Analyse von Nährstofftransportprozessen in Einzugsgebieten mit Hilfe der Ganglinienseparation

Abstract

Ziel dieser Arbeit war es, aus den mit geringem Arbeits- und Datenaufwand ermittelbaren Abflussanteilen der Abflussganglinienanalyse und den Gütemessdaten Rückschlüsse auf die Fließwege des Wassers und die Eintragspfade der Nährstoffe in das Grundwasser und die Fließgewässer, sowie deren Rückhalt im Einzugsgebiet zu gewinnen. Das verwendete Ganglinienanalyseprogramm Difga 2000 wurde weiterhin auf seine Brauchbarkeit für zukünftige Forschungsprojekte beurteilt.<br />Die Anwendung der Ganglinienseparationen erfolgte in zwei Teileinzugsgebieten der Donau in Österreich, in dem großteils alpinen Ybbstal und dem trockenen, flachen Wulkatal. Die Ergebnisse der Berechnungen mit Difga 2000 stimmen mit den Ergebnissen anderer Analysen und jenen der Literatur gut überein. Phosphor wird vor allem über Erosion in Form partikulären Phosphors eingetragen. Der Eintrag erfolgt schnell und oberflächlich und korreliert daher mit dem direkten Abflussanteil. Wesentliche Teile des schnellen Direktabflusses fließen bei Einzelereignissen ab. Das Gleiche gilt für die damit verbundenen Erosionsprozesse und Phosphoreinträge.<br />Das Niederschlagsregime eines Einzugsgebietes und dessen Abflussreaktionen lassen Rückschlüsse auf die Erosion zu. Der Transport des Nitrates erfolgt hauptsächlich durch Auswaschung mit den unterirdischen Abflussanteilen. Die berechneten und die gemessenen Stickstoffkonzentrationen lassen auf Denitrifikationsvorgänge im Grundwasser schließen. Die im Gewässer vorzufindenden Frachten sind nur ein kleiner Bruchteil der aufgebrachten Überschüsse.<br />Die Dissertation ist im Zusammenhang mit dem europäischen Forschungsprojekt "daNUbs - Nährstoffhaushalt im Donaueinzugsgebiet und dessen Auswirkungen auf das Schwarze Meer" [http://danubs.tuwien.ac.at], EVK1-CT-2000-00051, entstanden.

Aim of this work was to get conclusions about the pathways of water and nutrients in the groundwater and running waters a well as their retention in the catchment area by analysing easily available data based on runoff separation techniques. The program Difga 2000 was used for runoff-separation and considered with respect on future research projects.<br />The application took place in two Austrian catchments, in the flat and try Wulka and in the alpine Ybbs catchment. The results of Difga agree well with results of other analysing techniques and values taken from literature. Phosphorus derives mainly from erosion processes in form of particular phosphorus. The Input is correlated to the fast and mainly surface flow paths of direct runoff components. Large portions of direct runoff as well as erosion processes and input of phosphorus are linked to single rainfall events. Therefore the precipitation regime of a catchment area and its runoff reactions allow conclusions on erosion processes.<br />Nitrate is mainly transported by leaching with the subsurface runoff components. The calculated and measured concentrations of Nitrate indicate denitrification processes in the aquifer and the running waters. The loads in the rivers are only a small fraction of the applied surplus in the catchments. The thesis was developed in interaction with the European research project "daNUbs - nutrient household in the Danube catchment area and its effects on the black sea" [http://danubs.tuwien.ac.at], EVK1-CT-2000-00051.