Parameter
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In Experimenten mit einem transportierbaren Windkanal wurde der Sedimenttransport in Abhängigkeit von der Bodenrauhigkeit gemessen. Die Rauhigkeit der Bodenoberfläche wurde sowohl mit Hilfe morphometrischer Parameter als auch strömungsmechanisch aufgrund aerodynamischer Parameter gekennzeichnet. Die morphographische Kennzeichnung erfolgte durch die statistischen Kenngrößenminimale, maximale und mittlere Höhe der Rauhigkeitselemente, das Profillängenverhältnis sowie durch einen in der Literatur genannten Rauhigkeitsindex. Als aerodynamische Parameter dienten neben dem 'Drag'-Koeffizienten und der Reynoldszahl im wesentlichen die aerodynamische Rauhigkeitshöhe und die Schubspannungsgeschwindigkeit. Der Sedimenttransport wurde durch die Sedimenttransportrate in Abh? ngigkeit von der Windgeschwindigkeit charakterisiert. Die Bodenrauhigkeit beeinflußt den Sedimenttransport durch Wind, indem Rauhigkeitselemente das Windprofil in der bodennahen Grenzschicht und damit die für den Sedimenttransport relevanten str? mungsmechanischen Parameter aerodynamische Rauhigkeitshöhe und Schubspannungsgeschwindigkeit beeinflussen. Ein weiterer Aspekt ist die Veränderung der Schwellenwindgeschwindigkeit bzw. der Schwellenschubspannungsgeschwindigkeit, die den Bewegungsbeginn der Bodenpartikel charakterisiert. Außerdem besitzen Rauhigkeitselemente einen Schutz- und Falleneffekt, da im Windschatten befindliche lose Teilchen vor der Schubkraft des Windes geschützt sind bzw. Bodenteilchen die sich bereits in Bewegung befinden in den Windschatten von Rauhigkeitselementen gelangen. Es konnten drei Klassen herausgearbeitet werden, in denen mit zunehmender Rauhigkeit der Zuwachs der Sedimenttransportrate in Abhängigkeit von der Schubspannungsgeschwindigkeit, oberhalb eines zunehmenden Schwellenwertes abnimmt. Damit ist die Möglichkeit gegeben, die Schutzwirkung der Oberflächenrauhigkeit halbquantitativ abzuschätzen und bei der Bewertung der aktuellen Erosionsgefährdung eines Standortes mit zu berücksichtigen.
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Die Bedeutung der Bodenrauhigkeit für die Bodenerosion durch Wind, Olaf Düwel
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- Erscheinungsdatum
- 2000
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