The two-stage ditch is a river restoration technique that aims at improving the sediment regime and lateral channel connectivity by recreating a small floodplain alongside a stream reach. This study aimed to analyze the efficiency of a two-stage ditch in improving the stream sediment structure and functions under different hydrological conditions (baseflow, post-bankfull, post-flood). Stream sediments were collected in channel sections adjacent to the two-stage ditch, adjacent to a natural floodplain along channelized reaches without inundation areas. Grain sizes, organic matter content and phosphorous (P) fractions were analyzed along with functional parameters (benthic respiration rate and P adsorption capacity, EPC0). The reach at the two-stage ditch showed no changes in sediment texture and stocks, while the floodplain reach showed higher fines and organic matter content under all hydrological conditions. The sediments in degraded reaches were more likely to be P sources, while they were more in equilibrium with the water column next to the natural floodplains and the two-stage ditch. Only functional parameters allowed for assessing the restoration effects on improving the sediment stability and functionality. Due to its sensitivity, the use of P adsorption capacity is recommended in future studies aiming at evaluating the response of river sediments to restoration measures under different hydrological conditions.
ZusammenfassungLandwirtschaft führt zu einer Belastung von Bächen durch Nährsalze und Fäkalkeime. Das Ziel der Studie ist, das Potenzial von Ufergehölzen zu untersuchen, derartige Belastungen zu reduzieren und zu einer verbesserten Wasser- und Sedimentqualität zu gelangen. Wir analysierten, wie Ufergehölze die Sedimentstruktur, den Sauerstoffverbrauch, die Aufnahmekapazität für Phosphor und die Akkumulation von eingetragenen Fäkalkeimen beeinflussen. Dazu untersuchten wir die Wasser- und Sedimentqualität von 20 Bachabschnitten mit und ohne Ufergehölzen in landwirtschaftlichen Regionen in Niederösterreich. Die Proben wurden jeweils am Ende eines 1 km langen Abschnitts mit Ufergehölzstreifen sowie unmittelbar davor entnommen.Die Ergebnisse rangierten zwischen einer deutlichen Verbesserung der Sedimentqualität (reduzierte Feinsedimentanteile, geringerer Sauerstoffverbrauch) bis hin zu einer Verschlechterung. An sieben Bächen konnte eine verbesserte Aufnahmekapazität für Phosphor in den Abschnitten mit Ufergehölzen beobachtet werden. Auch Bäche mit geringen Keimzahlen im fließenden Wasser zeigten Akkumulationen von Fäkalkeimen in den Sedimenten. Gründe für eine fehlende Wirkung von Ufergehölzstreifen auf die Wasser- und Sedimentqualität waren zu kurze, lückenhafte Ufergehölzstreifen, konvergente Wasserpfade, die die Gehölzstreifen durchbrachen, oder eine zu hohe Belastung aus darüberlegenden Strecken. Das Projekt zeigt, dass Ufergehölzstreifen die Wasser- und Sedimentqualität von Bächen in landwirtschaftlichen Einzugsgebieten verbessern können, wenn deren Beschaffenheit und Länge den stofflichen Belastungen entsprechen.
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