Eine neue Studie, die am Bonnie Doon Creek am unteren Burdekin River in Queensland durchgeführt wurde, hat eine erhebliche Verringerung des Sedimentertrags durch großflächige Sanierung alluvialer Schluchten gezeigt. Die Ergebnisse sind veröffentlicht im Tagebuch Internationale Boden- und Wasserschutzforschung.
Die von außerordentlichem Professor Andrew Brooks vom Coastal and Marine Research Centre der Griffith University geleitete Forschung nutzte ein Design-Feldexperiment von Before After Control Impact (BACI), um die Wirksamkeit von Verbesserungen der Wasserqualität am Great Barrier Reef (GBR) zu messen, die dadurch erreicht werden können gezielte Gullysanierung.
Die Studie konzentrierte sich auf vier große alluviale Schluchtkomplexe, die eine aktive Fläche von etwa 17 Hektar abdecken.
Vor der Sanierung trugen diese Schluchten schätzungsweise 5.800 ± 1.500 Tonnen Feinsedimente (Partikel kleiner als 20 µm) pro Jahr bei, basierend auf einem Basisdurchschnitt von 20 Jahren.
Die Sanierungsbemühungen führten innerhalb eines Jahres zu einer bemerkenswerten Reduzierung des Feinsedimentertrags um 96 % bis 99 %, was einer jährlichen Reduzierung von etwa 5.500 Tonnen allein aus diesen vier Schluchten entspricht.
„Bevor wir mit dieser Forschung begannen, waren diese großen Schwemmrinnen für eine Bewältigung durch örtliche Gruppen zur Bewirtschaftung natürlicher Ressourcen zu schwer einzustufen. Ein Hauptziel dieser Studie bestand daher darin, zu zeigen, wie diese großen Schluchten saniert werden können und welche Art.“ „Sedimentreduzierungen können durch den Sanierungsprozess erreicht werden“, sagte außerordentlicher Professor Brooks.
„Zugehörige Untersuchungen unserer Gruppe haben gezeigt, dass eine kleine Anzahl dieser großen Schluchten, die etwa 2 % der Schluchtpopulation im Bowen-Einzugsgebiet ausmachen, 30 % des aus diesem Einzugsgebiet stammenden Schluchtsediments ausmachen.“
„Angesichts der Bedeutung dieser großen Schluchten als Sedimentquellen ist es daher keine Option, sie unbehandelt zu lassen, wenn die GBR-Wasserqualitätsziele erreicht werden sollen.“
Die Forscher verwendeten hochauflösende Lidar-Digital-Höhenmodelle (DEMs) of Difference (DoD), um die Sedimentausbeute in den nicht sanierten Schluchten zu messen. Diese DEMs wurden von den Forschungspartnern Airborne Research Australia mit ihren einzigartigen motorisierten Segelflugzeugen erworben, die sich ideal für die für diese Forschung erforderliche Lidar-Erfassung mit hoher Auflösung (0,1 m) eignen.
Es wurde jedoch festgestellt, dass selbst diese aus Lidar ermittelten Erträge im Durchschnitt um 58 % niedriger waren als die aus überwachten Daten zur Schwebstoffkonzentration (SSC) ermittelten Werte.
Ein weiteres wichtiges Ergebnis dieser Forschung war die Identifizierung der größten Unsicherheit bei der Vorhersage des Sedimentrückgangs durch die Sanierung von Gullys.
Die Studie deutete darauf hin, dass selbst hochauflösende Lidar-Geräte möglicherweise Erosionsprozesse übersehen, die durch Regenfälle auf den inneren Gräbenoberflächen verursacht werden, die unter die Erkennungsgrenze des LIDAR fallen, insbesondere in den nicht sanierten Gräben.
Die anfänglichen Sedimentausbeuten an den Untersuchungsstandorten können bis zu 270 % höher sein als ursprünglich geschätzt, wenn die weit verbreitete Erosion durch Daunen berücksichtigt wird, wobei die Analyse darauf hindeutet, dass die ursprünglichen Schätzungen möglicherweise zu konservativ waren.
„Wenn Sie den Sedimentertrag vor der Sanierung in der Rinne unterschätzen, unterschätzen Sie möglicherweise tatsächlich die erzielte Reduzierung des Sedimentertrags“, sagte Associate Professor Brooks.
„Allerdings, was vielleicht noch wichtiger ist, da Entscheidungen darüber, wohin Ressourcen gelenkt werden, auf den „Dollar pro Tonne“ der Sedimentsanierung basieren, werden einige Standorte nicht saniert, wenn der Sedimentertrag in dieser Gleichung unterschätzt wird.
„Die derzeitigen Methoden, die von denjenigen angewendet werden, die für die Finanzierung der Sanierung von Schluchten verantwortlich sind, haben die Erträge dieser großen Schwemmschluchten unterschätzt und wahrscheinlich die Erträge anderer Schluchten überschätzt. Die Folge davon ist, dass einige dieser ertragsstarken Schluchten keine Genehmigung erhalten.“ Abhilfemaßnahmen und Ressourcen werden umgeleitet.
„Diese Forschung unterstreicht, wie wichtig es ist, ein detailliertes Verständnis der grundlegenden Sedimenterträge und der Prozesse zu entwickeln, die die Entwicklung der Schluchten im Laufe der Zeit vorantreiben. Dieses Wissen ist von entscheidender Bedeutung für die wirtschaftliche Rechtfertigung von Sanierungsbemühungen und um sicherzustellen, dass der Umfang der Arbeiten dem Ausmaß des Problems entspricht.“ .“
Die Ergebnisse machten auch deutlich, dass für die Erzielung ähnlicher Sedimentreduzierungsergebnisse in kleineren Schluchten die Behandlung von mehr als 40.000 Schluchten erforderlich wäre, was die Wirksamkeit der Sanierungsbemühungen in diesen großen Schluchten unterstreicht.
Associate Professor Brooks und das Team forderten zukünftige Forschungen, um das Verständnis der grundlegenden Sedimentausbeuten zu verbessern und die Genauigkeit von Vorhersagen zur Sedimentreduzierung in verschiedenen Gullytypen zu verbessern.
Weitere Informationen:
Andrew P. Brooks et al., Die Wirksamkeit der Sanierung alluvialer Schluchten in Einzugsgebieten des Great Barrier Reef, Internationale Boden- und Wasserschutzforschung (2024). DOI: 10.1016/j.iswcr.2024.07.002