalyse der Vorgehensweise vorgenommen.
Inhaltsverzeichnis
1. Grundlage der Untersuchung
1.1 Hydrologische Grundlagen
1.2 Bodenverdichtung
2. Relevante Faktoren am Standort
2.1 Lage, Eingrenzung, Einzugsgebiet
2.2 Boden
3. Die Methode der Infiltrationsmessung
4. Erhebung der Daten
5. Auswertung und Vergleich der Daten
6. Fehleranalyse
Schlussbetrachtung
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht den Einfluss anthropogener Bodenverdichtungen auf das Infiltrationsvermögen von Waldböden im Einzugsgebiet des Lametbaches (Soonwald) und bewertet, inwiefern diese Prozesse das Hochwassergeschehen der Nahe beeinflussen können.
- Analyse der hydrologischen Grundlagen und Bodenverdichtungsprozesse
- Untersuchung des Infiltrationsvermögens verschiedener Waldflächen (Rückegassen, Waldwege, unbeeinträchtigte Böden)
- Anwendung und methodische Bewertung der Infiltrationsmessung mittels Doppelringinfiltrometer
- Vergleich der Infiltrationsraten zur Identifikation abflussrelevanter Flächen
- Fehleranalyse des Versuchsaufbaus und der Datenerhebung unter Feldbedingungen
Auszug aus dem Buch
Die Methode der Infiltrationsmessung
Wie bereits beschrieben, soll es in dieser Untersuchung um eine Erfassung des Infiltrationsvermögens der vorhandenen Böden gehen. Das Ziel ist es dabei herauszufinden, inwiefern eine Oberbodenverdichtung befahrener Böden das Infiltrationsvermögen beeinflusst. Dazu existieren verschiedene Ansätze und Methoden. Ein Ansatz ist dabei die Bestimmung der Wasserleitfähigkeit des Oberbodens, welche gleichzusetzen ist mit der Konstante der Infiltrationsrate (vgl. DYCK / PESCHKE 1995, S.368).
Die gesättigte hydraulische Leitfähigkeit, auch genannt Durchlässigkeitsbeiwert, kann ein wichtiger Wert sein, um bestimmte Aussagen über einen Boden treffen zu wollen. So ist dieser k-Wert ein Modellparameter, der verwendet in mathematischen Modellen, die Wasserbewegung beschreibt. Darüber hinaus ist er ein Bemessungswert für etwaige Entwässerungssysteme. Aber vor allem ist er, häufig im Hinblick auf die Pflanzenproduktion, ein wesentliches Merkmal für die Ursache von Vernässungen und Oberbodenverdichtungen (vgl. DYCK / PESCHKE 1995, S.340). Er ist abhängig von der Korngröße, deren Anzahl und deren Größenverteilung, sprich dem Gefüge des Bodens. Vor allem bei Lößböden können daher auch Schwankungen des Wertes auftreten.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Grundlage der Untersuchung: Dieses Kapitel führt in die hydrologischen Grundlagen ein und definiert den Begriff der Bodenverdichtung als wesentlichen Faktor für die Veränderung des Bodenwasserhaushalts.
2. Relevante Faktoren am Standort: Es werden die geographische Lage des Untersuchungsgebietes im Soonwald sowie die bodenkundlichen Rahmenbedingungen (Bodentypen und Klimaeinflüsse) erläutert.
3. Die Methode der Infiltrationsmessung: Dieses Kapitel stellt die theoretischen und methodischen Ansätze zur Bestimmung der Wasserleitfähigkeit vor, mit Fokus auf den Einsatz des Doppelringinfiltrometers.
4. Erhebung der Daten: Hier wird das praktische Vorgehen bei der Auswahl der Messstellen und der Durchführung der Infiltrationsmessungen im Gelände beschrieben.
5. Auswertung und Vergleich der Daten: Die Messergebnisse werden rechnerisch aufbereitet, in Diagrammen visualisiert und hinsichtlich der Unterschiede zwischen verschiedenen Bodenbelastungen ausgewertet.
6. Fehleranalyse: Dieses Kapitel kritisiert die methodische Vorgehensweise, diskutiert Einflussfaktoren wie Bodenbeschaffenheit und Wasserverfügbarkeit und bewertet die Aussagekraft der gewonnenen Daten.
Schlussbetrachtung: Zusammenfassend wird der Einfluss der Bodenverdichtung auf das Hochwasserpotential diskutiert und Ansätze für weiterführende, optimierte Forschungsarbeiten abgeleitet.
Schlüsselwörter
Infiltrationsvermögen, Bodenverdichtung, Waldboden, Soonwald, Lametbach, Doppelringinfiltrometer, hydrologische Grundlagen, Wasserhaushalt, Oberflächenabfluss, hydraulische Leitfähigkeit, Rückegassen, Waldwege, Standortkartierung, Hochwasserschutz
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Frage, wie durch forstwirtschaftliche Nutzung verursachte Bodenverdichtungen das Infiltrationsvermögen des Bodens beeinflussen und welche Rolle dies für das Hochwassergeschehen in Mittelgebirgsregionen spielt.
Was sind die zentralen Themenfelder der Untersuchung?
Die Themenfelder umfassen die Hydrologie von Waldböden, die Auswirkungen von Befahrung (Rückegassen, Waldwege) auf die Bodenstruktur sowie die Methodik der Infiltrationsmessung im Gelände.
Was ist das primäre Ziel der Bachelorarbeit?
Das Ziel ist die exemplarische Ermittlung und der Vergleich von Infiltrationsraten an verdichteten und unverdichteten Bodenstellen im Einzugsgebiet des Lametbaches, um den Einfluss auf den Wasserrückhalt zu bewerten.
Welche wissenschaftliche Methode wird zur Datenerhebung verwendet?
Es kommt das Doppelringinfiltrometer zum Einsatz, eine Feldmethode, um die gesättigte hydraulische Leitfähigkeit des Oberbodens bzw. die Infiltrationsrate direkt vor Ort zu messen.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die theoretische Herleitung der bodenphysikalischen Prozesse, die methodische Versuchsplanung, die Durchführung der Messungen an verschiedenen Standorten sowie die anschließende statistische und grafische Auswertung der Daten.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren diese Arbeit?
Wichtige Begriffe sind unter anderem Infiltrationsvermögen, Bodenverdichtung, Waldboden, Doppelringinfiltrometer und Hochwasserschutz.
Warum spielt die Bodenverdichtung durch Forstmaschinen eine Rolle für das Hochwasser?
Verdichtete Böden verlieren ihre Fähigkeit, Wasser aufzunehmen und zu speichern, da Porenräume verkleinert werden. Dadurch nimmt der oberflächliche Abfluss zu, was bei Niederschlagsereignissen zur schnelleren und stärkeren Belastung von Bächen führt.
Welches Fazit zieht die Autorin bezüglich der methodischen Umsetzung?
Die Autorin erkennt an, dass die gewählte Methode im Gelände aufgrund äußerer Faktoren (Trockenheit, Wasserbeschaffung, Zeitdruck) Herausforderungen bot und für präzisere Ergebnisse eine standardisierte Messung nach Starkregenereignissen sowie eine höhere Messfrequenz erforderlich gewesen wäre.
- Quote paper
- Jennifer Jacob (Author), 2011, Vergleichende Betrachtung des Infiltrationsvermögens unverdichteter und verdichteter Waldböden im Einzugsgebiet des Lametbaches (Soonwald), Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/314191
