K-Faktor

Hintergrund:

Der K-Faktor der Allgemeinen Bodenabtragsgleichung (ABAG) repräsentiert die Erodierbarkeit des Bodens. Er beschreibt, wie leicht Bodenmaterial aus dem Aggregatgefüge gelöst und abgetragen wird. Die wichtigsten Einflussfaktoren sind Bodenart, Humusgehalt, Aggregatgefüge, Wasserleitfähigkeit und der Anteil des Grobbodens > 2 mm (Schwertmann et al., 1987: 19, DIN 19708). Schluffige und feinsandreiche Böden sind im Gegensatz zu Ton- und Sandböden besonders erosionsanfällig. Das Vorhandensein von Humus und Grobboden senkt die Erosionsanfälligkeit genauso wie ein feinkrümeliges Gefüge oder eine hohe Wasserdurchlässigkeit.

Berechnung:

Der Bodenerodierbarkeitsfaktor (K-Faktor) wird nach den Gleichungen 3 bis 10 nach DIN 19708 (2022) ermittelt. Die zur Verfügung stehenden Bodendaten der BFD50, 2. Auflage repräsentieren für den Grenzschichthorizont Bodenarten, Humusgehaltsstufen und Steingehaltsstufen. Für den K-Faktor wurden folgende Teilfaktoren bestimmt:

K_b der bodenartabhängige Anteil des K-Faktors,

K_h der humusgehaltsabhängige Anteil des K-Faktors,

K_s der grobbodenabhängige Anteil des K-Faktors.

Die Bodenart, der Humus- und Grobbodengehalt (Grundlage für K_b, K_h und K_s) sind weitgehend statische Größen, während Aggregatgröße und die Wasserdurchlässigkeit des Oberbodens im Jahresverlauf sehr stark variieren. Für letztere liegen zeitlich und räumlich nur punktuelle Untersuchungen vor, so dass auf diese Parameter für eine landesweite Betrachtung verzichtet werden muss. Die Berechnung des K-Faktors in Hessen erfolgt somit durch:

K = K_b * K_h * K_s

Als Datengrundlage zur Berechnung des K-Faktors werden die flächendeckend vorliegenden Bodenflächendaten 1:50.000 (BFD50, 2. Aufl.; HLNUG 2018) eingesetzt. Für jede Bodenflächeneinheit stehen hier Angaben zur Bodenart, Humus- und Grobbodengehaltsklasse zur Verfügung, die wie folgt nach den Kennwerttabellen und Formeln der DIN 19708 (2022) eingestuft werden. Unabhängig von der beschriebenen Bodennutzung wird für die Bodeneinheiten das Leitprofil für ackerbauliche Bodennutzung für die Berechnung des K-Faktors verwendet. Wenn dieses nicht vorhanden ist, wird das Leitprofil für Grünlandnutzung verwendet, wenn auch dieses nicht vorhanden ist, das Leitprofil für Waldnutzung.

Bodenartenabhängiger Anteil am K-Faktor

Bodenart	K_b	Bodenart	K_b	Bodenart	K_b	Bodenart	K_b
Ss	0,08	Uu	0,66	Lt2	0,26	Tu4	0,42
Su2	0,16	Us	0,55	Lt3	0,21	gS	0,04
Su3	0,32	Uls	0,47	Lts	0,16	mS	0,04
Su4	0,45	Ut2	058	Ts2	0,14	mSgS	0,3
Slu	0,39	Ut3	0,55	Ts3	0,11	mSfS	0,05
Sl2	0,18	Ut4	0,49	Ts4	0,11	fSgS	0,11
Sl3	0,23	Ls2	0,33	Tl	0,16	fSmS	0,12
Sl4	0,24	Ls3	0,27	Tt	0,17	fS	0,25
St2	0,08	Ls4	0,19	Tu2	0,19
St3	0,12	Lu	0,40	Tu3	0,31

Quelle: DIN 19708: 2022-08, Tab.:3

Humusabhängiger Anteil am K-Faktor

Humusgehalt in Masse-%	Kurzzeichen nach Kartieranleitung	K_h
	h0	1,2
< 1	h1	1,15
1 bis < 2	h2	1,05
2 bis < 4	h3	0,90
4 bis <= 15	h4 bis h5	0,80

Quelle: DIN 19708:2022-08 (nach Gleichung 5 und 6)

Grobbodenabhängiger Anteil am K-Faktor

Grobbodenanteil in Vol.-%	Kurzzeichen nach Kartieranleitung	Grobbodenbedeckung Flächenanteil in %	K_s
< 2	x1,g1,gr1	< 2	1,00
2 bis < 10	x2, g2, gr2	2 bis < 10	0,89
10 bis < 25	x3, g3, gr3	10 bis < 25	0,66
25 bis < 50	x4, g4, gr4	25 bis < 50	0,39
50 bis < 75	x5, g5, gr5	50 bis < 75	0,19
>= 75	X,G,Gr	>= 75	0,07

Quelle: DIN 19708:2022-08 (nach Gleichung 9 und 10)

Im Rahmen der generalisierten Darstellung der mittelmaßstäbigen Bodenflächendatenbank kommen jedoch vereinzelt landwirtschaftliche Nutzflächen vor, für die keine Beschreibung des Bodenaufbaus (ehemalige Bergbauflächen, Halden u.a.) vorliegen. Für diese Flächen ohne vorliegenden K-Faktor wurden die ABAG-Szenarien mit dem K-Faktor von 0,31 (flächengewichteter Mittelwert für Hessen) berechnet.

Literatur:

DIN 19708:2022-08 (2022) Bodenbeschaffenheit - Ermittlung der Erosionsgefährdung von Böden durch Wasser mit Hilfe der ABAG. Deutsches Institut für Normung e.V.; Berlin.

HLNUG, Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie (2018): Bodenflächendaten 1 : 50.000 Hessen, 2. Auflage; Wiesbaden.

Schwertmann, U., Vogl, W. & Kainz M. (1987): Bodenerosion durch Wasser; Stuttgart: Ulmer.