Die eingetretenen Erosionsschäden sollten modellgestützt nachsimuliert werden, um daraus Erkenntnisse über Ursachen, Wiederkehrwahrscheinlichkeit sowie Nutzungsalternativen zu gewinnen.

Landwirtschaftliche Nutzung der Böden erfordert die Pflanzendecke in Abständen zu beseitigen und zu ersetzen. Damit wird der Schutz der Böden vor dem unmittelbaren Angriff von Wasser zeitweise unterbrochen. Bodenerosion kann als Folge dieses Eingriffes zur Verlagerung von Bodenmaterial und damit zur Beeinflussung angrenzender Ökosysteme führen. Um diese sporadischen Ereignisse abzubilden, wurden Modelle entwickelt, die die wichtigsten Einflussfaktoren in ihrer Kombination integrieren. Zur Abschätzung der Erosion und dadurch verursachter Frachten wurde für das Gebiet EROSION-3D, ein im Freistaat Sachsen in der landwirtschaftlichen Beratung eingesetztes Modell, ausgewählt.

EROSION-3D ist ein physikalisch begründetes, ereignisbezogenes Simulationsmodell zur Beschreibung der Wassererosion, des dadurch verursachten Feststofftransportes und des möglichen Eintrages in das Gewässernetz. Es ist bis zu einer Flächengröße von ca. 400 km² anwendbar (v.Werner 2005). Das Modell berechnet zunächst Menge und Verteilung (Fließrichtung) des Oberflächenabflusses sowie die Neigung und Exposition der überströmten Geländeoberfläche. Im zweiten Schritt wird die Loslösung der Bodenpartikel infolge Überströmung der Bodenoberfläche und Aufprall der Tropfen berechnet. Die von außen an den Bodenpartikeln angreifenden Strömungskräfte werden mit den Beharrungskräften verglichen (Kohäsion, Schwerkraft). Sind die angreifenden Kräfte größer setzt Erosion ein. Im umgekehrten Fall verhält sich die überströmte Oberfläche stabil (keine Erosion). Im dritten Schritt wird der hydraulische Transport der Partikel mit der oberflächenparallelen Strömung und deren Deposition bzw. Eintrag in das Gewässernetz modelliert.

Zur Kennzeichnung der Relief-, Niederschlags- und Bodenverhältnisse setzt EROSION-3D die Kenntnis folgender standortbezogener Kenngrößen voraus: x, y, z-Koordinaten der Ausgangsoberfläche, Niederschlagsdauer und intensität, Körnung, Lagerungsdichte, Gehalt an organischer Substanz, Anfangswassergehalt, Erosionswiderstand, Oberflächenrauhigkeit und Bedeckungsgrad. Die Einflüsse der Bodennutzung und bewirtschaftung werden über die Parameter Erosionswiderstand, Oberflächenrauhigkeit und Bedeckungsgrad abgebildet. Für eine Vielzahl möglicher Bewirtschaftungsvarianten liegen die entsprechenden Parameter tabellarisch vor (Schmidt et al. 1996).
Im Ergebnis werden Rasterfiles der Erosion und Deposition, des kumulierten Abflusses, der Sedimentmengen, der konzentration, der Ton und Schluffanteile im Sediment sowie abflußrelevante Parameter bereitgestellt.
Die Wassererosion ist kein kontinuierlicher Prozess. Sie ist das Ergebnis von Einzelereignissen und der zum Eintrittszeitpunkt herrschenden aktuellen Bedingungen. Aufgrund der Vielzahl zeitlich variierenden Faktoren sind die Ereignisse nicht unmittelbar miteinander vergleichbar. Simuliert wurden deshalb verschiedene Szenarien, die typische Bedingungen innerhalb des Jahres repräsentieren. Ausgewählt wurden die Zustände Mitte Mai und Anfang August, um den üblicherweise ungünstigsten und günstigsten Bodenbedeckungsgrad durch Feldfrüchte im Falle auftretender Starkregen zu repräsentieren.
Die Szenarien decken damit den Bereich zwischen "Worst Case" (ungünstigster Fall) und "Best Case" (günstigster Fall) ab. Ausgangsbasis sind stets hohe bzw. maximale Anfangswassergehalte. Der "Worst Case" unterstellt die Situation, dass auf sämtlichen Ackerflächen Mais bestellt ist und Ende Mai ein Starkregen mit der Wiederkehrswahrscheinlichkeit von 1 % eintritt (einmal in 100 Jahren, Abbildung 1). Der gegenübergestellte "Best Case" unterstellt auf allen Flächen Getreide unter Nutzung konservierender Bodenbearbeitung für den gleichen Regen Anfang August. Als zweiter Modellregen wurde ein Niederschlag hoher Wiederkehrwahrscheinlichkeit ausgewählt, um gegensätzliche Starkregen zu vergleichen (Abbildung 2).

Abbildung 1: Modellregen geringer Jährlichkeit	Abbildung 2: Modellregen hoher Jährlichkeit