Hydrologische Vernetzung und ihre Bedeutung für diffuse Nährstoffeinträge im Hotzenwald, Südschwarzwald: mit 16 Tabellen
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Basel
Geograph. Inst. der Univ. Basel
2007
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adam_text | Inhaltsverzeichnis
1 Einführung 1
1.1 Wasserrahmenrichtlinie...................... 1
1.2 Diffuse Nährstoffeinträge..................... 2
1.3 Arbeitsgruppe........................... 4
2 Untersuchungsgebiet 5
2.1 Naturräumliche Lage....................... 5
2.1.1 Relief........................... 5
2.1.2 Gewässer......................... 8
2.2 Klima............................... 10
2.2.1 Klimatische Verhältnisse................. 10
2.2.2 Niederschlagsverteilung................. 10
2.2.3 Witterung......................... 11
2.3 Geologische Verhältnisse..................... 12
2.3.1 Geologische Verhältnisse allgemein........... 12
2.3.2 Hydrogeologische Situation............... 13
2.3.3 Hydrochemische Verhältnisse und Fliessgewässertypen 15
2.4 Böden............................... 16
2.5 Vegetation und Landnutzung.................. 17
2.5.1 Kulturlandschaftswandel................. 17
2.5.2 Naturpark......................... 17
2.5.3 Forst- und Teichwirtschaft................ 17
2.5.4 Gewerbe und Fremdenverkehr.............. 18
2.5.5 Anthropogene Einflüsse................. 19
2.6 Hydrologische Verhältnisse.................... 20
2.6.1 Abflusshöhe........................ 20
2.6.2 Abflussregime....................... 20
2.6.3 Hauptwerte........................ 20
2.7 Zusammenfassende Bewertung ................. 21
3 Methodik 23
3.1 Theoretische Grundlagen .................... 23
3.1.1 Ereignisdefinition..................... 25
3.1.2
Analyse
der Hochwasserereignisse............ 26
3.1.3 Abflusskomponenten................... 27
3.2 Tracermethoden ......................... 30
3.2.1 Gelöste Kieselsäure.................... 32
3.2.2 Fluoreszenztracer Uranin................ 33
3.2.3 Stabile Isotope (18O, 2#)................ 34
3.3 Feldmethoden........................... 36
3.3.1 Wasserstands- und Abflussmessung........... 37
3.3.2 Klima und Niederschlag................. 38
3.3.3 Wassertemperatur.................... 39
3.3.4 Hydrochemie....................... 39
3.3.5 Probenahmestrategie................... 40
3.3.6 Niederschlagsbeprobung................. 42
3.3.7 Sedimentbeprobung................... 42
3.3.8 Bodenbeprobung..................... 43
3.4 Labormethoden - Wasseranalytik................ 43
3.4.1 Probenvorbereitung ................... 43
3.4.2 Physikalisch-chemische Parameter ........... 44
3.4.3 Phosphor......................... 45
3.4.4 Stickstoff......................... 47
3.4.5 Organischer Kohlenstoff................. 47
3.4.6 Ionen
(Cl ,
NO3, SOl , K+).............. 48
3.4.7 Gelöste Kieselsäure.................... 48
3.4.8 Fluoreszenztracer..................... 49
3.4.9 Stabile Isotope...................... 49
3.4.10 Schwebstoff........................ 50
3.5 Labormethoden - Bodenanalytik................ 51
3.5.1 Probenvorbereitung ................... 51
3.5.2 Phosphor im Boden................... 51
3.5.3 Organischer Kohlenstoff im Boden........... 51
3.5.4 Bodensäulenexperimente................. 52
3.6 Ganglinienseparation....................... 52
< 3.6.1 Ganglinienseparation mit rekursiven digitalen Filtern . 52
3.6.2 Ganglinienseparation mit natürlichen Tracern..... 53
3.7 Statistische Verfahren...................... 55
3.7.1 Korrelationsanalyse ................... 55
3.7.2 Quantifizierung punktförmiger Einträge........ 55
Ergebnisse 57
4.1 Hypothesen............................ 61
4.2 Bilanzen.............................. 64
4.2.1 Frachten.......................... 66
4.2.2 Punktquellen....................... 68
4.3 Ereignisse............................. 68
4.3.1 Statistik.......................... 89
4.3.2 Hydrochemismus..................... 93
4.3.3 Typisierung/Klassifizierung............... 94
4.3.4 Ganglinienseparation................... 94
4.4 Experimente ........................... 96
4.4.1 Uranin........................... 97
4.4.2 Deuterium/Gülle..................... 102
4.5 Fazit................................ 103
5 Diskussion 107
5.1 System- und Prozesshierarchie .................107
5.1.1 Hydrologische Konzepte.................108
5.1.2 Hydrologische System- und Prozesshierarchie.....111
5.1.3 Phosphormobilisierung und Transport.........114
5.2 Stoffbilanzen ...........................118
5.2.1 Probenahmestrategie...................118
5.2.2 Frachten..........................118
5.3 Überprüfung der Hypothesen..................121
5.3.1 Abflussbildung und Abflusskonzentration.......121
5.3.2 Diffuse Phosphor-Quellen................125
5.3.3 Phosphortransport....................129
6 Schlussfolgerungen 133
6.1 Methodische Aspekte.......................133
6.2 Prozesse..............................135
6.3 Speicher/Diffuse P-Quellen ...................146
6.4 Forschungsbedarf.........................147
7 Zusammenfassung 149
8
Summary
153
Wie gelangen durch die Landwirtschaft auf Wiesen und Weiden ausgebrachte Nährstoffe
in die Gewässer? Eintragspfade dafür sind an Wasserflüsse gebunden. Bei Dauergrünland
führen diese meist schnell in den Untergrund. Mann
muss also
den Wegen des Wassers
im Boden auf der Spur sein. Mit experimentellen Methoden können diese versteckten
Fliesspfade vor Ort identifiziert werden. Diese Erkenntnisse kann man nutzen, um die
Belastung von Grundwasser, Fliessgewässern und Seen durch die Landwirtschaft zu
verringern - ganz im Sinne der EU-Wasserrahmenrichtlinie.
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