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Prognose der morphologischen Änderungen in Mittelgebirgsfließgewässern


Project Details
Project duration: 09/199808/2000


Abstract
Mittelgebirgsbäche weisen sehr oft Geschiebetransportdefizite auf, die zu Erosionen führen oder in Abpflasterungsstrecken latente Erosion entstehen lassen. Ursache ist oft der Verbau der Bäche und die Neuansiedlung im Einzugsgebiet. Naturmessungen in Bächen sind äußerst selten, eine Kartierung von Geschiebequellen und -senken liegt nicht vor. Auch gibt es keine Frachtbilanzen für einzelne Gewässerabschnitte. Die Morphologie von Fließgewässern ist ein wichtiger Bestand jeder Renaturierungsplanung.
Änderungen der Nutzung im Einzugsgebiet und der Struktur eines Gewässers haben morphologische Auswirkungen zur Folge, für die es noch kein zufriedenstellendes Prognoseverfahren gibt. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, neben der Analyse des morphologischen Geschehens in Mittelgebirgsbächen, grundlegende, erste Schritte in der Entwicklung eines Prognosemodells zur Abschätzung morphologischer Änderungen in Mittelgebirgsfließgewässern in Abhängigkeit von topographischen, geomorphologischen und hydraulischen Parametern zu machen. Dies umfaßt im einzelnen:
a) Entwicklung und Anwendung eines Verfahrens zur Abschätzung des Geschiebedargebots, durch Kartierungsarbeiten und anhand von Untergrundbeprobungen
b) Abflußmessung und Messung der Geschiebefrachten, der "bed-load" und der durch die morphologischen Wechselwirkungen bedingten Sohlhöhen- und Sohlrauhigkeitsänderungen.
c) Eichung eines eindimensionalen Geschiebetransportmodells mit den erhobenen Meßdaten
d) Prognose der morphologischen Folgen wasserbaulicher Maßnahmen (z. B. Hochwasserschutz, Renaturierung, etc.)
e) Bündelung der gewonnenen Erkenntnisse, um daraus ein Verfahren abzuleiten, mit dem die morphologischen Auswirkungen wasserbaulicher Planungen abgeschätzt werden können.
Als Untersuchungsgewässer dient der südwestlich von Kassel verlaufende Mittelgebirgsbach Bauna, an dem die Auswirkungen von Renaturierungs- und Hochwasserschutzmaßnahmen auf die Morphologie des Baches gut nachvollzogen werden können. Grundlage des Forschungsvorhabens ist vor allem eine enge Zusammenarbeit von Geologen und Bauingenieuren.
Das interdisziplinäre Vorhaben zwischen Bauingenieuren und Geologen soll die im Erstantrag (To 176/3-1) entwickelten Methoden zur sedimentologisch-hydraulischen Bewertung, zur Messung des Feststofftransportes und zur Verifikation der Messungen mit Hilfe eines morphodynamischen Simulationsprogramms an einem Mittelgebirgsbach weitergehend untersuchen. Die Erkenntnisse aus der sedimentologisch-hydraulischen Bewertung des Mittelgebirgsfließgewässers münden direkt in die morphodynamischen Simulationen ein. Geoelektrik und Rammkernbohrungen sollen sich gegenseitig kontrollieren und, ergänzt um 14C-Datierungen, Aufbau und Verfügbarkeit von Sedimenten klären. Ein Vergleich des derzeitigen Untersuchungsgewässers mit weiteren Mittelgebirgsbächen, für die geologisch-morphologische und hyd-rologische Daten vorliegen, zeigt, dass sich einige Abschnitte im geologischen Aufbau und in der Gerinnegeometrie stark vom Aufbau des Referenzgewässers unterscheiden. Ob die entwickelten Prognoseverfahren auch auf diese unterschiedlichen Abschnitte anwendbar sind, soll in einem abschließenden Bearbeitungsschritt untersucht werden.

Last updated on 2017-11-07 at 15:00