Was sollte die zukünftige Wasserbewirtschaftung im Spreewald berücksichtigen? gefördert vom

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1 Innovationsnetzwerk Klimaanpassung Brandenburg Berlin Was sollte die zukünftige Wasserbewirtschaftung im Spreewald berücksichtigen? Marcus Fahle Ute Appel Ottfried Dietrich Institut für Landschaftswasserhaushalt ZALF Müncheberg gefördert vom

2 Einleitung Was für wasserwirtschaftliche Probleme existieren im Spreewald? Auftreten t von phasenweisen Vernässungen bzw. Trockenheit, die zukünftig in ihrer Häufigkeit zunehmen könnten Gewährleistung von Wasserzufuhr für Unterlieger vor allem in Trockenzeiten Torfdegradierung durch zu geringe Grundwasserstände Geringe Fließgeschwindigkeiten in den Gräben und Fließen Was kennzeichnet die derzeitige Wasserbewirtschaftung? Wasserbewirtschaftung im Spreewald ist durch ein komplexes System von Fließen charakterisiert, das den Wasserhaushalt stark beeinflusst Einstellung eines Sommer sowie eines Winterstaus durch den Staubeirat (= Gremium aus [Wasser ]Behörden und Anliegern) Konzentration auf Gewässer 1. Ordnung Seite 1

3 Einleitung Welche Möglichkeiten bestehen, die Probleme künftig zu mindern? Anpassung der großräumigen Speicherbewirtschaftung Änderung der Bewirtschaftung im Spreewald Flexible, witterungsangepasste g Steuerung Stärkere Berücksichtigung Gebiete geringerer Ordnung Voraussetzung hierfür sind (u.a.): Automatische Erfassung und Übertragung von Messdaten => Verbesserung der Grundlage der Bewirtschaftung Durchführung von Experimenten => Analyse relevanter Prozesse => Erkenntnisse beispielsweise zum Wasserverbrauch und rückhaltepotential Verwendung von Modellen zur Nachbildung der Systeme =>Vorhersage desverhaltens Seite 2

4 INKA BB Teilprojekt 20 Einleitung Instrumentarien t und Strategien t für die nachhaltige Wasserbewirtschaftung in großen Feuchtgebieten Ziele Erarbeitung von Grundlagen für die zukünftige wasserwirtschaftliche Regulierung durch Beleuchtung derhydrologischen Zusammenhänge => Untersuchungen verschiedener Steuerungsoptionen mit 4 Lysimetern => Umfangreiches Messnetz zur Analyse eines Grabensystems Aufzeigen der Potentiale einer flexibleren Steuerung => Gezielte Anpassung von Grundwasserständen in den Lysimetern an aktuelle Umweltbedinungen => Flexible Bewirtschaftung eines Grabensystems Seite 3

5 Teil I: Lysimeter Lysimeterstation in der Stauabsenkung Nord Biosphärenreservat Spreewald Lübben Lübbenau UTpo Burg Stauabsenkung Nord Meter Legende Wald Acker Gü Grünland Intensivgrünland Gewässer Siedlung Offenland Seite 4

6 ET a P < 1m 2 > Teil I: Lysimeter Logger Wetterstation und hydrologischer Referenz- messplatz P Tensio- meter, FDR- Sonden, PT 100 Log gger Tensiometer, FDR-Sonden, PT 100 in drei Tiefen Referenzpegel Präzisionswägezellen F G F G = ds Q ab Q zu Bodenmonolith, ungestört Versorgungs- Ausgleichsgefäß entnommen brunnen Seite 5

7 Teil I: Lysimeter Seite 6

8 Teil I: Lysimeter Steuerung der Grundwasserstände in der Vegetationsperiode Nasse Variante Referenzvariante Status Quo Variante cm u. F Trockene Variante Seite 7

9 Wasserhaushalt Juni Teil I: Lysimeter mm m/monat 50 0 Lysimeter im Mai 2010 Lysi 1 Lysi 2 Lysi 3 Lysi 4 Niederschlag P Speicheränderung ds Fluss Q Eta 50 Referenzvariante 100 Status Quo Nasse Variante Trockene Variante Seite 8 150

10 Teil I: Lysimeter Schlussfolgerungen aus den Untersuchungen im Jahr 2010 Der Wasserhaushalt h unterscheidet hid sich ihdeutlich hbi bei unterschiedlichen h Wassermanagementoptionen Änderung der Pflanzengesellschaft auf unterschiedliche Wasserstandsverläufe Flächen mit hohen Grundwasserständen verbrauchen nicht unbedingt die größte Wassermenge in Trockenphasen => Allerdings Ertragseinbußen Die Variante mit dem höchsten landwirtschaftlichen Ertrag verbrauchte das größte Wasservolumen in der Trockenphase Weitere Untersuchungen 2011: Bestätigung der Ergebnisse für Trockenphasen Zukünftig: Umsetzung einer Steuerung, die auf Wetterlage reagiert Seite 9

11 Südpolder, Teilbereiche Q und R Teil II: Grabensysteme => Aufbau eines Messnetzes zur Prozessanalyse und als Grundlage der Bewirtschaftung Seite 10

12 Hydrologisches Messnetz Teil II: Grabensysteme Seite 11

13 Teil II: Grabensysteme Interaktion zwischen Gräben und Grundwasserständen Niederschlag in [mm] => Bislang nur Auswirkung von Niederschlag und Verdunstung erfasst Seite 12

14 Teil II: Grabensysteme Interaktion zwischen Gräben und Grundwasserständen GOK => Bislang nur Auswirkung von Niederschlag und Verdunstung erfasst Seite 13

15 Zusammenfassung Für die zukünftige Wasserbewirtschaftung bedarf es detaillierten Wissens über hydrologische Zusammenhänge zeitnaher und zeitlich hoch aufgelöster Messungen als Grundlage für eine flexible, angepasstesteuerung der Möglichkeit Regulierungsmaßnahmen schnell umsetzen zu können der Findung von Kompromissen zwischen den Zielgrößen Bodenschutz, Gewässerschutz, Wasserversorgung der Unterlieger sowie Ertragssicherung in der Landwirtschaft Weiterhin Dialog aller Beteiligten notwendig Erhöhter Kostenaufwand möglich Seite 14

16 Teil II: Grabensysteme Interaktion zwischen Gräben und Grundwasserständen Niederschlag in [mm] GOK GW1 GW3 => Bislang nur Auswirkung von Niederschlag und Verdunstung erfasst GW Seite 15

17 Basismessnetz (Datengrundlage fürspätere Steuerung) Teil II: Grabensysteme 15 Pegel mit automatischer Datenregistrierung und Datenfernübertragung ManuelleAblesung von weiteren Pegeln und Durchflussmessungen Wetterdaten der Wetterstation der Stauabsenkung Nord Temporäres Messnetz (Erlangung von Prozessverständnis) Zur Überprüfung des Einflussbereiches von Schöpfwerken Zur Analyse von gezielten Steuerungsänderungen (Reaktionszeiten, Fließverhältnisse) mit Hilfe verdichteten Messnetzes Seite 16

18 Teil II: Grabensysteme Informationssystem Sammlungder gemessenen Werte in einer Datenbank Veranschaulichung der geprüften Messwerte im HTML Format => Darstellung der Messwerte der letzten 30 Tage auf der INKA BB Website Informationssystem am Beispiel von Grundwasserpegel GW Seite 17

19 Teil I: Lysimeter Wetter in der Vegetationsperiode Seite 18

20 Teil II: Grabensysteme Bisherige Arbeiten Aufbau eines Messnetzes sowie eines Informationssystems t zur zeitnahen Erfassung und Bereitstellung von Daten Benachbarte Grundwasser und Grabenstände zeigen zeitlich ähnliche Verläufe, reagieren jedoch z.b. unterschiedlich stark auf Niederschlagsereignisse Anstehende Arbeiten Messungen in den temporären Netzwerken zur Gewinnung von Prozessverständnis Datenauswertung und Optimierung des Messnetzes mittels statistischer Verfahren Aufbau eines Modells des Grabensystems Seite 19