Voor de mensen die niet precies weten wat ons afstuderen nu precies inhoud hebben we hier een samenvatting van ons rapport toegevoegd.
SAMENVATTING
Het doel van dit onderzoek is het beoordelen van erosiegevaar in verbrande bossen in het Portugese Caramulo gebergte, gebruikmakend van een regenvalsimulator. Bosbranden zijn een recentelijk fenomeen die met name in de laatste decennia steeds vaker voorkomen. Er zijn veel factoren die van invloed zijn op erosie. In dit onderzoek word gekeken naar de volgende factoren: locatie, bodem en geologie, regenval regime, landgebruik en bosbranden. De processen van bodemerosie behelsen; losraken, vervoer en sedimentatie van bodemdeeltjes. Bodemerosie is een onomkeerbaar natuurlijk proces dat een probleem kan vormen als het versneld plaatsvindt. Bosbranden kunnen bodemerosie versnellen door twee cruciale afwijkingen ten opzichte van niet verbrande gebieden. Ten eerste, door het voorkomen van hydrofobiteit in de bodem na bosbranden neemt de oppervlakkige afstroming toe en tevens de hierbij gepaarde erosie. Ten tweede, het bladerdak dat gevormt is door bomen en vegetaties kan gedurende een bosbrand verdwijnen. Gedurende een regenbui kunnen de druppels direct op het bodem oppervlak vallen, waarmee het proces van losraken van bodempartikels wordt versnelt. Het meten van erosiegevaar kan door middel van verschillende methoden. In deze studie is gekozen een regenvalsimulator te gebruiken, omdat deze methode de meest praktische is. Het grote voordeel van regenval simulatie is dat een specifieke intensiteit regenbui meerdere keren binnen een bepaalde tijd uitgevoerd kan worden. Een groot nadeel is de schaalgrootte van de simulaties. Er zijn verschillende regenval modellen overwogen om in dit onderzoek te gebruiken. De criteria voor deze overweging zijn: portabiliteit, kosten, montage/demontage tijd en plot grootte. Een ander criterium voor het model is dat het meerdere regen intensiteiten moet kunnen produceren. De keuze is gemaakt om het simulator ontwerp van Cerda te hanteren. Deze simulator voldoet aan het meerendeel van de gestelde criteria, met een uitzondering op het criterium met betrekking tot de intensiteiten. Door andere componenten te gebruiken voor de nozzle, als een belangrijk component van het model, is door middel van kalibratie een hogere intensiteit (90mm/hr-1) verwezenlijkt ten opzichte van de gangbare intensiteit van 50 mm/hr-1. Kalibratie van de hoge- en lage intensiteit hebben geresulteerd in instellingen die gebruikt zijn voor regenvalsimulatie experimenten in het veld. Voor de veld experimenten is een helling geselecteerd, gebruikmakend van criteria met name gericht op bereikbaarheid en de kwaliteiten van de helling. De geslecteerde helling heeft een lengte van 190 m, een breedte van 30 m en een gemiddelde helling van 23xfa. De strategie betreffende veldexperimenten zijn als volgt bepaald; lage- en hoge intensiteit experimenten worden naast elkaar uitgevoerd. De helling is opgedeeld in een boven- midden- en onderhelling en 2 transecten, dit om het ruimtelijke patroon en variatie van de helling in ogenschouw te nemen. De experimenten worden uitgevoerd volgens een veld protocol. Runoff gegevens en monsters worden verzameld om de erosie parameters te bepalen. Bodemmonsters worden gebruikt om in het laboratorium het vochtgehalte en de infiltratiesnelheid te berekenen. De resultaten van dit onderzoek; gedurende alle experimenten wordt de waterafstotendheid minder. De bedekkingsgraad van dood organisch materiaal lijkt een grote invloed te hebben op het wel of niet voorkomen van runoff. De belangrijkste conclusies kunnen als volgt worden geformuleerd; er is geen direct erosiegevaar op de helling 1 jaar nadat het bos verbrand is. De bedekkingsgraad van dood organisch materiaal en de aanwezigheid van waterafstotendheid hebben een grote invloed op de erosiviteit van de bodem. De hellingshoek lijkt geen invloed te hebben op de erosie, en er is in de runoff geen verband aangetroffen tussen de hoge en lage intensiteit van regenval simulatie. De meest belangrijke aanbevelingen betreffende dit onderzoek zijn; vergroot de dichtheid van regenvalsimulaties in dit gebied, gezien de verschillen in de ruimtelijke variatie. Ook is aanbevolen de simulaties in een kort tijdsbestek uit te voeren om de aan tijd gerelateerde erosie beinvloedende factoren, zoals waterafstotenheid en vegetatie heropkomst, te kunnen inschatten.
ABSTRACT
The topic of this study concerns soil erosion assessment, carried out in a burned forest area in the Portuguese Caramulo Mountains using a rainfall simulator. There is chosen for a burned area since forest fires are a current phenomenon and are increasing in the last decennia. Soil erosion contains many factors that have influence. This study involves the following factors: location, soil and geology, rainfall regime, land use and wildfires. Processes of soil erosion are: detachment, entrainment, transport and sedimentation. Soil erosion is an irreversible natural phenomenon which can start to be a problem if it accelerates. Wildfires can accelerate soil erosion by two crucial dissimilarities comparison non-burned areas. At first, occurrence of soil water repellency by burning enhances overland flow and hereby paired erosion. Secondly, by a fire the canopy formed by trees and vegetation can disappear. By this, during rain events water can fall more directly on the soil surface and enhance the detachment process. Measuring soil erosion can be executed by different methods. For this study the choice is made to use a rainfall simulator since it is the most practical way of assessing soil erosion. The major advantage of simulation is that a specific intensive kind of rain event can be reproduced many times within a certain period of time. A mayor disadvantage is the scale in which simulations operate. Different designs of simulators are considered to use in this project. Criteria used were; portability, expenses, assembly/disassembly time and the plot size (the area wherein simulations take place). Another criterion for the design is that it can produce various intensity of rain. The choice is made to use the simulator designed by Cerda et al. 1997. This simulator falls within most of the criteria, with an exception to the criteria regarding various intensities of rainfall. With adjustments to the existing nozzle, as an important component of the design, a higher rain intensity (90 mm/hr-1) is accomplished comparison the existing intensity of the design (50 mm/hr-1). Calibration of the higher intensity as well as the regular intensity is carried out to determine the settings, which have been used for simulation experiments in the burned area. For the field experiments a slope is selected using criteria concerning reach ability and the qualities of the slope. The selected slope has an angle of 23xfa , a length of 190 m and a width of 30 m. The strategy concerning field experiments is determined as follows; low and high intensity experiments are carried out next to each other. The slope is divided in up-, mid- and down slope and 2 transects wherein the experiments are randomly chosen for each slope section. Experiments are carried out following a field protocol. By experiments, runoff data and samples are collected to calculate erosion parameters. Soil samples, which are taken before and after simulations, are used to calculate soil moisture and infiltration capacity in a laboratory. Results are described using the data that is obtained during fieldwork and simulation data found in literature review of comparable researches. Results; from the 12 experiments carried out, 5 had an occurrence of overland flow. The results show that the measured water repellency decreases in all of the simulations in time course. It seems to be that the litter coverage has a reducing affect on erosion, probably since its water storage capacity. Propositions for this study; there is no direct erosion hazard on the slope one year after burning. The angle of the slope seems to have no effect on the amount of runoff. Also, there was no relationship found between high- and low intensity of rainfall simulated. Concluding, the spatial variation in the results can be considered large. However, there are associations found between overland flow, repellency and litter coverage. The foremost recommendations to future studies; enlarge the concentration of simulation experiments in this burned area, considering the big spatial variation of the data.
Also, recommended is to minimize the period wherein simulations are taking place in order to reduce the time as it can influence factors such as soil water repellency and vegetation recovery.