Fingerprintinganalyse zur Identifizierung von Sedimentquellen im Oberlauf des Voltagebietes, Burkina Faso (WASCAL)

Kurzbeschreibung

Ein wesentliches Problem beim Verständnis und der Bilanzierung des Sedimenttransport in Flusssystemen ist die nur unzureichende Kenntnis der Herkunft, der Mobilität und der Transportdynamik der Schwebstoffe (Walling et al 2001). Die Kenntnis der Herkunft von Sedimenten ist insbesondere für die Ableitung von Managementmaßnahmen zur Verminderung des Schweb- und Nährstofftransports von großer Bedeutung. Sediment- Fingerprinting-Analysen bieten die Möglichkeit, insbesondere die Herkunft von Sedimenten zu untersuchen. Bisher wurden entsprechende Untersuchungen in kleinen Einzugsgebieten eingesetzt. In den zurückliegenden Jahren wurden auch erste Untersuchungen in größeren insbesondere semiariden Einzugsgebieten durchgeführt (Wallbrink 2004, Theuring et al. 2013). Fingerprintinganalysen basieren auf der Annahme, dass sich Sedimente aus unterschiedlichen Quellen (Flächenerosion, Gullyerosion und Gerinneerosion) anhand ihrer chemischen und physikalischen Eigenschaften hinsichtlich ihres Ursprungs unterscheiden und sich hinsichtlich ihres Anteils an der Gesamtfracht aufteilen lassen (Collins & Walling 2002). Häufig für Fingerprinting-Analysen eingesetzte Sedimenteigenschaften sind ihre Konzentrationen von Schwermetallen, Nährstoffen sowie Radionukleide wie Caesium-137, Berylium-7 oder Blei-210 (vgl. Theuring et al. 2013).
Es ist vorgesehen zwei Probenahmekampagnen nach der Regenzeit entlang des Untersuchungsgewässers durchzuführen, wobei Boden-, Ufer- und Sedimentproben aus der Fläche und dem Gewässer in unterschiedlichen Teileinzugsgebieten und Gewässersystemen entnommen werden. Diese Boden- und Sedimentproben werden aufbereitet und Proben mit einer Körnung kleiner 10μm untersucht. Die Proben werden hinsichtlich ihres Gehaltes an den Radionucleiden Caesium-137, Berylium-7 und Blei-210 und 26 Schwermetallen zur Identifizierung der Sedimentquellen analysiert. Die statistische Analyse erfolgt anhand von Mixing-Modellen.

Literatur

• Collins, A.L. & D. E. Walling (2002): Selecting fingerprint properties for discriminating potential suspended sediment sources in river basins. In: Journal of Hydrology 261 (1-4): 218-244.

• Theuring, P., A. Jha, G. Kirchner, S. Behrens, M. Rode (2013) Identification of fluvial sediment sources in a meso-scale catchment, Northern Mongolia. Hydrological Processes, 27 (6), 845 – 856.

• Wallbrink PJ 2004. Quantifying the erosion processes and land-uses which dominate fine sediment supply to Moreton Bay, Southeast Queensland, Australia. Journal of Environmental Radioactivity 76(1-2)67-80

• Walling, D.E., Collins, A.L. & R.W. Stroud (2008): Tracing suspended sediment and particulate phosphorus sources in catchments. Journal of Hydrology 350 (3-4): 274-289.

• Walling DE, Collins AL, Sichingabula HM, Leeks GJL 2001. Integrated assessment of catchment suspended sediment budgets: A Zambian example. Land Degradation & Development 12(5) 387-415