\xd6sterreichweite Regionalisierung bodenhydraulischer Eigenschaften

Abstract

ZusammenfassungAngesichts der Klimawandelproblematik gewinnt auch die flächige Verfügbarkeit von bodenhydraulischen Informationen an Bedeutung. Diese Bodeninformationen bilden die Grundlage zur Modellierung hydrologischer Prozesse, speziell bei aktuellen Problemfeldern wie der Gefahrenausweisung von pluvialem Hochwasser. In Österreich gibt es derzeit kein Produkt, das die Bodendaten bundesweit flächig abbildet und gleichzeitig die hohe natürliche Variabilität der Bodeneigenschaften widerspiegelt. Ziel der vorliegenden Studie war es, auf Basis verfügbarer Daten relevante bodenhydraulische Parameter für die Gesamtfläche Österreichs abzuleiten und auch entsprechende Unsicherheiten anzugeben. Hierzu wurden zwei gängige Verfahren aus dem „Machine Learning“ (ML), XGBoost und FNN, getestet, um Zusammenhänge zwischen leicht messbaren bzw. flächig verfügbaren physio-geografischen sowie zusätzlichen Informationen aus Satellitenfernerkundung und den relevanten Bodenparametern zu entwickeln. Auf Basis der ML-Verfahren wurden die Bodenparameter Sand, Schluff, Ton und Humus flächig für ganz Österreich und für drei verschiedene Tiefenstufen auf einer Rasterbasis von 1 × 1 km2 abgeleitet. Die Ergebnisse stellen im direkten Vergleich mit dem derzeitig einzig österreichweit flächig verfügbaren Bodeninformationssystem eine deutliche Verbesserung dar. Die Regionalisierung der gesättigten hydraulischen Leitfähigkeit (ks) wurde indirekt – auf Grundlage der regionalisierten Bodenparameter und mithilfe von existierenden Pedotransfer Funktionen (PTFs) – und direkt – auf Basis vorhandener bodenhydraulischer Datensätze – getestet. Die Ableitung von ks ist nur mit großen Unsicherheiten möglich. Die erstellten Bodenkarten leisten einen wichtigen Beitrag zur Reduktion der vorhandenen Bodendatenlücken in Österreich und sollen als Grundlage für weitere Arbeiten zur Abschätzung der pluvialen Hochwassergefahr dienen.