Impact of land-use and land-management on the water infiltration capacity of soils on a catchment scale

Abu-Hashim, Mohamed Said Desoky

Die Bewertung der Auswirkungen von Landnutzung- oder Bewirtschaftungsänderungen auf regionaler Ebene ist schwierig, weil selten detaillierte Informationen über die Bodeneigenschaften und die Bewirtschaftungsformen zur Verfügung stehen. Das Beurteilung der Folgen von Eingriffen in Ökosysteme ist aber äußerst wichtig, da Landschaftsplaner und Politiker Informationen über die Auswirkungen ihrer Planungen benötigen. Das Ziel dieser Arbeit ist die Abschätzung der maximalen Wasserspeicherkapazität von Böden unter verschiedenen Landnutzungen-und Bewirtschaftungsformen in einem realen Einzugsgebiet (Schunter). Basierend auf Infiltrationsmessungen im Gelände unter verschiedenen Landnutzungs- und Bewirtschaftungssituationen ist ein Modellierungsansatz entwickelt worden, um die maximal mögliche Speicherkapazität für Wasser (Smax) in Böden zu bestimmen. Diese maximale Speicherfähigkeit ist eng mit der gesättigten hydraulischen Leitfähigkeit (Ks) verbunden, und gleichzeitig auch ein geeigneter Indikator, um verschiedene Landnutzungs- und Bewirtschaftungsszenarien zu vergleichen. Smax ist ein theoretischer Wert, der das maximale Potential eines gegebenen Boden/Landnutzung Einheit beschreibt. Eine integratives Maß für die Berücksichtigung der Bodeneigenschaften in Kombination mit der Landnutzung und der Bewirtschaftung stellt die sogenannte Curve Number (CN) aus dem "Curve Number-Modell" des National Resource Conservation Service dar. Die CN ist ein dimensionsloser Wert, der experimentell für eine Vielzahl von verschiedenen Boden-, Landnutzungs-und Bewirtschaftungs-Situationen für kleine Einzugsgebiete in den USA ermittelt wurde. Die CN ist eng mit dem Wasserspeicherpotential (S) verbunden; S wurde ursprünglich verwendet, um den direkten Abfluss aus einem Niederschlagsereignis berechnen. Diese Arbeit entwickelt eine neue Methode, um die CNm durch Infiltrationsmessungen im Gelände zu bestimmen.

The assessment of impacts due to land-use or land-management changes on a regional scale is difficult, because rarely detailed information on soil properties and land-management are available. The awareness of the effects of interference in ecosystems is extremely important to supply landscape planners and politician information about the impacts of their proposed plans. The aim of this work is the assessment of the maximum water storage capacity of soils under different land-use and land-management situations in a real river catchment (Schunter). Based on field measurements of infiltration under several land-use and land-management situations, a modelling approach has been developed, to determine the maximum potential water storage capacity (Smax). This maximum water storage capacity is closely related to the saturated hydraulic conductivity (Ks), and also a suitable indicator, which can be used to compare different land-use/land-management scenarios. Smax is a theoretical value describing the maximum potential of a given soil/land-use unit. An integrated measure, which takes into account the soil properties in combination to the land-use and the land-management, can be found as a part in the Curve Number (CN) from the “Curve Number Model" of the National Resource Conservation Service. The CN is a dimensionless value which has been identified experimentally for a variety of different soil, land-use and land-management situations for small scale catchments in the US. The CN is related to the water retention potential (S), and S is originally used to compute the direct runoff from a precipitation event. This work examined a new method to derive the CNm by infiltration measurements in the field. The experimental determination of the CNm allows the update of existing curve numbers for special situations not covered in the handbook.

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Abu-Hashim, Mohamed Said Desoky: Impact of land-use and land-management on the water infiltration capacity of soils on a catchment scale. 2011.

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