Helmut Honermann Aus Legden

Erkundung strategischer Konzepte des Erosionsschutzes und der Sedimentrückhaltung bei großen Speichern in semi-ariden Gebieten Algeriens Zur Erlangung des akademischen Grades eines DOKTOR-INGENIEURS von der Fakultät für Bauingenieur- und Vermessungswesen der Universität Fridericiana zu Karlsruhe (TH) genehmigte DISSERTATION von Dipl.-Ing. Helmut Honermann aus Legden Tag der mündlichen Prüfung: 23. Mai 2001 Hauptreferent: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Werner Köhl Korreferenten: Univ.-Prof. Dr.sc.agr. Dieter Prinz Univ.-Prof. Dr.sc.techn. Bernd Scholl Karlsruhe: 2001 2 3 Kurzfassung Im Rahmen dieser Arbeit wurde für Zwecke der Regionalplanung eine Methodik zur Erkun- dung von Strategien des Erosionsschutzes und der Sedimentrückhaltung bei der Bewirtschaf- tung von Wassereinzugsgebieten großer Speicher erarbeitet. Sie gründet auf wirtschaftswis- senschaftlichen Kenntnissen und besitzt ihre fachliche Gültigkeit in Gebieten mit Mergeln und semi-aridem Klima bei einer gemischten Nutzungsform aus Getreideanbau und Viehwirt- schaft. Als praktisches Beispiel dient das Wassereinzugsgebiet des Staudamms Es Saada in Algerien. Ein Hauptgrund für den Bau großer Speicher in Algerien wie auch in anderen Ländern des Maghreb ist die Tatsache, daß das Wasserdargebot für die soziale und wirtschaftliche Ent- wicklung ein stark limitierender Faktor ist. Ursache für den gestiegenen Wasserbedarf ist das hohe Bevölkerungswachstum in den letzten 30 Jahren von im Mittel ca. 3,1 % pro Jahr. Durch eine Kette von Speichern dient praktisch der gesamte Tell Atlas als Wassereinzugsgebiet. Das Konzept der konzentrierten Wassernutzung wird somit für den nördlichen Teil Algeriens zu einer mehr oder weniger flächendeckenden Maßnahme. Viele dieser Speicher sind durch eine zunehmende Verlandung gekennzeichnet. Der hohe Sedimenttransport ist Folge von Linien- erosion in Mergeln. Der Verlust an Speicherkapazität reduziert die Rentabilität der Stau- dammvorhaben und gefährdet somit langfristig die politische Zielsetzung sowie das ökologi- sche, ökonomische und soziale Gleichgewicht. Standorte für Speicher stellen ein wichtiges Gut dar, da sie von der Anzahl her begrenzt und nicht vermehrbar sind. Die bisher in Algerien umgesetzten Maßnahmen zum Zwecke des Erosionsschutzes und der Sedimentrückhaltung waren sowohl aus technischer wie auch aus sozioökonomischer Sicht in vielen Situationen unausgewogen und ungeeignet. In vielen Fällen wurde versucht, Techniken aus anderen Ländern ohne Prüfung der physischen und sozialen Rahmenbedingungen sowie ohne Integration in regionale Planungskonzepte umzusetzen. Die bisherigen Ansätze zur Er- fassung von Bodenerosion zielen vornehmlich auf die Abschätzung des Bodenabtrags unter Berücksichtigung physischer Einflußfaktoren ab. Für regionalplanerische Betrachtungen sind jedoch jene Einflußfaktoren von besonderer Bedeutung, die Prozesse von Bodenerosion för- dern oder mindern. Wie gezeigt wird, sind die aktiven und beeinflußbaren Faktoren von Pro- zessen der Bodenerosion sozio-ökonomischer, politischer und kultureller Natur. Die empiri- schen Untersuchungen der Arbeit zeigen, daß Prozesse von Bodenerosion indirekt durch lo- kalübergreifende sozioökonomische Veränderungen, die dann zu einer negativ orientierten Änderung der Landnutzung führen können, entscheidend mitgeprägt werden. Selbst bei einer abnehmenden Bevölkerungsdichte im ländlichen Raum können durch die Änderung der Nut- zungsform die ökologischen Folgewirkungen negativ ausgerichtet sein. Strategische Aufgaben in der räumlichen Planung setzen sich aus einer gegebenen Problemsi- tuation mit ihren Problemfeldern als Aktionsfeld sowie einer spezifischen Planungsleistung und spezifischen Ressourcen als Mitteln zur Umsetzung von Strategien zusammen. Die Stra- tegieerkundung durch Inspektion und Analyse alternativer Lösungswege ist Voraussetzung zur Abstimmung von Strategien und kann als Problemfindungs- und Problemlösungsprozeß in komplexen Situationen unter Risiko und Unsicherheit bei unvollständiger Information charak- terisiert werden. Strategien dienen somit der Lösung von Problemen und können nicht ge- trennt vom zu lösenden Problem betrachtet werden. Der Aktionsbereich der Strategie zielt darauf ab, das politische wie auch das lokale Handeln zu fördern. Die Arbeit zeigt, daß ein Dualismus zwischen den Problemfeldern mit ihren Einflußfaktoren und den strategischen Aufgabenfeldern mit ihren Ressourcen besteht. Es ist daher zielführend, so schnell wie möglich mit ersten Lösungsversuchen einer Problemstellung zu beginnen. Die 4 Entwicklung von Strategien wird entscheidend durch die Möglichkeiten der Identifizierung und Strukturierung von Problemfeldern sowie der zur Verfügung stehenden Ressourcen und deren jeweiligen Interdependenzen geprägt. Da das Wirkungsgefüge der Ressourcen durch andere Mechanismen als jene der Problemsituation gesteuert wird, bedeutet dies auch, daß zusätzliche Erkenntnisse über Prozesse von Bodenerosion nicht zwangsläufig für die Erarbei- tung von Konzepten des Erosionsschutzes genutzt werden können. Die in der Arbeit durchge- führte parallele Betrachtungsweise der Erfassung der Erosionsgefährdung und der Erkundung von Strategien stellt eine geeignete Vorgehensweise dar, planungsrelevante Informationsdefi- zite bei der Erkundung strategischer Konzepte aufzudecken. Die Inspektion und Analyse alternativer Lösungswege zielt also darauf ab, das potentielle Aufgabenfeld zu erkunden, das heißt, den Spielraum möglicher Strategien offenzulegen. Durch den Pluralismus der Lösungswege entsteht eine Konkurrenzsituation, die das Risiko mindert, etwas Wichtiges zu vergessen. Bei der Strategieerkundung kann zwischen unter- schiedlichen strategischen Ebenen unterschieden werden, die jeweils durch einen spezifischen Abstimmungsbedarf gekennzeichnet sind. Das Ziel der Erkundung alternativer Lösungswege besteht darin, die Konzepte des Erosionsschutzes und der Sedimentrückhaltung mit den An- forderungen anderer Schwerpunktthemen und der Umwelt abzustimmen. In dieser Planungs- stufe werden die Wirkungen auf die Schutzgüter erfaßt wie auch Störereignisse und kritische Erfolgsfaktoren berücksichtigt und diskutiert. Die Strategieabstimmung zielt darauf ab, für das betrachtete Aufgaben- bzw. Problemfeld die Grundsätze für die angestrebte Lösungsrich- tung zu umreißen und ein Aktionsprogramm zur operativen Umsetzung zu formulieren. Stra- tegien sollten den Handlungsspielraum offenhalten, unnötige Risiken vermeiden und anpas- sungsfähig sein. Die Ausrichtung des Aktionsfeldes von Maßnahmen für ein betrachtetes Pro- blem- bzw. Aufgabenfeld ergibt sich somit aus der Inspektion und der Analyse alternativer Lösungswege und kann nicht vorab definiert werden. Zukünftige Untersuchungen zur Landnutzung sollten stärker darauf abzielen, die Mechanis- men von Nutzungsänderungen besser erfassen zu können, das heißt, welche Faktoren Nut- zungsänderungen beeinflussen und durch welche Faktoren sich Nutzungsänderungen beeinflussen lassen. Diese Kenntnisse könnten in das im Rahmen dieser Arbeit konzipierte Teil- modell zur Erfassung der Erosionsgefährdung einfließen. Neben physischen werden auch so- zioökonomische Einflußfaktoren in den Ansatz integriert, so daß eine Unterscheidung zwischen beeinflußbaren und unbeeinflußbaren Gefährdungskomponenten möglich ist. Die praktischen Ergebnisse der Arbeit zeigen, daß im Hinblick auf die Verlandung von gro- ßen Speichern der Bau von Sedimentrückhaltebecken eine besondere Bedeutung besitzt, wo- durch der Handlungsspielraum bei der Bewirtschaftung des Wasserdargebotes langfristig of- fengehalten werden kann. Erleichtert wird die Maßnahme, wenn der Bereich mit hohem Se- dimenttransport klein ist und der Hauptteil des Wasserdargebotes von außerhalb dieses Berei- ches stammt. Maßnahmen des Erosionsschutzes sollten darauf abzielen, mehr oder weniger intakte Gebiete, die durch Linienerosion in Mergeln potentiell gefährdet sind, zu schützen. Dabei besitzt die Regelung der Besitz- und Nutzungsverhältnisse eine besondere Bedeutung. Die Ergebnisse verdeutlichen, daß insbesondere in den Übergangsbereichen zwischen reinen Weidegebieten und Produktionsstandorten für den Getreideanbau erhebliche Risiken für das Erosionsgeschehen wie auch für die Umsetzung von Maßnahmen des Erosionsschutzes beste- hen. 5 Abstract Subject of this dissertation is the development of a methodology to be used in regional plan- ning for the exploration of strategies to protect large reservoirs in cultivated water catchment areas from erosion and to restrain them from sediments. This methodology is based on economic knowledge and applies to areas of marl and semi-arid climate with a mixed form of land use such as grain cultivation and animal husbandry. The water catchment area of the Es Saada dam in Algeria is used as a practical example Like in other Maghreb countries, one of the main reasons for the construction of large reservoirs in Algeria is the fact that the social and economic development is extremely limited by the available amount of water. The increased need of water is caused by the high average population growth of approx. 3,1 % per year during the last 30 years. With a chain of reservoirs, practically the entire Tell Atlas is used as a water catchment area. Therefore, for the northern part of Algeria, this concept of concentrated use of water has become a measure which more or less covers the whole area. Many of these reservoirs are subject to an increas- ing “sedimentation”. The high sediment transport is the consequence of the line erosion in marls. The loss of storage

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