Neue Karten für die Erosionsschutz-App "ABAGinteraktiv"
Hanglänge und Hangneigung als zusätzliche Layer im Kartenviewer verfügbar
Teil des Erosionsatlas von Bayern sind räumlich hochaufgelöste Datensätze der einzelnen ABAG-Faktoren, die flächendeckend für die als Acker genutzten Flächen in Bayern (InVeKoS-Flächennutzung) berechnet und in Kartenform aufbereitet wurden. Um diese Daten allgemein verfügbar zu machen wurden die Karten des L- und S-Faktors im Kartenviewer der Erosionsschutz-App "ABAGinteraktiv" veröffentlicht. Sie stellen ein zusätzliches Hilfsmittel dar, um die Erosionsgefährdung von Ackerschlägen besser einschätzen zu können. Während der LS-Faktor, der das Erosionsrisiko im Acker aufgrund von Hanglänge und Hangneigung darstellt, bisher in der App als reiner Zahlenwert ausgegeben wurde, erlauben die Karten eine visuelle und innerhalb eines Schlags räumlich hoch aufgelöste Beurteilung der Erosionsgefahr aufgrund der Topografie.Datengrundlage und Methoden
Grundlage für die Berechnung beider Kartenlayer war das Anfang 2018 verfügbare Digitale Geländemodell (DGM5) der bayerischen Vermessungsverwaltung in einer Auflösung von 5x5m. Das DGM lag als bayernweit flächendeckender Rasterdatensatz im Bezugssystem UTM 32 vor.
Der L-Faktor stellt in der Allgemeinen Bodenabtragsgleichung (ABAG) den Faktor der Hanglänge dar. Das Potenzial, dass Boden abgetragen wird, erhöht sich, wenn hangabwärts die abfließende Wassermenge zunimmt, bzw. sich in Mulden zu konzentrierten Abflussbahnen sammelt.
Für die Berechnung des L-Faktors wurden zunächst anhand der InVeKoS-Schlaggeometrien mit Ackerstatus Feldblöcke aus direkt aneinander grenzenden Ackerschlägen gebildet. Innerhalb dieser Feldblöcke wurde der L-Faktor mit der Fließakkumulations-Methode nach Desmet & Govers (1996) berechnet. Als Hanglängen begrenzende Strukturen wurden die InVeKoS-Landschaftselemente verwendet, die innerhalb von landwirtschaftlichen Flächen liegende Strukturen wie Hecken oder Ranken abbilden. Um die abflussbremsende Wirkung solcher Strukturen zu berücksichtigen, endete die Berechnung des L-Faktors oberhalb solcher Strukturen, um unterhalb erneut einzusetzen.
Das Ergebnis der L-Faktor-Berechnung ist ein Datensatz, der in hoher räumlicher Auflösung Fließwege innerhalb von Acker-Feldblöcken und deren Austrittsstellen in benachbarte Flächen identifiziert und lange Fließwege mit hohem Erosionspotenzial kennzeichnet.
Die Hangneigung geht als S-Faktor in die ABAG ein. Je steiler ein Hang ist, desto höher ist die Fließgeschwindigkeit von Oberflächenwasser und desto höher ist die Kraft, mit der Boden abgeschert und abgeschwemmt werden kann.
Zur Berechnung des S-Faktors für den Erosionsatlas wurde anhand des DGM5 die Hangneigung für jede Rasterzelle als Mittelwert zur Neigung aller benachbarten Rasterzellen bestimmt und mit Hilfe der Formel der DIN 19708 (2017) „Bodenbeschaffenheit –Ermittlung der Erosionsgefährdung von Böden durch Wasser mit Hilfe der ABAG“ der S-Faktor flächendeckend berechnet.
In der Erosionsschutz-App dargestellt ist das Ergebnis der Hangneigungsberechnung in %, da dieses besser interpretierbar ist, als der (dimensionlose) S-Faktor. Die Darstellung der Hangneigung wird hier für die bessere Orientierung anhand hinterlegter Topografischer Karten oder Luftbilder nicht flächendeckend angeboten, sondern auf die Ackerflächen beschränkt.
Die Hangneigungskarte erlaubt eine räumlich hoch auflösende Unterscheidung der Hangneigungen innerhalb der Ackerflächen und gibt somit Hinweise etwa für möglicherweise sinnvolle Schlagunterteilungen oder Nutzungsänderungen.
Die Hangneigungskarte erlaubt eine räumlich hoch auflösende Unterscheidung der Hangneigungen innerhalb der Ackerflächen und gibt somit Hinweise etwa für möglicherweise sinnvolle Schlagunterteilungen oder Nutzungsänderungen.
Anwendung und Interpretation
Die Kartenlayer des L-Faktors und der Hangneigung können in der Erosionschutz-App im Menüpunkt "Hangform" bei "Eingabe über Karte" im Kartenviewer aktiviert werden. Dazu muss in der "Layerbox" die entsprechende Auswahl getroffen werden. Die zugehörige Legende zeigt die verwendet Farb-Klassifizierung der beiden Kartenebenen an. Die Anzeige ist nur im nahen Maßstabsbereich verfügbar. Sowohl die Anzeige des L-Faktors, als auch die der Hangneigung unterstützen visuell das richtige Abmessen der Hangabschnitte, die in der App anschließend zur Berechnung des LS-Faktors verwendet werden.
Die dargestellten Informationen beruhen auf den zum Bearbeitungszeitpunkt aktuellsten, bayernweit verfügbaren InVeKoS-Daten. Dennoch konnten ggf. vorhandene, abflussbremsende Struktur nicht berücksichtigt werden, wenn sie nicht als Landschaftselement in digitalisierter Form vorlagen. Auch wurde die abflussbremsende Wirkung der berücksichtigten Landschaftselemente nicht näher bewertet. Das Vorhandensein führt zur vollständigen Unterbrechung der L-Faktor-Berechnung ohne Bewertung der unterschiedlichen "Bremswirkung" für abfließendes Wasser.
Dennoch geben die Karten gute Hinweise auf mögliche Erosions-Hotspots. Mulden, in denen Wasser gebündelt abläuft, können vor allem bei Starkregen zu hohen Abträgen führen, diese sollten, ebenso wie steile Hangbereiche, durch eine möglichst durchgehende Vegetationsbedeckung geschützt werden.
Hanglänge und Fließwege (L-Faktor)
Hangneigung (%)
Literatur
- Desmet, P. & Govers, G. (1996). A GIS procedure for automatically calculating the USLE LS factor on topographically complex landscape units. Journal of Soil and Water Conservation. 51. 427-433.
- DIN 19708 (2017): DIN 19708:2017-08, Bodenbeschaffenheit- Ermittlung der Erosionsgefährdung von Böden durch Wasser mit Hilfe der ABAG
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Erosionsschutz-App: "ABAG interaktiv"
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