Das Verständnis der Abflussentstehung und die Prozesse, die diese beeinflussen, sind in vielen semi-ariden Räumen im Fokus der hydrologischen- sowie geomorphologischen Forschung. Diese korrespondiert mit den Untersuchungen bzgl. der zunehmenden Desertifikationsprozesse in diesen Ökosystemen (vgl. BRYAN 1994, BULL & KIRKBY 2002, REBEIRO-HARGRAVE & PELLIKKA 2004, VALENTIN 2005, YAIR & YASSIF 2004). Im Rahmen des Projekts "Landdegradation und Bodenerosion im Einzugsgebiet des Ugii Nuur, Republik Mongolei" gab es die Möglichkeit, eigene Untersuchungen in einer semi-ariden Umgebung durchzuführen. Hierbei sollten die Möglichkeiten der nachträglichen Modellierung der Landschaft auf Grundlage der Vermessung mit einem DGPS (Differentielles Globales Positionierungs System) genutzt werden. Zudem stand die Frage im Mittelpunkt, inwiefern Faktoren wie Gefälle und Krümmung im Zusammenspiel mit punktuellen Informationen an repräsentativen Punkten Auswirkungen auf die Generierung von Abfluss haben. Der Begriff Abflussgenerierung bezieht sich auf die Erzeugung und den Ablauf des Abflussvorganges. Im Anbetracht der semi-ariden Lokalität konzentriert sich die Arbeit auf die Generierung von Oberflächenabfluss und dessen Intensität. Der Begriff Gerinne soll in diesem Kontext als episodisches Gerinne präzisiert werden, da die untersuchten Gerinne nur unter bestimmten Bedingungen Wasser führen (LIEBSCHER & BAUMGARTNER 1990: S. 468). Eine geeignete morphologische Untersuchung - also der Formenbeschreibung - soll in dieser Arbeit zu einer morphometrischen Betrachtung weitergeführt werden. Somit
werden Formparameter miteinander in Beziehung gesetzt, was eine bessere Analyse ermöglicht (MACLEOD 2002: S. 28, WHIPPLE & TUCKER 2002: S. 2). Unter Verwendung dieser Daten soll beleuchtet werden, inwiefern einzugsgebietsbegrenzende Hänge mit dem Gerinne interagieren. Hierfür werden sowohl Relief, Topographie und morphologische Parameter des jeweiligen Einzugsgebietes (nachfolgend: EG) als auch die Geometrie und die dementsprechenden Schlussfolgerungen für den Fließvorgang im Gerinne genutzt. Dies wird für jedes Einzugsgebiet einzeln geschehen. Letztlich
werden auch Faktoren mit in die Betrachtung der Landschaftsentwicklung einbezogen, welche übergreifend in Einzugsgebieten zu finden sind.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Naturräumlicher Überblick
2.1 Lage und Topographie
2.2 Geologie
2.3 Hydrologie
2.4 Klima
2.4.1 Klimaveränderungen
2.4.2 Sommer
2.4.3 Winter
2.4.4 Frühling und Herbst
2.5 Boden
2.6 Vegetation
2.7 Menschliche Einflüsse
3 Methoden
3.1 Geländearbeiten
3.1.1 Geländeaufnahmen mit dem DGPS
3.1.2 Beschreibung der Transektpunkte
3.1.3 Gerinnequerprofilmessungen
3.2 Bearbeitung der Daten mit MATLAB und ArcMAP
3.2.1 Arbeiten mit MATLAB
3.2.2 Arbeiten mit ArcMAP
4 Ergebnisse
4.1 Topographie der Einzugsgebiete
4.1.1 Kreuzungspunktkorrektur
4.1.2 Einzugsgebiet Tal 25
4.1.3 Einzugsgebiet Tal 3
4.1.4 Einzugsgebiet Tal 35
4.2 Transekte: Charakterisierungen der Einzugsgebiete
4.2.1 Tal 25
4.2.2 Tal 3
4.2.3 Tal 35
4.3 Die Gerinne
4.4 Morphometrie
4.5 Der Abfluss
5 Diskussion
5.1 Abflussgenerierung: Tal 25
5.1.1 Oberflächenabfluss
5.1.2 Abflussverhalten im Gerinne
5.2 Abflussgenerierung: Tal 3
5.2.1 Oberflächenabfluss
5.2.2 Abflussverhalten im Gerinne
5.3 Abflussgenerierung: Tal 35
5.4 Einzugsgebietsübergreifende Einflussgrößen
5.4.1 Veränderungen des Niederschlags
5.4.2 Der Faktor „Mensch“
6 Zusammenfassung
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit untersucht die Prozesse der Abflussgenerierung und Gerinnemorphologie in drei semi-ariden Einzugsgebieten in der Mongolei. Ziel ist es, durch präzise Geländevermessungen und morphometrische Analysen zu beleuchten, welche Faktoren wie Relief, Topographie und menschliche Nutzung die Landschaftsentwicklung und das Abflussverhalten maßgeblich beeinflussen.
- Methodische Anwendung von DGPS-Vermessungen und digitaler Geländemodellierung (DGM)
- Analyse der bodenkundlichen und vegetationsgeografischen Standortfaktoren
- Untersuchung morphometrischer Kennzahlen zur Charakterisierung der Einzugsgebiete
- Diskussion der Auswirkungen von Niederschlagsänderungen und anthropogenem Druck
Auszug aus dem Buch
3.1.2 Beschreibung der Transektpunkte
Transekte sind Querprofile, welche die beiden Wasserscheiden links und rechst vom Gerinne verbinden (SCHÜTT ET AL. 2006: S. 33). Transektpunkte wurden an Orten des Gefällewechsels entlang dieser Transekte im Ober-, Mittel- und Unterhang untersucht, sodass folgende Parameter ermittelt wurden:
1. Steinbedeckung [%] 2. Steingröße [cm]
3. Bodenpartikelkomposition 4. effektive Lagerungsdichte [kg/cm²]
5. effektive Bodentiefe [cm] 6. Bodenart
7. Vegetationsbedeckung [%]
Neigung und Krümmung wurden, ebenso wie die Profile auf denen die jeweiligen Punkte liegen, nachträglich anhand des DGM ermittelt. Die Bodenpartikelzusammensetzung wurde mittels Fingerprobe bestimmt. Die Bestimmung der effektiven Lagerungsdichte erfolgte mit dem Taschenpenetrometer. Sie wird in [kg/cm²] angegeben und wurde über den Mittelwert von 10-15 Messungen bestimmt. Um Aussagen über die Bodentiefe und die Bodenart treffen zu können, wurden die Löcher der zahlreichen Murmeltiere, sowie der Prozessbereich und die Vegetation zu Rate gezogen: Caragana bildet bis zu 2 m tiefe Wurzeln aus, die Stipa-Arten bis zu 30 cm und Allium nur 15 cm (GUNIN ET AL. 1999: S. 141). Zudem wurden Daten wie die prozentuale Steinbedeckung und Vegetationsbedeckung mit einem Raster auf einem representativem 1 m² Flächenstück ermittelt. Die maximale Steingröße im nahen Umfeld wurde über die maximale Längsachse des Gerölls bestimmt. Bodentiefe, Steingröße und Steinbedeckungsgrad wurden – wie auch der Grad der Vegetationsbedeckung – in jeweils eigene Klassen eingeteilt und dargestellt (siehe Anh. 8.2).
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Einführung in die Problematik der Abflussentstehung in semi-ariden Räumen und Zielsetzung der Untersuchung im Einzugsgebiet des Ugii Nuur.
2 Naturräumlicher Überblick: Beschreibung des geografischen Settings, der geologischen Strukturen, hydrologischen Verhältnisse sowie des mongolischen Klimas und der sozioökonomischen Einflüsse.
3 Methoden: Detaillierte Erläuterung der Feldmethoden mittels DGPS sowie der digitalen Datenverarbeitung und Modellierung mittels MATLAB und ArcMAP.
4 Ergebnisse: Darstellung der topografischen Vermessungsergebnisse, der Boden- und Vegetationscharakteristiken sowie der morphometrischen Analyse der Gerinne und Abflussmodellierungen.
5 Diskussion: Interpretation der Abflussgenerierung in den verschiedenen Tälern unter Berücksichtigung von Niederschlag, Bodenbeschaffenheit und anthropogener Überweidung.
6 Zusammenfassung: Synthese der gewonnenen Erkenntnisse über die Eignung digitaler Geländemodelle und die komplexen Interaktionen zwischen Hang- und Gerinneprozessen.
Schlüsselwörter
Abflussgenerierung, Gerinnemorphologie, Mongolei, DGPS, Digitale Geländemodellierung, SEMI-ARID, Bodenerosion, Lagerungsdichte, Morphometrie, Landdegradation, Vegetation, Hydrologie, Einzugsgebiete, GIS, Landschaftsentwicklung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht die abflussrelevanten Prozesse und die morphologische Ausprägung von Einzugsgebieten in einem semi-ariden Raum der Mongolei.
Was sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?
Im Zentrum stehen die hydrologische Abflussbildung, die morphometrische Vermessung von Tälern sowie der Einfluss von Standortfaktoren wie Boden und Vegetation auf die Landschaftsdynamik.
Welches primäre Ziel verfolgt die Forschungsarbeit?
Ziel ist es, die Faktoren zu identifizieren, die unter Berücksichtigung von Relief und Krümmung die Entstehung von Abfluss an repräsentativen Punkten steuern.
Welche wissenschaftlichen Methoden kommen zum Einsatz?
Es werden DGPS-Geländevermessungen mit einer anschließenden digitalen Aufarbeitung der Daten mittels MATLAB-Skripten und ArcMAP (GIS) kombiniert.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die Erfassung der naturräumlichen Gegebenheiten, die methodische Beschreibung der Vermessung und Datenverarbeitung sowie eine detaillierte Ergebnisanalyse der drei untersuchten Täler.
Welche Schlüsselbegriffe charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Abflussgenerierung, Gerinnemorphologie, DGPS-Vermessung, digitale Geländemodelle (DGM), Bodenerosion und Landschaftsdegradation in semi-ariden Zonen.
Wie wurde die Datengenauigkeit bei den DGPS-Messungen sichergestellt?
Durch den Einsatz eines DGPS-Systems (Rover und Referenzstation) und eine anschließende Nachbearbeitung (Post-processing) der Daten, um geometrische Diskordanzen an Kreuzungspunkten zu minimieren.
Welche Rolle spielt der Faktor „Mensch“ bei der untersuchten Bodenerosion?
Der Faktor „Mensch“ (Weidewirtschaft) führt durch Überweidung zur Zerstörung der Vegetationsdecke und Bodenverdichtung durch Viehtritte, was die Erosionsanfälligkeit bei Starkregen signifikant erhöht.
- Arbeit zitieren
- Riccardo Klinger (Autor:in), 2006, Abflussgenerierung und Gerinnemorphologie: Einflussfaktoren der Landschaftsentwicklung, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/92948
