EROSION 3D

EROSION 3D

Das Erosionsmodell EROSION 3D (von Werner, 1995) basiert im Wesentlichen auf der von (Schmidt 1991, 1996)  erarbeiteten Hangprofilversion EROSION 2D.
EROSION 3D ist ein rasterbasiertes, physikalisch begründetes und computergestütztes Modell zur Simulation von Bodenabtrag, Deposition und Sedimenteintrag in Fließgewässer. Unter Zuhilfenahme des GREEN-AMPT-Ansatzes (1911) wird die Infiltration berechnet. Die Partikelablösung und der Partikeltransport erfolgen über den Impulsstromansatz von  Schmidt (1991; 1992; 1996). Das Modell EROSION 3D ist als Ein-Schicht-Infiltrationsmodell validiert und gut dokumentiert. Eine umfangreiche Datengrundlage zur Parametrisierung des Modells wurde im Rahmen des Bodenerosionsmessprogramms Sachsen (LfUG, 1994a; LfUG, 1994b; LfUG, 1995a; LfUG, 1995b; LfUG, 1996) geschaffen, die im Parameterkatalog Sachsen (Michael et al., 1996) zusammengefasst sind.
Das Modell wurde in zahlreichen Einzugsgebieten angewendet (Schmidt, 1996; Klik et al., 1998; Jetten et al., 1999; Schmidt et al., 1999; Hebel, 2003; Michael et al., 2005; Schob et al., 2006; Schilde, 2008; Seidel, 2008; Schindewolf und Schmidt, 2009).
Über die experimentell ermittelten Parameter Skinfaktor, Oberflächenrauigkeit und Erosionswiderstand können die bearbeitungsbedingten Effekte auf die Prozesse Infiltration, Oberflächenabfluss und Partikelablösung abgebildet werden.

Flyer Erosion 3D

Programmablauf EROSION 3D

Programmablauf EROSION 3D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Partner

GeoGnostics BerlinSächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie Büro für Bodenwissenschaft

Literatur

  1. Green, W. H., Ampt, G. A. (1911): Studies on soil physics. I: The flow of air and water through soils. J. Agr. Sci. 4, pp. 1-24.
  2. Hebel, B. (2003): Validierung numerischer Erosionsmodelle in Einzelhang und Einzugsgsebietsdimension. Physiogeographica, Baseler Beiträge zur Physiogeographie 32, 181 S.
  3. Jetten, V., de Roo, A., Favis-Mortlock, D. (1999): Evaluation of field-scale and catchment-scale soil erosion models. CATENA 37(3-4), pp. 521-541.
  4. Klik, A., Zartl, A. S., Hebel, B., Schmidt, J. (1998): Comparing RUSLE, EROSION 2D/3D, and WEPP soil loss calculations with four years of observed data, ASAE.
  5. LfUG (1994a): Bodenerosionsmessprogramm Sachsen - Auswertung der Beregnungsversuche 1-28 vom 04.-31.10.1993, Freiberg.
  6. LfUG (1994b): Bodenerosionsmessprogramm Sachsen - Auswertung der Beregnungsversuche 29-49 vom 02.-12.05.1994, Freiberg.
  7. LfUG (1995a): Bodenerosionsmessprogramm Sachsen - Auswertung der Beregnungsversuche 50-76 vom 26.09.-12.10.1994, Freiberg.
  8. LfUG (1995b): Bodenerosionsmessprogramm Sachsen - Auswertung der Beregnungsversuche 77-94 vom 09.05.-19.5.1995, Freiberg.
  9. LfUG (1996): Bodenerosionsmessprogramm Sachsen - Auswertung der Beregnungsversuche 95-116 vom 03.10.-13.10.1996, Freiberg.
  10. Michael, A,  Schmidt, J., Enke, W., Deutschländer, T., Malitz, G. (2005): Impact of expected increase in precipitation intensities on soil loss – results of comparative model simulations. Catena 61, S. 155-164.
  11. Michael, A., Schmidt, J., Schmidt, W. (1996): EROSION 2D - Ein Computermodell zur Simulation der Bodenerosion durch Wasser. Band II: Parameterkatalog, Freiberg.
  12. Schilde, M. (2008): Modelling Soil Erosion in the Zhifanggou-Watershedon the Chinese Loess Plateau using EROSION 2/3D. TU Bergakademie Freiberg, Freiberg, 79 pp.
  13. Schindewolf, M., Schmidt, W. (2009): Validierung EROSION 3D - Prüfung und Validierung des neu entwickelten Oberflächenabflussmoduls des Modells EROSION 3D im Zusammenhang mit Maßnahmen des vorsorgenden Hochwasserschutzes auf landwirtschaftlich genutzten Flächen. Schriftenreihe des Landesamtes für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie, Heft 15/2009.
  14. Schmidt, J. (1991): A mathematical Model to Simulate Rainfall Erosion. Catena Supplement 19, pp. 101-109.
  15. Schmidt, J. (1992): Modeling long-term soil loss and landform change. In: Abrahams, A. J., Parsons, A. D. (Hrsg.): Overland Flow - Hydraulics and Erosion Mechanics. University  College London Press, London
  16. Schmidt, J. (1996): Entwicklung und Anwendung eines physikalisch begründeten Simulationsmodells für die Erosion geneigter landwirtschaftlicher Nutzflächen. Berliner Geographische Abhandlungen, H. 61.
  17. Schmidt, J., v. Werner, M., Michael, A.(1999): Application of the EROSION 3D Model to the Catsop Watershed, The Netherlands. Catena 418.
  18. Schob, A., Schmidt, J., Tenholtern, R. (2006): Derivation of site-related measures to minimise soil erosion on the watershed scale in the Saxonian loess belt using the model EROSION 3D. Catena 68, pp. 153-160.
  19. Seidel, N. (2008): Untersuchung der Wirkung verschiedener Landnutzungen auf Oberflächenabfluss und Bodenerosion mit einem Simulationsmodell. Dissertation, Technische Universität Bergakademie Freiberg, 168 S.
  20. von Werner, M. (1995): GIS-orientierte Methoden der digitalen Reliefanalyse zur Modellierung von Bodenerosion in kleinen Einzugsgebieten. Dissertation, Freie Universität Berlin, Berlin.