Experimentelle Studien zur Resuspension von Sediment und Phosphor im Flachlandfluss Spree, NO Deutschland

Description: Gegenwärtig existiert keine allgemeingültige analytische Theorie der Resuspension kohäsiver Sedimente, so dass deren Wirkungen aus in situoder Rinnenexperimenten abgeleitet werden müssen. Die vorliegende Studie zielt auf die Bewertung der Resuspension von Sediment und Phosphor (P) sowie die Bestimmung der Erosionsgrenzwerte und Austragsraten. Bei Kossenblatt, das einen langsam fließenden (0,1-0,3 m s-1) Abschnitt des Flachlandflusses Spree repräsentiert, wurden Experimente in situ (INS) und mit Oberflächensediment (0-3 cm) im Labor (LAB) mit Hilfe einer Erosionskammer (Mikrokosmos) durchgeführt. Zur Quantifizierung der Resuspension und des P Austrags wurde die Schergeschwindigkeit (u x) stufenweise von 0,57 auf 1,67 cm s-1 erhöht. Bei größerer Sedimentheterogenität, machte INS die Anwesenheit einer sog. 'fluff' (flockenartigen) Grenzschicht deutlich, die leicht bei der geringsten u x erodiert wurde und von einem ähnlich hohen P-Austrag wie bei doppelt so hoher u x begleitet war. Bei geringerer Sedimentheterogenität, im LAB fehlte diese 'fluff' Schicht, die offensichtlich dem Anteil an Partikeln entspricht, der bereits während der Beprobung erodiert wurde. Unsere Experimente belegen, dass es schwierig ist, die natürlichen unfühlbaren Bedingungen der 'fluff' Schicht im Laborexperiment nachzustellen, wodurch der Austrag von Partikeln und P mit Neigung zur Resuspension bei geringer u x unterschätzt wird.

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Tags: Fließgewässer ? Phosphor ? Erosion ? Deutschland ? Spree ? Feststoff ? Bewertungsverfahren ? Studie ? Sediment ? Laborversuch ? Sedimenttransport ? Grenzschicht ? Grenzwert ? in situ ? Probenahme ? Suspension ? Analytik ? Brandenburg [Land] ? erosion chamber ? microcosm ? shear velocity ? suspended particulate matter ?

Region: Berlin

License: Creative Commons Namensnennung-keine Bearbeitung-Nichtkommerziell 4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei im Forschungsverbund Berlin e. V. (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2005-01-01 - 2007-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Experimental studies on sediment and phosphorus resuspension in the lowland River Spree, NE Germany
  Description: Currently there is no general analytical theory for cohesive sediment resuspension, and thus these properties must be inferred through direct in situ measurements or from flume experiments. Present study aimed at the evaluation of sediment and phosphorus (P) resuspension, and determination of erosion thresholds and entrainment rates. At Kossenblatt, a slow flowing (0.1-0.3 m s-1) stretch of the lowland River Spree, an in situ experiment was conducted (INS), and in the lab we conducted a simulation study with surface sediment (0-3 cm) using an erosion chamber (microcosm) (LAB), which has previously only been used in marine research. To quantify resuspension and entrainment of P, the shear velocity (u x) was increased incrementally from 0.57 to 1.67 cm s-1. At a high sediment heterogeneity, INS revealed the presence of a fluff boundary layer which is easily eroded at the lowest shear velocity, accompanied by the same entrainment of P as at shear velocities twice as high. At low sediment heterogeneity, in LAB the fluff layer was absent corresponding obviously to the proportion of particles already being eroded during sampling. Our experiments show that it is difficult to mimic the unknown environmental conditions promoting the fluff layer in lab experiments, which underestimate the entrainment of particles and P prone to resuspension at low shear velocities. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1014475

Status

Aktiv

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