Erosionsschutz-App: Erosionsschutz-Planung mit Hilfe der "ABAG interaktiv"

Für die neue "ABAG interaktiv" wurde die bisher veröffentlichte Version komplett überarbeitet und durch eine moderne webbasierte App ersetzt, die von allen internetfähigen Endgeräten aus bedient werden kann. Neben der technischen Überarbeitung wurden in Zusammenarbeit mit der TU München und dem DWD auch fachliche Aktualisierungen vorgenommen. So wurden die bayernweit neu berechneten Regenerosivitäten integriert, die Bestimmungs­möglichkeiten für die Bodenerodierbarkeit erweitert und ein Kartenviewer integriert, der die Berechnung des Topografiefaktors, also der Hanglänge und Hangneigung, wesentlich vereinfacht. Bei mobiler Anwendung vor Ort wird der eigene Standort in der Karte angezeigt. Luftbilder und Höhenlinien erleichtern die Bestimmung der erosiven Hanglänge, die nach Markieren von niedrigstem und höchstem Geländepunkt innerhalb des betrachteten Schlages automatisch berechnet wird.
Zusätzliche Informationen bietet die Darstellung der Hanglänge und der Hangneigung im Bereich der Ackerflächen. Beide Karten beruhen auf einem Digitalen Geländemodell (DGM) des LDBV in 5 m Auflösung und können zusätzlich zu den Topografischen Karten oder dem Luftbild eingeblendet werden.

Die "Erosionsschutz-App ABAG interaktiv" ermöglicht es dem Anwender, auf Grundlage der ABAG (Allgemeinen Bodenabtragsgleichung) den Bodenabtrag einer Ackerfläche zu berechnen. Zur Einschätzung des Erosionsrisikos kann der berechnete Bodenabtrag mit der Toleranzgrenze verglichen werden. Einen Anhaltswert für die Toleranzgrenze bietet die Formel "Bodenzahl/8" (Schwertmann et al., 1990).

Um ein Ergebnis zu erhalten, muss der Anwender Angaben zu der zu berechnenden Ackerfläche machen, die maßgeblich das Erosionsrisiko bestimmen. Dazu gehören Angaben zur Bodenart, Topografie, Bewirtschaftungsweise und zu den gebietstypischen Niederschlagsintensitäten. Alle benötigten Angaben können über Drop-down-Menüs oder interaktive Elemente ausgewählt werden. Angaben, die über das zu erwartende Wissen hinausgehen (z. B. zu den Regenerosivitäten) können aus vorgegebenen Tabellen, z. B. über die Zugehörigkeit zu einem Gemeindegebiet, ermittelt werden. Ein Kartenviewer, der Feldstücke zusammen mit Luftbildern und Höhenlinien darstellt, erleichtert die Berechnung des Topografiefaktors.
Die Navigation durch die App orientiert sich an den einzelnen ABAG-Faktoren, wobei jeder Faktor sowohl in der Menüleiste als auch in Form von Themenkacheln anwählbar ist. In jedem Themenbereich gibt es mehrere Möglichkeiten zur Eingabe der benötigten Informationen. Dies reicht von der simplen Eingabe des Faktorwertes, wenn dieser bereits bekannt ist, über Drop-down-Menüs bis hin zu interaktiven Elementen, wie z. B. dem Kartenviewer.
Hilfe-Texte zu den benötigten Eingaben sind in jedem Themenbereich zu finden.

Das Ergebnis der Erosionsberechnung nach ABAG ist der mittlere, langjährige Bodenabtrag in Tonnen je Hektar und Jahr. Zur richtigen Interpretation müssen folgende Grundsätze beachtet werden:

Die Regenerosivität geht als "R-Faktor" in die Allgemeine Bodenabtragsgleichung ein. Der R-Faktor ist ein Maß dafür, wie oft und mit welcher Intensität es in einer Region zu erosiven Niederschlägen kommt.
An der LfL wurden in einem Projekt in Zusammenarbeit mit DWD und TU München die R-Faktoren für Deutschland erstmals anhand von hochauflösenden Radardaten der letzten 17 Jahre (2001 bis 2017) berechnet (Fischer, F.K. et al., 2019).

Die bisher verwendeten R-Faktoren für Bayern wurden aus Niederschlagsdaten berechnet, die von 17 über Bayern verteilten Ombrometerstationen (Regenschreibern) stammten. Die Ombrometer lieferten zeitlich hoch aufgelöste (1 Minute), punktgenaue Daten mit Messreihen über 10 bis 12 Jahre, die aus den 60er und 70er Jahren stammten. Aufgrund der Korrelation der langjährigen R-Faktoren mit den langjährigen, mittleren Sommer­niederschlags­summen, konnten die R-Faktoren auf die gesamte Landesfläche von Bayern interpoliert werden (Rogler & Schwertmann, 1981, Schwertmann et al., 1987).
Ein Nachteil ist, dass mit dieser Methode die hohe räumliche Variabilität erosiver Regen nicht erfasst wird und Starkregenereignisse einzelner Jahre bei nur zehnjährigen Messreihen einen hohen Einfluss auf den ermittelten R-Faktor haben.
Für die Neuberechnung der R-Faktoren wurden Radar-Niederschlagsdaten des DWD verwendet, sog. RADKLIM-Daten, die eine zeitliche Auflösung von 60 min und eine räumliche Auflösung von 1x1 km besitzen. Dabei wurden Radarmessungen des 17jährigen Zeitraums von 2001 bis 2017 herangezogen. Die geringere zeitliche Auflösung sowie die Glättung der Niederschlagsspitzen innerhalb eines 1x1-km-Rasters aufgrund von Mittelwertbildung führten zunächst zu einer Unterschätzung der R-Faktoren. Durch den Vergleich der Radarwerte mit Messwerten aus stationären Ombrometern war allerdings die Berechnung von Korrekturfaktoren möglich. Zusätzlich wurde eine Glättung von räumlichen und zeitlichen Extremwerten durchgeführt.
Im Ergebnis sind die neu berechneten R-Faktoren im Mittel für die Ackerflächen Bayerns etwa 50% höher als die von Rogler & Schwertmann (1981) ermittelten (Fischer, F.K. et al., 2019).
Die Gründe für den starken Anstieg liegen in der messbaren Zunahme erosiver Regenereignisse im Zeitraum von 2001 bis 2017 im Vergleich zu den 60er/70er Jahren.

Im Ergebnis sind die neu berechneten R-Faktoren im Mittel für die Ackerflächen Bayerns etwa 50 % höher als die von Rogler & Schwertmann (1981) ermittelten (Fischer, F.K. et al., 2019).
Die Gründe für den starken Anstieg liegen in der messbaren Zunahme erosiver Regenereignisse im Zeitraum von 2001 bis 2017 im Vergleich zu den 60er/70er Jahren.