Sediment Export from large Semi-Arid catchments: Measurements and Modelling

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Axel Bronstert
• Subject Area: Hydrogeology, Hydrology, Limnology, Urban Water Management, Water Chemistry, Integrated Water Resources Management
• Term: from 2004 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5415920

In Trockengebieten beruht die Verfügbarkeit von Wasser für die Nutzung in Haushalten, in der Landwirtschaft und in der Industrie vielfach auf dem Rückhalt des Abflusses in künstlichen Stauseen. Die Erosion der Landoberfläche und die Ablagerung des erodierten Materials in den Stauseen gefährden jedoch die Sicherheit der Wasserbereitstellung zur Bedarfsdeckung. Das Ziel dieses Vorhabens ist die Erstellung und Validierung eines Modellsystems zur Quantifizierung der Sedimentproduktion in Einzugsgebieten, des Sedimenttransports im Gewässernetz sowie des Sedimentrückhalts in Stauseen. Der Schwerpunkt der Arbeiten wird dabei auf mesoskalige Einzugsgebiete (mit einer Fläche von mehreren Hundert bis Tausend Quadratkilometern) in semiariden Regionen gelegt. Ein bestehendes hydrologisches Modell, das für die spezifischen Umweltbedingungen semiarider Gebiete erstellt wurde, wird um Komponenten zur Abbildung von Prozessen der Erosion und des Sedimenttransports erweitert. Um geeignete Prozessformulierungen ableiten und validieren zu können, werden bestehende Datensätze aus Trockengebieten in Spanien und Nord- ost-Brasilien genutzt und um eigene Messungen insbesondere zum Sedimenttransport (als Schwebstoff und Geschiebe) und zu Sedimentationsraten in Stauseen erweitert. Die Modellbausteine und die zu Grunde liegenden Messungen werden gemäß eines mehrskaligen Ansatzes konzipiert, um so den Einfluss von kleinskaligen Prozessen und Landschaftscharakteristika auf die Gebietsreaktion in der großen räumlichen Skala erfassen zu können. Das Vorhaben wird in Zusammenarbeit von deutschen, spanischen und brasilianischen Wissenschaftlern durchgeführt, die über fundierte und sich gegenseitig ergänzende Erfahrung im Bereich der Hydrologie semiarider Gebiete verfügen. Es wird erwartet, dass die Ergebnisse des Vorhabens erheblich zu einer Verbesserung des Prozessverständnisses und der Fähigkeit zur Modellierung von Erosions- und Sedimentationsvorgängen in semiariden Gebieten beitragen werden, und zwar auf einer für Fragen des Wassermanagements relevanten räumlichen Skala.

• DFG Programme: Research Grants
• International Connection: Brazil
• Participating Persons: Professor Dr. José Carlos de Araújo; Professor Dr. Andreas Güntner