Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Vorlesung Wasserwirtschaft & Hydrologie II Themen: Vorlesung 8 Totholz: Wirkungszusammenhänge und Risiken Wirkungen von.

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1 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Vorlesung Wasserwirtschaft & Hydrologie II Themen: Vorlesung 8 Totholz: Wirkungszusammenhänge und Risiken Wirkungen von Totholz vorhersagen Gefahren beurteilen und Verdriftungen bewerten Entwicklungsziele durch gezielten Totholzeinbau erreichen

2 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Lehrziele der Veranstaltung Sie analysieren den Einfluss von Totholz in Bezug auf Gefahren. Sie kennen die Einflüsse von Totholz auf die Nahrungskette und die Habitatstrukturen. analysieren anwenden verstehen erinnern erschaffen bewerten Sie verstehen die Einflüsse von Totholz auf die Fließgewässer- hydraulik. Sie bewerten den Einfluss von Totholz auf die hydraulische Leistungsfähigkeit.

3 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Totholz Impressionen

4 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Als Oberbegriff steht Totholz für alle Arten von abgestorbenem Holz und Pflanzenteilen, von der Größenordnung von Reisig über Äste bis zu Stämmen und ganzen Bäumen. Totholz (alternative Bezeichnungen: Moderholz, Biotopholz) Englische Bezeichnungen: dead trees, woody debris oder coarse woody debris Totholz wird unterteilt in die beiden Klassen: Grobes Totholz => ( ∅ ≥ 10 cm ) Feines Totholz => (1 cm ≤ ∅ < 10 cm) Totes Material mit einem Durchmesser kleiner als 1 cm wird als Streu bezeichnet und weiter unterteilt in die Klassen: Reisig (verholztes Material, ∅ < 1 cm) Blätter (unverholztes Material) Grundlagen zu Totholz

5 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Quellen: Robinson & Beschta; Kail & Gerhard grobes Totholz feines Totholz z.B. abgestorbener Baum, dicker Ast, Wurzelstock z.B. Zweig, dünner Ast, dünner Stamm Ø >=10cm Ø 1cm - <10cm Totholz Reisig Blätter z.B. dünner Zweig, Rindenstück z.B. Falllaub, Grashalm, abgestorbene Wasserpflanzen Ø 1mm - <1cm Streu Fein- detritus (FPOM) z.B. Schwebstoffe Ø 0,45µm - <1mm Ø <0,45µm DOM gelöstes organisches Material Grob- detritus (CPOM) Detritus POM partikuläres organisches Material Totholz und Detritus Klassifikation

6 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken die Gewässerstruktur die Hydraulik die Fließgewässerbiozönosen Das Totholz in Fließgewässern spielt eine wesentliche Rolle in Bezug auf: Einfluss von Totholz

7 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Totholz in Fließgewässern stellt einen wesentlichen eigenständigen Lebensraum dar und hat dabei folgende Funktionen: Totholz schafft Strömungsberuhigung Die durch das Totholz geschaffenen strömungsberuhigten Zonen sind Lebensraum für Fischlarven und Jungfische und dienen allgemein als Unterstand für Fische. Totholz ist ein eigenständiges Hartsubstrat in Fließgewässern. Speziell bei sandgeprägten Gewässern (=bewegliche Sohle) ist es der einzige Lebensraum für Aufwuchsalgen und Insekten ( = wesentliche Bedingung für die Nahrungskette). Totholz erhöht Artenvielfalt Totholz ermöglicht die dynamische Entwicklung von Kolken und Bänken, verbessert die Strömungsdiversität und gliedert das Gewässerbett. Totholz verbessert die Fließgewässerstruktur Totholz als Habitat

8 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Totholz dient direkt sowie indirekt als eine wesentliche Nahrungsquelle für Organismen der Fließgewässer. Auf Totholz bildet sich ein Aufwuchs von Pilzen, Bakterien und Algen, die als Nahrungsquelle für die Primärkonsumenten dienen. Außerdem ist Totholz eine primäre Nahrungsquelle für spezialisierte Organismen. In Verbindung mit Falllaub kann Totholz in kleinen Gewässern den weitaus größten Energiebedarf (bis zu 90%) für die Primärkonsumenten bereit stellen. Totholz ist eine Nahrungsquelle Totholz als Nahrungsquelle

9 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Verringerung des Abflussquerschnittes (durch Verklausungen) mit Reduzierung der hydraulischen Leistungsfähigkeit Potenziell erhöhtes Risiko von Überschwemmungen Verklausungen an Brücken und Durchlässen beim Transport im Gewässer (im Falle eines Hochwasserereignisses); im Extremfall sogar Beschädigung der Bauwerke Risiken von Totholz

10 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Totholz & Strömungsverhältnisse

11 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Totholz Verklausung

12 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Totholz an der Schwalm

13 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Totholz an der Isar I

14 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Totholz an der Isar II

15 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Totholz an der Isar III

16 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Fragen: Wie wird die Strömung abgelenkt? Werden die Ufer erodiert? Wo werden Kolke und/oder Bänke entstehen? Wirkungen vorhersagen

17 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Idee: M.Gerhard, M.Reich Beispiel: Wirkungen vorhersagen

18 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Fragen: Was wird bei einem Hochwasserereignis geschehen? Wo bestehen konkrete Gefahren? Wie schätzen Sie das Risiko ein? Welche Maßnahmen zur Gefahrenabwehr müssen getroffen werden? Gefahren beurteilen

19 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Muldental / Kerbtal Breites Sohlental Landwirtschaft Breites Sohlental Wald Breites Sohlental Siedlung Idee: M.Gerhard, M.Reich Rückstau Schäden Ausuferung Verklausung entfernen Rückstau Schäden Ausuferung Verklausung entfernen RückstauAusuferung Verklausung belassen Verklausung modifizieren RückstauAusuferung Verklausung belassen Beispiel: Gefahren beurteilen

20 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Fragen: Welche der vorhandenen Totholzstrukturen können belassen werden? Welche Totholzstrukturen müssen entfernt werden? Verdriftung beurteilen

21 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Idee: M.Gerhard, M.Reich belassen fixieren belassen modifizieren fixieren entfernen modifizieren fixieren Beispiel: Verdriftung beurteilen

22 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Frage: Wie kann durch den Einbau von Totholz ein spezielles Entwicklungsziel erreicht werden? gezielter Einbau

23 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Laufentwicklung ökologische Aufwertung Ufersicherung Idee: M.Gerhard, M.Reich Sohlanhebung punktuelle Aufweitung Beispiel: gezielter Einbau