MOE-Fellowship: Marko Urosevic

Auswirkungen von Sturzfluten auf die Umwelt

Bäche und Flüsse stellen ein Bindeglied zwischen der terrestrischen Umwelt und den Ozeanen dar. Das Verständnis der Prozesse in Bächen und Flüssen und wie sich bestimmte Elemente gegenseitig beeinflussen, ist entscheidend für das Verständnis von Fließgewässersystemen.

Die erste Phase meines Projektes bestand aus der Aufbereitung der Eingangsdaten und der Datenanalyse durch den Einsatz bestimmter Software. Die für die erste Phase verwendeten Daten sind Einzugsgebietsgrößen-, Landnutzungs-, Abfluss-, Wasserqualitätsdaten und ein digitales Geländemodell (DGM). Die Analyse umfasst Datensätze aus mehr als 20 Flusseinzugsgebieten in Rheinland-Pfalz (Einzugsgebiet: Gebiet, aus dem der Niederschlag in einen Fluss, See oder Stausee fließt).

Die Einzugsgebietsdaten wurden mit dem freien und Open Source Geographischen Informationssystem QGIS (QGIS) verarbeitet. Für die Landnutzung habe ich den CORINE Land Cover Datensatz verwendet, der eine Beschreibung der Landnutzung in einem Vektorformat anbietet. Für die Berechnung einiger physikalischer Parameter der Einzugsgebiete wurde ein DGM verwendet. Die Abflussdaten stellen die an einer Messstelle fließende Wassermenge in m3/s dar. Folgende Wasserqualitätsdaten werden für die Analyse verwendet: Nitrat-N (NO3), Sauerstoffgehalt (O2), Ortho-Phosphat (PO4 als P), Chlorid (Cl), Sulfat (SO4), Calcium (Ca) und Natrium (Na).

Die wichtigsten Methoden, die ich für die statistische Analyse der verfügbaren Datensätze verwendet habe, ist Korrelation. Diese Methoden wurden zur Beschreibung der Ergebnisse verwendet. Die Korrelation wird verwendet, um den Zusammenhang zwischen einer oder mehreren analysierten Variablen zu beschreiben.

Das Hauptziel dieser Analyse war es, gute Korrelationen zwischen Wasserqualitätselementen, hohem Abfluss und Landnutzung zu finden. Mit Hilfe der Korrelationsmethode haben wir festgestellt, dass es keinen starken Korrelation zwischen Wasserqualität und Abflussdaten gibt, aber wenn wir diese Ergebnisse mit der Landnutzung der Einzugsgebiete mit hohen % von Wald- und Grünflächen und mit den Einzugsgebieten mit hohen % Landwirtschaftliche Gebiete verglichen haben, haben wir das festgestellt:

• Wald- und Grünflächen haben eine starke positive Korrelation mit dem Sauerstoffgehalt und eine starke negative Korrelation mit Calcium. Das bedeutet, dass während des hohen Q ein höherer Sauerstoffgehalt im Flusswasser auftritt.
• Landwirtschaftliche Gebiete haben eine starke positive Korrelation mit Natrium und eine gute positive Korrelation mit Sauerstoffgehalt. Das bedeutet, dass bei niedrigem Q ein niedriger Gehalt an Sauerstoffgehalt und Natrium im Flusswasser vorliegt.

• Siedlungsflächen haben einen Einfluss auf die Wasserqualität während des niedrigen Q in allen Typen von Einzugsgebieten als Quelle für das Nitrat – N, Sauerstoffgehalt und Natrium.

Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Bedingungen für die Wasserqualität bei höherem Abfluss und niedrigem Abfluss unterscheiden, und wir können feststellen, dass die Massen der Wasserqualitätselemente während des hohen Abflusses höher sind als während des niedrigen Abflusses.

Allgemeine Schlussfolgerung aus dieser Forschung ist, dass anthropogener Einfluss durch Landwirtschaft, Industrie und Abwasser bemerkbar ist. Das Verständnis der Korrelation zwischen Abfluss, Landnutzung, Geologie und Wasserqalität und wie sie sich in den Einzugsgebieten gegenseitig beeinflussen und wie sie sich zwischen den Einzugsgebieten unterscheiden, erfordert eine detailliertere Analyse und detailliertere Daten.