Quantification and Modeling of Fluvial Bedload Discharge from Hillslope Channels in two Alpine Catchments (Bavarian Alps, Germany)
Quantification and Modeling of Fluvial Bedload Discharge from Hillslope Channels in two Alpine Catchments (Bavarian Alps, Germany)
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两个高山流域(德国巴伐利亚阿尔卑斯山)山坡河道的河流床质排放的量化和建模
DOI:
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发表时间:
2011
期刊:
影响因子:
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通讯作者:
M. Becht
中科院分区:
文献类型:
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作者:
F. Haas;T. Heckmann;V. Wichmann;M. Becht
Fluvial activity in hillslope channels play a major role for the geomorphic system in alpine catchments as they link sediment sources in the upper parts of the catchment to the channel network. Within the framework of the SEDAG Project (Sediment Cascades in Alpine Geosystems) it was the aim of the presented work to measure the fluvial bedload discharge from such hillslope channels in two catchments in the northern Alps between 2000 and 2006 using 33 sediment traps. In combination with geospatial and statistical analyses, these data made it possible to identify those parameters that influence the fluvial bedload discharge. The spatial variability of the mean annual fluvial bedload di-scharge can be statistically explained by the size of the sediment contributing area. This area is derived by a rule based approach which includes distance to channel, slope and vegetation cover. Based on these results, a statistical model for the Lahnenwiesgraben was developed to predict mean annual bed load using the regression between measured bedload discharge and the size of the sediment contribu-ting area. The model was successfully validated using the measured bed load discharges in a second catchment (Reintal). Thus, by using the model it is possible to regionalize fluvial bedload discharge in the hillslope channels of both catchments and to identify those channels which have a very high sedi-ment output. Furthermore it is possible to calculate the sum of mean annual fluvial bed load input to the main channel (torrent) from all coupled hillslope channels for both catchments.
Fluviale Hangprozesse sind ein wichtiger Bestandteil des geomorphologischen Prozessgeschehens in alpinen Einzugsgebieten, da diese haufig als Bindeglied zwischen dem Hauptgerinne und den weiter oberhalb in einem Einzugsgebiet liegenden Schuttdepots fungieren. Im Rahmen des SEDAG Projektes (Sediment Kaskaden in Alpinen Geosystemen) war es das Ziel der vorliegenden Arbeit den fluvialen Geschiebeaustrag aus Hanggerinnen in zwei Untersuchungsgebieten der nordlichen Kalkalpen durch den Einsatz von 33 Sedimentfallen zwischen 2000 und 2006 detailliert zu messen. In Verbindung mit digitalen Reliefanalysen und statistischen Auswertungen, konnten durch diese Daten diejenigen Parameter identifiziert werden, die den fluvialen Geschiebeaustrag aus Hanggerinnen masgeblich beeinflussen. Raumliche Variabilitaten in den mittleren jahrlichen Austragsraten lassen sich statistisch am besten mit der Grose der sedimentliefernden Flache erklaren. Diese wird durch einen regelbasierten Ansatz abgeleitet, der die Vegetationsbedeckung, die Entfernung zum Gerinne und die Hangneigung berucksichtigt. Aufbauend auf diesen Ergebnissen wurde ein statistisches Mod-ell entwickelt, das den Zusammenhang zwischen fluvialem Geschiebeaustrag aus den Hanggerinnen und der Grose der sedimentliefernden Flache verwendet. Um das Modell zu validieren, wurde dieses auch im zweiten Untersuchungsgebiet (Reintal) eingesetzt und das Ergebnis mit den dort gemessenen Geschiebeaustragen verglichen. Die Vorhersage des fluvialen Geschiebeaustrag im Reintal durch das Model war sehr gut. Die Anwendung des Models bietet nun die Moglichkeit den fluvialen Geschie-beaustrag fur alle Hanggerinne der beiden Untersuchungsgebiete zu regionalisieren und so Hangger-inne zu identifizieren, die einen hohen Sedimentaustrag aufweisen. Daruber hinaus ist es moglich die Summe des Geschiebeeintrags durch alle gekoppelten Hanggerinne in die Hauptbache beider Unter-suchungsgebiete zu berechnen.