Michael Becht

Quantification and Modeling of Fluvial Bedload Discharge from Hillslope Channels in two Alpine Catchments (Bavarian Alps, Germany)

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.

Quantification and analysis of geomorphic processes on a recultivated iron ore mine on the Italian island of Elba using long-term ground-based lidar and photogrammetric SfM data by a UAV

This study focuses on the quantification and analysis of geomorphic processes on the barely vegetated slopes of a recultivated iron ore mine on the Italian island of Elba using photographs from terrestrial laser scanning (TLS) and digital photogrammetry by an unmanned aerial vehicle (UAV) over a period of 5 1/2 years. Beside this, the study tried to work out the potential and the limitations of both methods to detect surface changes by geomorphic process dynamics within a natural environment. Both UAV and TLS show the pattern of the erosion and accumulation processes on the investigated slope quite well, but the calculated amounts differ clearly between the methods. The reasons for these differences could be found in the different accuracies (variable level of detections) of the methods and the different viewing geometries. Both effects have an impact on the detectable process dynamics over different timescales on the slope and their calculated amounts, which in both cases can lead to an underestimation of erosion and accumulation by fluvial processes.

The integration of plant phenology and land use data to create a GIS-assisted bioclimatic characterisation of Bavaria, Germany

Background: Since phenology is a good bio-indicator of temperature the latter is often used in phenological analyses. However, whilst meteorological data are difficult to interpolate from point measurements at the desired resolution, region-wide digital data, e.g. elevation models or land cover data, are usually readily available. Aims: The potential of environmental variables, other than meteorological data, to create a bioclimatic classification of landscapes at the mesoscale was tested by the joint use of spatial data and the flowering dates of Forsythia suspensa at 70 phenological stations in southern Bavaria, Germany. Methods: A linear discriminant analysis was carried out to identify relevant land use variables that were correlated with phenology and, using these results, to regionalise the observed flowering dates within the framework of a Geographic Information System. Results: The generated map represented dates of onset at the regional scale, mostly influenced by the extent of impervious (hard, sealed) surfaces and forest, altitude and distance to urban areas. Thus, we overcame restrictions resulting from the difficulties of spatially interpolating available climatological data, and from the limited number of phenological datasets. Conclusions: We demonstrated that the selected variables were capable of adequately modelling regional bioclimatic zonation, and that phenology was a useful proxy of regional climate variation arising from both natural and anthropogenic factors.

Nachhaltigkeit in Umwelt, Wirtschaft und Gesellschaft

2009 begann an der Katholischen Universitat Eichstatt-Ingolstadt (KU) eine koordinierte mehrjahrige Forschung zu den zentralen Themen Nachhaltigkeit, Migration und Bildung. Die institutionelle Form der Forschung waren Graduiertenkollegs. Mit diesem Band werden die Ergebnisse des Graduiertenkollegs „Nachhaltigkeit in Wirtschaft , Umwelt und Gesellschaft “ vorgelegt. Naturgemas dominieren die Beitrage der Stipendiat_innen, die die Ergebnisse ihrer Forschung in dieser gesammelten Form vorlegen. Der einleitende Beitrag der Projektleiter_innen problematisiert im ersten Kapitel den Begriff der Nachhaltigkeit anhand verschiedener Vorstellungen inter- und transdisziplinarer Zusammenarbeit. Im zweiten Kapitel wird die Forschungslage zur Nachhaltigkeit in den beteiligten Disziplinen resumiert. Das dritte Kapitel spricht ausblickend Konzepte an, die nach praktikablen alternativen Modellen okonomischen und sozialen Austauschs fragen und dabei auf konkrete Beispiele fur eine tatsachlich mogliche Nachhaltigkeit hinweisen.

Abfluß- und Niederschlagsmessung

In alpinen Wildbachen wird besonders nach Starkregenereignissen eine grose Menge Feststoff transportiert. Das Gefahrenpotential eines Wildbaches wird durch das Relief, den geologischen Untergrund und die Vegetationsbedeckung bestimmt. Das Angebot leicht erodierbarer Lockersedimente im Einzugsgebiet bestimmt die Intensitat der Sedimentfuhrung der Gewasser wahrend eines Hochwasserereignisses. In den Kalkalpen finden sich grose pleistozane Sedimentdeponien in Moranenablagerungen und Schutthalden, die wichtige Feststoffherde fur die Wildbache darstellen.