Bodenerosion und Schlammlawinen

Im Frühjahr dieses Jahres wurden Teile Süddeutschlands, aber auch Thüringens, Sachsens, und NRW von extremen Starkniederschlägen getroffen, die ein vielen Gebieten Sturzfluten zur Folge hatten. In den Einzugsgebieten führen solche Niederschläge zu extremen Oberflächenabflussraten und damit einhergehender Bodenerosion. Erreicht dieser sedimentbeladene Abfluss (Schlammlawine) Siedlungsgebiete, Verkehrs- und Infrastruktureinrichtungen können enorme ökonomische Schäden auftreten. Beispielhaft sind Ereignisse in der sächsischen Schweiz dargestellt, die zum Entgleisen eines Güterzuges (Beitrag auf Spiegel Online) bzw. zur Unpassierbarkeit einer Straße (2) geführt haben.
Im Sinne des vorsorgenden Bodenschutzes ist es unser Ziel die Gefährdungsbereiche im Voraus zu lokalisieren und entsprechende Maßnahmen zur Minderung solche Schäden zu erarbeiten. Mit Hilfe des physikalisch begründeten Modells Erosion 3D ist es möglich, die sowohl die Herkunftsflächen von Abfluss und Bodenerosion, als auch die Bereiche von Sedimenteinträgen zu identifizieren. Auf dieser Basis können entsprechende Maßnahmen für die Sedimentlieferflächen und die gefährdeten Unterlieger-Gebiete entworfen werden. Eine Koppelung mit zeitlich hoch aufgelösten Niederschlagsvorhersagen schafft die Voraussetzung das Modell in ein Frühwarnsystem zu integrieren um zukünftige Schäden zu begrenzen.

Beispiel:
Das Modellbeispiel für einen tatsächlich gemessenen Niederschlag (ca. 20L/h]  zeigt deutlich, dass der Entstehungsort der Erosion eine Ackerfläche war. Diese Ackerfläche entwässert in einen angrenzenden Wald, der aufgrund von vorheriger Holzentnahmen so stark gestört wurde, dass es sogar dort zur Mobilisierung von Steinen kam. Unterhalb dessen blieb ein Teil der Sedimentmassen auf dem Bahndamm liegen, was letztlich zum Entgleisen des Zuges führte.
Auf der linken Darstellung erfährt die Fläche die gleichen Niederschlagsmengen. Um Abflussbildung und Bodenerosion zu verringern wurde die Ackerfläche virtuell im sog. Direktsaatverfahren bestellt. Zudem wurde die gestörte Waldfläche wieder aufgeforstet. Schon die Farbgebung lässt erkennen, dass deutlich weniger Material mobilisiert wird, aber auch der Wald ein höheres Retentionsfunktionsvermögen hat. Der Sedimenteintrag auf die Gleise kann mit diesen Maßnahmen um ca. 90% reduziert werden.