Man-made linear flow paths at catchment scale: Identification, factors and consequences for the efficiency of vegetated filter strips

Hösl, Rosemarie; Strauß, Peter; Glade, Thomas

doi:10.1016/j.landurbplan.2011.10.017

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“…We assumed that similar characteristics influence sedimentation within ditches. As mentioned above, vegetation generates friction and roughness, which decrease the flow velocity and enhance the sedimentation potential (Fiener and Auerswald 2003;Gumiere et al 2011;Hösl et al 2012;Needelman et al 2007), which has been evidenced by Moore et al (2010), who detected a lower proportion of suspended solids in the water column of a vegetated ditch than those in the water column of a non-vegetated ditch. The ditch morphology and the water level fluctuations also influence the flow velocity .…”

Section: Sediment Retention In Ditchesmentioning

confidence: 89%

“…Ditches intercept and drain shallow water tables (Hillel 1998;Skaggs 1992) and collect subsurface water from tilldrainage systems (Loumagne and Tallec 2013). The exfiltration of shallow groundwater depends on the climate and may undergo seasonal variations (Blann et al 2009;Debieche et al 2006;Koivusalo et al 2008;Loumagne and Tallec 2013).…”

Section: Waterlogging Controlmentioning

confidence: 99%

“…(Nédélec and Gay 2008). Friction mechanisms that are induced by bed shape and roughness may significantly slow the water flow (Boutron et al 2011;Hösl et al 2012;Jarvela 2002;Kröger et al 2009;Wu et al 1999). Methods to design a single ditch or open-channel cross section in order to minimize roughness have been proposed by Das (2007) and Nourani et al (2009) , for highly vegetated ditches.…”

Section: Waterlogging Controlmentioning

confidence: 99%

“…These authors explained this difference by both the vegetation type, which was bushy non-aquatic and poorly flexible, and the low water level compared to the vegetation heights, which violates the theoretical assumptions behind the usual empirical hydraulic laws. In vegetated ditches, vegetation is the main source of roughness (Wu et al 1999) and always increases the hydraulic retention time compared to non-or less-vegetated surfaces (Hösl et al 2012;Kröger et al 2009;Rhoads and Massey 2012). Roughness varies with the resistance and flexibility of plants, the blockage factor that is linked to the vegetation density (Nepf 2012), and the water level compared to vegetation height or roughness height of the ditch bed (Boutron et al 2011;Jarvela 2005Jarvela , 2002Nepf 2012;Wu et al 1999).…”

Section: Waterlogging Controlmentioning

confidence: 99%

“…Clay-sized particles, which tend to stay in suspension in the water column, are predominantly removed by infiltration (Fiener and Auerswald 2003). Infiltration is driven by both the vegetation cover, which, by reducing the flow velocity, enhances the potential infiltration time, and the ditch soil characteristics, namely, its porous structure (Fiener and Auerswald 2003;Gumiere et al 2011;Hösl et al 2012;Liu et al 2008;Needelman et al 2007). …”

Section: Sediment Retention In Ditchesmentioning

confidence: 99%

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Managing ditches for agroecological engineering of landscape. A review

Dollinger¹,

Dagès²,

Bailly

et al. 2015

Agron. Sustain. Dev.

114

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Agriculture must now feed the planet with the lowest environmental impact. Landscape management is a means to protect natural resources from the adverse impacts. In particular, the adequate management of ditches could improve crop quality. Here, we review ditch design and maintenance. We found the following major points: (1) ditch networks have been primarily designed for waterlogging control and erosion prevention. Nonetheless, when properly managed, farm ditches provide other important ecosystem services, namely groundwater recharge, flood attenuation, water purification, or biodiversity conservation. (2) All ditch ecosystem services depend on many geochemical, geophysical, and biological processes, whose occurrence and intensity vary largely with ditch characteristics. (3) The major ruling characteristics are vegetative cover; ditch morphology; slope orientation; reach connections such as piped sections and weirs, soil, sediment and litter properties, biota, and biofilms; and network topology. (4) Ditch maintenance is an efficient engineering tool to optimize ecosystem services because several ditch characteristics change widely with ditch maintenance. For instance, maintenance operations, dredging, chemical weeding, and burning improve waterlogging and soil erosion control, but they are negative for biodiversity conservation. Mowing has low adverse effects on biodiversity conservation and water purification when mowing is performed at an adequate season. The effects of burning have been poorly investigated.

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Section: Sediment Retention In Ditchesmentioning

confidence: 89%

Section: Waterlogging Controlmentioning

confidence: 99%

Section: Waterlogging Controlmentioning

confidence: 99%

Section: Waterlogging Controlmentioning

confidence: 99%

Section: Sediment Retention In Ditchesmentioning

confidence: 99%

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Managing ditches for agroecological engineering of landscape. A review

Dollinger¹,

Dagès²,

Bailly

et al. 2015

Agron. Sustain. Dev.

114

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Abflusskonzentration – wie Abfluss in der Fläche gebündelt und beschleunigt wird

Seibert¹,

Auerswald²

2020

Hochwasserminderung Im Ländlichen Raum

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ZusammenfassungAusgehend von der Wasserscheide bis in die größeren Gewässer bündelt sich Oberflächenabfluss zunehmend entlang des Fließpfades und beschleunigt dabei. Die allgemeinen Grundprinzipien und Einflussgrößen dieser Beschleunigung werden vorgestellt, typische Abflussformen und Fließpfade in kleinen, ländlichen Einzugsgebieten erläutert und die hydraulischen Grundlagen und Methoden zur Berechnung von Fließgeschwindigkeit und Fließzeit beschrieben.

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Was bringen Ufergehölze für die Wasser- und Sedimentqualität von Bächen in landwirtschaftlichen Regionen?

Weigelhofer

Leopold

Akbari

et al. 2022

Österr Wasser- und Abfallw

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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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Man-made linear flow paths at catchment scale: Identification, factors and consequences for the efficiency of vegetated filter strips

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Managing ditches for agroecological engineering of landscape. A review

Managing ditches for agroecological engineering of landscape. A review

Abflusskonzentration – wie Abfluss in der Fläche gebündelt und beschleunigt wird

Was bringen Ufergehölze für die Wasser- und Sedimentqualität von Bächen in landwirtschaftlichen Regionen?

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