Die Veränderung der Rauhigkeitsparameter und des fluvialen Sedimenttransportes in einem alpinen proglazialen Gebiet unter den Bedingungen der durch die Klimaerwärmung verursachten Gletscherschmelze

Stipendiatin/Stipendiat: Henning Baewert

Die Geomorphologie in proglazialen Gebieten weist eine hohe räumliche und zeitliche Dynamik auf. Hierbei sind vor allen Dingen glaziale und glazifluviale Prozesse von großer Bedeutung, da die Aufbereitung und Umlagerung der Sedimente im Proglazial hauptsächlich durch fluviale Prozesse erfolgt. Diese werden einerseits durch Schmelzwasserzufuhr und andererseits durch Niederschlagsereignisse beeinflusst, wobei letztere meist von größerer Bedeutung sind.
Der prognostizierte Klimawandel, welcher sich in starkem Maße auch auf die Alpen auswirken wird, hat für das fluviale System drastische Folgen. Die verstärkte Gletscherschmelze wirkt sich in zweierlei Hinsicht auf den Sedimenttransport aus. Zum einen werden Sedimente freigesetzt und somit dem fluvialen Transport zur Verfügung gestellt. Andererseits kommt es durch das verstärkte Rückschmelzen der Gletscher zu einem höheren Schmelzwasserfluss, wodurch mehr Sediment transportiert werden kann. Eine weitere Folge der Klimaerwärmung ist die Zunahme von Starkregenereignissen, wodurch die bereitgestellten Sedimente schneller verlagert werden.
Während einer Ablationsperiode variiert das Aussehen eines Fließgewässers zwischen einem geradlinigen und einem verzweigten Verlauf. Ein Wechsel im Laufmuster bedingt immer eine Veränderung der Rauhigkeit.
Weiterhin kann die Charakterisierung der Rauhigkeit auf räumlichen Maßstab erfolgen. Hierbei wird zwischen der Mikro-, Meso- und Makroskala unterschieden. Die Rauhigkeit auf der Mikroskala wird vor allem durch die Kornrauhigkeit bestimmt. Sie beschreibt den Teil der Rauhigkeit, welcher durch die Korngröße der Partikel im Gerinne hervorgerufen wird. Die Mesoskala wird durch die Formrauhigkeit beschrieben. Sie wird durch die Herausbildung verschiedener Formen oder Sequenzen im Gerinnebett verursacht. Zur Beschreibung der Makroskala wird die Rauhigkeit ganzer Gerinneabschnitte betrachtet.
Bei der Betrachtung des Sedimenttransportes ist ebenso eine zeitliche und räumliche Variabilität auszumachen. So kommt es zu Schwankungen, die durch tägliche aber auch saisonale Ablationszyklen verursacht werden. Weiterhin erfolgt im Verlauf eines Fließgewässers ein ständiger Wechsel zwischen Sedimentquellen und –speichern, wodurch der Sedimenttransport beeinflusst wird.
Um ein genaues Verständnis des Zusammenhangs zwischen der Rauhigkeit und der Fließgeschwindigkeit bzw. dem Sedimenttransport zu bekommen, können neue geomorphologische Messverfahren angewendet werden. Das terrestrische oder luftgestützte Laserscanning bietet die Möglichkeit, räumlich hochaufgelöste 3D-Abbildungen der Gerinnemorphologie zu generieren. Dieses 3D-Modell kann zur Bestimmung der Rauhigkeit dienen. Weiterhin ermöglicht es eine genaue Bilanzierung des Sedimentes, welches dem fluvialen System zugeführt werden kann.
In dieser Arbeit soll die raum-zeitliche Variabilität der Rauhigkeitsparameter und des fluvialen Sedimenttransportes in proglazialen Gebieten ermittelt werden, um die Zusammenhänge zwischen diesen Größen besser verstehen zu können. Weiterhin wird versucht, die Rauhigkeiten in einen allgemein gültigen Rauhigkeitsfaktor umzuwandeln. In Anbetracht des fortschreitenden Klimawandels ist ein besseres Verständnis der im Proglazial ablaufenden Prozesse unabdingbar, um Aussagen über zukünftige glazifluviale Abläufe treffen zu können. Ein genaues Verständnis der fluvialen Prozesse im Proglazial kann zur Verbesserung des Naturgefahrenmanagements in Hochgebirgsräumen und zur Beantwortung wasserwirtschaftlicher Fragestellungen herangezogen werden.

Förderzeitraum:
01.10.2012 - 30.09.2015

Institut:
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
Institut für Geowissenschaften und Geographie

Betreuer:
Prof. Dr. Karl-Heinz Schmidt

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Publikationen:

Die Veränderung der Rauhigkeitsparameter und des fluvialen Sedimenttransportes im alpinen Proglazial
Die Veränderung der Rauhigkeitsparameter und des fluvialen Sedimenttransportes im alpinen Proglazial