Modellierung der Bodenerosion | LS-Faktor

Hangneigung und Hanglänge als bedeutende Einflussgrößen auf die Bodenerosion.

Auf geneigten Flächen kommt es in Folge von starken Niederschlägen bevorzugt zu Oberflächenabfluss. Je größer die Hangneigung, desto schneller fließt das Wasser ab und je länger der Hang, desto mehr Wasser kann sich akkumulieren. Hangneigung (S-Faktor) und Hanglänge (L-Faktor) werden zum LS-Faktor zusammengefasst, welcher schließlich die Relief-Komponente in der ABAG bildet. Der Begriff der Hanglänge bezieht sich hier nicht auf die gesamte Länge von Kuppe bis zur Talebene, sondern beschreibt die Distanz bis zu der Stelle, an der Oberflächenabfluss unterbrochen wird (durch Ackerrain, Geländeabflachung, Einmündung in Vorfluter o. ä.). Die Hangneigung und -länge sind neben dem Niederschlag die bedeutensten Einflussfaktoren auf die Bodenerosion.

Der Wert des LS-Faktors quantifiziert den Erosionseinfluss des Geländes relativ zu einer normierten Fläche (Hanglänge: 22,13 m; Hangneigung: 4°). In einigen GIS sind Funktionen für die Berechnung des LS-Faktors implementiert. In SAGA GIS existiert neben dem Modul LS Factor auch die Option den LS-Faktor für konkrete Parzellen (zusätzlicher Input einer Polygondatei) zu berechnen. Ergebnisse beider Varianten sind unten visualisiert. Der LS-Faktor ist auch dafür geeignet um die tolerierbare Hanglänge zu berechnen, welche schließlich in konkreten Landschaftsplanungen und bei Baumaßnahmen Berücksichtigung finden.

LS-Faktor_Pixel
Pixelscharfe Bewertung des LS-Faktors.
LS-Faktor_Parzelle
Parzellenscharfe Bewertung des LS-Faktors.

Die notwendigen Eingabendaten für LS-Faktor müssen zunächst mit Hilfe eines digitalen Geländemodells berechnet werden. Die Funktion fordert als Input

Bei Eingabe dieser beiden Parameter ist keine Umrechnung in Längen (Parameter: Area to Length Conversion) mehr erforderlich. Die spezifische Einzugsgebietsgröße errechnet sich aus einem (von abflusslosen Senken bereinigten) DGM und einem Raster der Abflussakkumulation bzw. der absoluten Einzugsgebietsgröße. Die spezifische Einzugsgebietsgröße liefert eine Vorstellung wie groß das oberstrom befindliche Einzugsgebiet in Bezug zur Fließpfadbreite ist. An Stellen mit großem Einzugsgebiet und schmalem Fließpfad in Verbindung mit einem starken Gefälle ist der LS-Faktor und damit die Erosionswirkung besonders hoch.