Berechnung des potenziellen Beregnungsbedarfs aus Standortdaten. Dr. Udo Müller, LBEG

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Busso Bachmeier
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1 Berechnung des potenziellen Beregnungsbedarfs aus Standortdaten Dr. Udo Müller, LBEG

2 Gliederung 1. Relevanz 2. Grundlagen und Methoden 3. Datenbedarf 4. Beispiele 5. Beregnungssteuerung 6. Methodenerweiterungen / Methodenanpassungen

3 1. Relevanz 1. Klimawandel 2

4 Beregnungsfläche in Deutschland Bundesland LF (ha) BRF (ha) BRF (% der LF) Niedersachsen ,5 Hessen ,6 Rheinland-Pfalz ,5 Bayern ,0 Nordrhein-Westfalen ,1 Brandenburg* ,9 Baden-Württemberg ,6 Mecklenburg-Vorpommern ,5 Sachsen-Anhalt* ,7 Sachsen* ,6 Deutschland ,3 Quelle: vti Quelle: Fricke 2010 Stand: Klimawandel 1

5 2. Grundlagen und Methoden

6 Potenzielle Beregnungsbedürftigkeit Eingangsdaten Zusammenstellung nach EHLERS 1996

7 Potenzielle Beregnungsbedürftigkeit Modellbeschreibung Fruchtspezifische Beregnungsmenge Mittlere Beregnungsmenge Empirisch ermittelte Daten zum Beregnungsbedarf sind die Grundlage des Modells von Renger & Strebel (1982)

8 Beregnungsversuche der LWK

9 Potenzielle Beregnungsbedürftigkeit Modellbeschreibung Die von Renger & Strebel empirisch ermittelten Daten sind in Kurven umgesetzt worden. Diese Kurven sind bereits vom LBEG an Klimawandelbedingungen angepasst worden. KWBb [mm/v] Wpfl 50 Wpfl 65 Wpfl 85 Wpfl 100 Wpfl 125 Wpfl 150 Wpfl 175 Wpfl 200 Wpfl 240 Aus den Kurven können Tabellen abgeleitet werden, die eine einfache und unkomplizierte Berechnung der potenziellen Beregnungsbedürftigkeit ermöglichen

10 3. Datenbedarf

000 Bodendaten: BÜK50 oder Bodenschätzung

11 Potenzielle Beregnungsbedürftigkeit Eingangsdaten Bodenübersichtskarte 1: Bodendaten: BÜK50 oder Bodenschätzung Klimadaten: Klimastationen oder regionalisierte Klimakarten

12 Potenzielle Beregnungsbedürftigkeit Eingangsdaten Bodendaten Klimadaten nfkwe/wpfl + KWBv Pflanzenverfügbares Bodenwasser Klimatische Wasserbilanz der Vegetationsperiode

13 Bodendaten der Bodenschätzung ls4d S,l3 S,l2 Übersetzung in die aktuelle bodenkundliche Nomenklatur Ableitung der Kennwerte (FK, nfk, PWP) für die einzelnen Schichten

14 Potenzielle Beregnungsbedürftigkeit Eingangsdaten Ableiten der nfk-werte für Acker aus den Klassenzeichen der Bodenschätzung n. Vorderbrügge et al. 2004

15 Regionalisierung über nfk bis 60 cm 66 mm 90 mm 59 mm 75 mm 78 mm 89 mm 82 mm 80 mm 68 mm 80 mm 60 mm 78 mm 58 mm 40 mm 79 mm Zuordnung zur nächstgelegenen Wetterstation

16 4. Beispiele mittlerer Beregnungsbedarf

Mittlerer Beregnungsbedarf Ergebnisse 1961-1990

17 Mittlerer Beregnungsbedarf Ergebnisse WETTREG2010, Szenario A1b_1-10, Mittelwert aller 10 Rechenläufe

18 Mittlerer Beregnungsbedarf Ergebnisse WETTREG2010, Szenario A1b_1-10, Mittelwert aller 10 Rechenläufe

19 Mittlerer Beregnungsbedarf Ergebnisse WETTREG2010, Szenario A1b_1-10, Mittelwert aller 10 Rechenläufe

Mittlerer Beregnungsbedarf Zunahme 1961-1990 bis 2011-2040

20 Mittlerer Beregnungsbedarf Zunahme bis WETTREG2010, Szenario A1b_1-10, Mittelwert aller 10 Rechenläufe

21 Mittlerer Beregnungsbedarf Ergebnisse KLIMZUG-Nord Datengrundlage: CLINT-Regionalisierung, Mittelwert aus A1B_1 bis A1B_10

22 Bilanzierung des Beregnungsbedarf Grundwasserkörper Grundwasserkörper Leine Lockergestein rechts

23 5. Beregnungssteuerung 1. Klimawandel 2

Bodenwasserhaushaltsmodell BOWAB Speicherzellenmodell Berechnung auf täglicher Basis Bodenwasservorrat Sickerwasserrate Wasserbewegung zwischen den

24 Bodenwasserhaushaltsmodell BOWAB Speicherzellenmodell Berechnung auf täglicher Basis Bodenwasservorrat Sickerwasserrate Wasserbewegung zwischen den Bodenschichten wird erfasst Bilanzierung des Bodenwasserhaushalts Quelle: N. Engel (LBEG) Teilnahme am Versuch der LWK Niedersachsen 1. Klimawandel 2

25 Bodenwasserhaushaltsmodell BOWAB - Eingangsdaten Wenige, leicht verfügbare Eingangsdaten: Bewirtschaftungsdaten (Aussaat, voraussichtl.ernte, Fruchtart, EC Stadium) Wetterdaten Bodendaten aus Bodenschätzung ableitbar 1. Klimawandel 2

26 % nfk Bodenwasserhaushaltsmodell BOWAB - Beregnungssteuerung Beregnung Bilanzierung des Wassergehalts Grenzwassergehalt: 30 50% nfk Bei Unterschreitung: Beregnungsempfehlung Beregnungsgaben: je mm/a Zeit 1. Klimawandel 2

27 6. Beregnungsbedarf Methodenerweiterung / Methodenanpassung 1. Anpassung und Abgleich von Methoden (DWA Merkblatt) 2. Prüfen neue Fruchtarten 3. Sonderfälle (z.b. Tiefumbruchböden) überprüfen

28 Beregnungsbedarf Methode ZALF (Winterweizen) Berechnungsformeln: ZWB FA KWB ZWB FA FA, Tab KWB KWB FA, Potsdam FA KWB R CO2 FA, Planungsor t, Planungszeitraum Beispielsrechnung für den fruchtartspezifischen Wasserbedarf Planungsregion: Potsdam Planungszeitraum: 2025 (R CO2 = -10mm) Bodenwasserbereitstellungsgruppe: mittel ZWB Betrieb FAi FAn FAi FA1 ZWB FAi AA FAi /100 Fruchtart 1: Winterweizen (WW), Hauptberegnungsperiode: Mai - Juni KWB WW,Potsdam = (-42,5) + (-40,8 = -83,3 mm KWB WW,Potsdam,2025 = (-40,9)+(-51,2) = -92,1 mm ΔKWB WW = +8,8 mm ZWB WW = 60 mm + 8,8 mm 10 mm = 58,8 mm (für Durchschnittsjahre) ZWB WW = 110 mm + 8,8 mm 10 mm = 108,8 mm (für mittlere Trockenjahre) ZWB FA ZWB Betrieb ZWB FA,Tab ΔKWB FA R CO2 KWB FA,Potsdam = Zusatzwasserbedarf der jeweiligen Fruchtart = Zusatzwasserbedarf für einen Betrieb =Basiswerte (Bodenwasserbereitstellungsgruppen) = Korrekturwert Fruchtart- und standortspezifische Klimatische Wasserbilanz für den gewünschten Planungszeitraum = Reduktionswert = fruchtartspezifische Hauptberegnungsperiode sowie monatliche Referenzwerte für die Klimatische Wasserbilanz am Referenzstandort Potsdam Entwurf Wenkel 2011

29 Beregnungsbedarf Vergleich LBEG und ZALF

30 Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit Weitere Informationen unter

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