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Assessing the influence of large wood on river morphology and sediment connectivity in small streams in the Vienna Woods
Sarah Diem
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Geography: Global Change and Sustainability
Betreuer*in
Ronald Pöppl
DOI
10.25365/thesis.75917
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-19688.52402.956381-9
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In Fließgewässern kann die Ablagerung von Totholz mit starken Einflüssen auf die Flussmorphologie, die hydraulischen Eigenschaften, sowie die Konnektivität einhergehen. Da eine solche Ablagerung oftmals eine Barriere für den Abfluss und somit einen hydraulischen Widerstand darstellt, kann es zu Veränderungen der Fließgeschwindigkeit und der Transportfähigkeit kommen. Dies wirkt sich wiederum auf die Konnektivitätsverhältnisse aus, denn Unterbrechungen im Bachverlauf können den Transport von Sediment erheblich beeinflussen und zu Ablagerungen desselben führen. Außerdem nehmen Holzansammlungen öfters Einfluss auf die Flussmorphologie, indem bestehende Formen verändert werden oder gänzlich neue Formationen entstehen. In diesem Zusammenhang ist die positive Wirkung von Totholzablagerungen auf die Biodiversität besonders zu erwähnen. Durch die Entstehung komplexer morphologischer Bachabschnitte, erhöhen die Ansammlungen die Heterogenität von bestehenden Habitaten und unterstützen die Bildung von neuen. Der Großteil der Studien, die sich mit diesem Thema befassen, wurde in Nordamerika durchgeführt. Daher gibt es in Europa immer noch große Forschungslücken. Außerdem wurde bislang mit komplexen und sehr zeitintensiven Methodiken gearbeitet, da die Bestimmung der Einflüsse von Totholz, auf Berechnungen des Strömungswiderstandes beruht. In dieser Arbeit kommt deshalb ein neuer methodischer Ansatz zur Anwendung, mit welchem der Einfluss von Totholz auf die Konnektivitätsverhältnisse, sowie den Sedimenthaushalt eines Baches, abge-schätzt werden kann. Des Weiteren soll ein Überblick über die verschiedenen Arten von Totholzansammlungen in den untersuchten Fließgewässern gewonnen werden, ebenso wie über die Effekte auf die Flussmorphologie. Für die Durchführung der Studie wurden zwei Wildbäche im Wienerwald ausgewählt. Sie können geologisch in der Rhenodanubischen Flyschzone verortet werden. Im Rahmen einer Feldarbeit wurden, nach vordefinierten Kriterien, die Ablagerungen von Totholz klassifiziert, Sedimentansammlungen vermessen und morphologische Veränderungen dokumentiert. Die erhobenen Daten dienten in weiterer Folge a.) der Erstellung einer Überblickskarte über die Verteilung der Totholzansammlungen, b.) der Berechnung von Sedimentvolumen und der kar-tographischen Verarbeitung ebendieser Informationen, c.) der Anwendung zweier kürzlich entwickelter Indizes, um die Diskonnektivität und das Sedimentrückhaltepotential zu bestimmen, und d.) der Bestimmung möglicher Einflüsse auf die Flussmorphologie. Obwohl in beiden untersuchten Bächen große Mengen an Totholz gefunden werden konnten, wurde nur wenig Sediment von den Strukturen zurückgehalten. Die Gesamtvolumina an Material unterschieden sich beim Vergleich der beiden Fließgewässer zudem beträchtlich. Morphologisch bewirkten die Holzablagerungen eine Entstehung komplexerer Bachabschnitte, sowie neuer Formationen wie Kolke. In Bezug auf die Indizes bestätigte sich deren leichte Handhabbarkeit, wodurch rasch und einfach ein Überblick über die Diskonnektivität und das Sedimentrückhaltepotential der betrachteten Bäche gewonnen werden konnte.
Abstract
(Englisch)
In flowing waters, the deposition of large wood (LW) can exert strong impacts on river morphology, hydraulics and connectivity. As such deposits often represent a barrier to the flow and thus a hydraulic resistance, changes in flow velocity and transport capacity can be provoked. Conversely, this may have an effect on connectivity conditions, as interruptions of flow can significantly influence and alter the transport of sediment, leading to its accumulation. Furthermore, LW deposits can impact the morphology of a stream by changing existing patterns or creating new morphological formations. In this context, the positive effect of LW on biodiversity is particularly noteworthy. By creating often complex morphological river reaches, LW accumulations increase the heterogeneity of existing habitats, whilst also supporting the formation of new ones. The majority of studies concerning in-stream large wood have been conducted in North America, wherefore in Europe research gaps on the topic prevail. In addition, complex and time-consuming methodologies are very common in this field of studies, as the determination of the influences LW exerts on streams is largely based on calculations of drag force. Therefore, a new methodological approach will be applied in this thesis, to estimate the effects of LW on the connectivity conditions and sediment retention of selected streams. Furthermore, an overview of the different types of LW existing in the investigated streams should be obtained, as well as effects on the river morphology assessed. Two torrents in the Vienna Woods (Austria), geologically located in the Rhenodanubian flysch zone, were selected as study areas. As part of the field work, LW deposits were, according to predefined criteria, mapped and categorised, sediment accumulations were measured and morphological alterations recorded. Subsequently, the gathered data served to a.) create a map representing the distribution of LW deposits, b.) calculate the volumes of retained sediment and process this information cartographically, c.) apply two recently developed indices to determine the disconnectivity and sediment retention potential, and d.) document impacts on river morphology. Although a great quantity of large wood was detected in the surveyed streams, a rather small amount of sediment was retained by the structures. Moreover, the calculated volumes of material differed considerably when comparing the two water courses. Morphologically, the LW deposits led to the creation of more complex stream sections as well as to new morphological formations such as pools. With regard to the indices, their simple manageability could be confirmed, allowing a fast and simple overview of the disconnectivity and sediment retention potential of the investigated streams.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Totholz Sedimentkonnektivität Flussmorphologie Wienerwald Totholzablagerungen
Schlagwörter
(Englisch)
Large wood Sediment connectivity Fluvial morphology Vienna Woods Large wood deposits
Autor*innen
Sarah Diem
Haupttitel (Englisch)
Assessing the influence of large wood on river morphology and sediment connectivity in small streams in the Vienna Woods
Publikationsjahr
2024
Umfangsangabe
x, 70 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Ronald Pöppl
Klassifikation
38 Geowissenschaften > 38.45 Geomorphologie
AC Nummer
AC17196346
Utheses ID
71131
Studienkennzahl
UA | 066 | 855 | |