Mittlerer jährlicher natürlicher Zwischenabfluss (1991-2020) für Schleswig-Holstein mit einer Auflösung von 100 m x 100 m. Zur Bildung von natürlichem Zwischenabfluss kommt es dort, wo das Sickerwasser vor Erreichen des Grundwasserleiters eine wasserundurchlässige Schicht erreicht, so dass es lateral in der ungesättigten Zone abfließt bis es ein Oberflächengewässer erreicht. Dieser Zwischenabfluss entsteht nur auf Flächen, die nicht künstlich entwässert sind.
Hydrologische Fließwege bilden die kritische Verbindung zwischen der Quelle der P-Mobilisierung und des P-Exports zu den Flüssen. Die Prozesse der P-Mobilisierung auf der Standortskale sind vergleichsweise gut verstanden, jedoch ist die Kenntnis des P-Transportes in Hängen und Einzugsgebieten durch die Komplexität der Transport-Skalen und Fließprozesse begrenzt. In Hängen können große P-Flüsse zum dynamischen P-Export beitragen, da P oft in schnellen Fließwegen transportiert wird, insbesondere in bewaldeten Systemen, wo präferentielle Fließwege häufig auftreten. Ein adäquates Prozesswissen der hanghydrologischen Dynamik ist daher wichtig, um die P-Transport Dynamik zu beurteilen und vorherzusagen. Solche Studien wurden bisher jedoch fast ausschließlich in Einzugsgebieten mit landwirtschaftlicher Nutzung durchgeführt. In dieser experimentellen und modellierungs-basierten Studie über hanghydrologische Prozesse und Phosphortransport werden wir die Auswirkungen der Abflussprozesse auf den P-Transport in bewaldeten Hängen entlang der grundlegenden Hypothesen des SPP untersuchen. Wir werden die Auswirkungen unterschiedlicher Fließwege und Verweilzeiten auf den P Transport und den damit verbundenen hydrologischen Bedingungen untersuchen. Die Hypothese wird getestet, dass die P-Signaturen im Abfluss im Zusammenhang stehen mit den bodenökologischen P-Gradienten und dass die P-Signaturen durch die Verweilzeiten des Wassers im Hang bestimmt werden, die insbesondere durch präferentielle Fließwege bei Niederschlagsereignissen dominiert werden. Diese Hypothesen werden an den vier SPP Standorte im Gebirge mit einem innovativen, kontinuierlichen Monitoring-System für unterirdische Hangabflüsse und P-Transport bei hoher zeitlicher Auflösung untersucht. Event-basierte und kontinuierliche Probenahmen für die verschiedenen P Spezies, stabile Wasserisotope und andere geogene Tracer in Niederschlag, Abfluss und Grundwasser werden es uns ermöglichen, Verweilzeiten von Wasser mit den P-Flüsse und P-Transportprozessen zu verknüpften. Schließlich werden wir ein prozessorientierten hydrologischen Hang-Modell weiterentwickeln um die verschiedenen Fließ-und Transportwege zu simulieren, um die Dynamik von Abfluss und P-Transport zwischen der Hang- und Einzugsgebietsskala zu verknüpfen. Die Modellierung wird sich darauf fokussieren, die Altersverteilung von Wasser und die bevorzugte Fließwege, die durch 'hot spots' bei der Infiltration und P-Mobilisierung entstehen, in bewaldeten Hängen adäquat darzustellen.
Die mittlere jährliche Sickerwasserrate aus dem Boden ist als die Sickerwassermenge definiert, die den Boden unter Berücksichtigung des kapillaren Aufstiegs im langjährigen Mittel abwärts verlässt. Sie wird in mm/a angegeben. Niederschlagswasser, das nach Abzug des Oberflächenabflusses in den Boden infiltriert, steht zuerst für die Wasserversorgung der Vegetation zur Verfügung. Überschreitet der Wassergehalt im Wurzelraum die Feldkapazität, bewegt sich das infiltrierte Wasser der Schwerkraft folgend nach unten und verlässt den Wurzelraum. Dieses Sickerwasser wird sich zum Grundwasserspiegel bewegen und zur Grundwasserneubildung beitragen oder zum Teil auch lateral als Zwischenabfluss abfliessen. Neben der quantitativen Bedeutung der Sickerwasserrate aus dem Boden für die Grundwasserneubildung, und damit für die Trinkwasserversorgung aus dem Grundwasser, bestimmt das Sickerwasser in entscheidender Weise auch die Verlagerung und Auswaschung von Nähr- und Schadstoffen aus dem Boden ins Grundwasser und in Oberflächengewässer. Insbesondere für qualitative Aspekte des Gewässerschutzes ist die Sickerwasserrate deshalb eine entscheidende Eingangsgröße. Die Sickerwasserrate aus dem Boden ergibt sich aus der Differenz von Niederschlag minus Verdunstung und Oberflächenabfluss und wurde mit dem neuen TUB-BGR-Verfahren (WESSOLEK et al., 2003) landnutzungsabhängig (Acker, Grünland, Wald) berechnet. Die Version 1.0 mit einer Rasterweite von 250 Metern basiert auf den topographischen Grundlagen des Digitalen Landschaftsmodells 1:1.000.000 (DLM 1000) des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie.
Im Rahmen des Projekts werden drei Bodenbearbeitungsverfahren (Mulchsaat, Direktsaat, konventionelle Bestellung mit Pflugeinsatz) vor dem Hintergrund von zwei regionaltypischen Anbaufolgen hinsichtlich der Pflanzenschutzmittel- und Stoffabtraege (Stickstoff und Phosphat) durch Oberflaechen- und Zwischenabfluss untersucht. Die zentralen Versuchsfragen sind 1) Welche PSM- und Naehrstoffmengen werden von einem Acker in hangigem Gelaende bei konventioneller Bestelltechnik im Vergleich zur konservierenden Bodenbearbeitung bei einer regionaltypischen Anbaufolge abgeschwemmt bzw. mit dem Boden verlagert? 2) Welche PSM- und Naehrstoffkonzentrationen treten dabei auf? 3) Wieviel Boden wird bei dieser Anbaufolge bei verschiedenen Bestelltechniken abgetragen? 4) Wieviel Wasser fliesst an der Oberflaeche ab? 5) Welche PSM- und Naehrstoffmengen werden dabei mit dem Zwischenabfluss verlagert? Welche Konzentrationen treten auf? 6) Wie veraendern sich die Ertraege von Mais, Koernerraps, Winterweizen und Wintergerste bei der Einfuehrung von Mulch- oder Direktsaat an einem erosionsanfaelligen Hangstandort?
Verminderung der Belastung von Oberflaechengewaessern durch Anlage von Grasfilterstreifen an haengigen Ackerstandorten. Retention von Abfluss, Sediment, Naehrstoffen und Herbiziden. Messung der Stoffkonzentrationen im Zwischenabfluss, Oberflaechenabfluss und Sediment, Untersuchungen zur Erosionsdynamik. Teilprojekte: Pflanzenschutzmittel (PSM) und Naehrstoffe (N, P) in Oberflaechen- und Zwischenabfluss einer NRW-typischen Fruchtfolge sowie Retentionswirkungen von Filterstreifen (Bruemmer mit Klein). Bodenerosionsdynamik in einer typischen Fruchtfolge sowie Wirkung von Filterstreifen auf Abfluss und Feststoffaustrag (Skowronek mit Schmelmer).
Das Vorkommen von Pflanzenschutzmitteln in Oberflaechengewaessern wird am Beispiel der Rems untersucht (Ausmass, zeitliche Verteilung). In Modell-Feldversuchen wird die Rolle des Oberflaechenabflusses und des Zwischenabflusses untersucht. Ziel ist die Erarbeitung wirksamer Vermeidungsstrategien.
Im Rahmen des Forschungsverbundes Agraroekosysteme Muenchen (FAM) wird untersucht, inwieweit sich unterschiedlich intensive Nutzungen und landschaftsgestaltende Massnahmen auf den oberirdischen und unterirdischen lateralen Wasser- und Stoffabfluss sowie den Stoffhaushalt von kleinen Oberflaechengewaessern auswirken. Zur Klaerung dieser Frage wurden die Oberflaechengewaesser und Draenagen innerhalb des 143 ha grossen landwirtschaftlichen Versuchsguts Scheyern quantitativ und qualitativ beprobt. Diffuse Abfluesse wurden indirekt ueber die Wasser- und Stoffbilanzierung der Baeche und Teichketten erfasst. Unter Beruecksichtigung des Stoffinputs laesst sich somit der Wasser- und Stoffumsatz der Bodenzone sowie der Oberflaechengewaesser beschreiben. Flaechenstillegungen und eine verringerte und gezielte Duengung liessen den Nitrataustrag um 30 Prozent zurueckgehen. Der Eintrag an partikulaerem Phosphat in die Oberflaechengewaesser ging nahezu auf Null zurueck. Ackerbauliche Massnahmen (z.B. Ausbringen einer Zwischensaat) sowie das Anlegen von Ufergruenstreifen verhinderten die Abschwemmung von Oberboden in die Gewaesser.
Download des Datenbestands aus dem Wasserhaushaltsmodell mGROWA (Forschungszentrum Jülich im Auftrag des LANUK) als Referenzdatensatz für das Bundesland Nordrhein-Westfalen im 100 x 100 m-Raster. Hier: Abflusskomponente Sickerwasserrate in Form der Jahressummen 1961-2022 in mm als ASCII-Grid. Stand der Modelldaten: 04/2023, Landnutzungsdaten: Stand 2017. Detaillierte Beschreibung des mGROWA-Modells und der genutzten Eingangsdaten, siehe: LANUK-Fachbericht 110, Teilbericht IIa, link: https://www.lanuk.nrw.de/fileadmin/lanuvpubl/3_fachberichte/30110b.pdf
Download des Datenbestands aus dem Wasserhaushaltsmodell mGROWA (Forschungszentrum Jülich im Auftrag des LANUK) als Referenzdatensatz für das Bundesland Nordrhein-Westfalen im 100 x 100 m-Raster. Hier: Abflusskomponente urbaner Direktabfluss in Form der Jahressummen 1961-2022 in mm als ASCII-Grid. Stand der Modelldaten: 04/2023, Landnutzungsdaten: Stand 2017. Detaillierte Beschreibung des mGROWA-Modells und der genutzten Eingangsdaten, siehe: LANUK-Fachbericht 110, Teilbericht IIa, link: https://www.lanuk.nrw.de/fileadmin/lanuvpubl/3_fachberichte/30110b.pdf
Download des Datenbestands aus dem Wasserhaushaltsmodell mGROWA (Forschungszentrum Jülich im Auftrag des LANUK) als Referenzdatensatz für das Bundesland Nordrhein-Westfalen im 100 x 100 m-Raster. Hier: Abflusskomponente Grundwasserneubildung in Form der Jahressummen 1961-2022 in mm als ASCII-Grid. Stand der Modelldaten: 04/2023, Landnutzungsdaten: Stand 2017. Detaillierte Beschreibung des mGROWA-Modells und der genutzten Eingangsdaten, siehe: LANUK-Fachbericht 110, Teilbericht IIa, link: https://www.lanuk.nrw.de/fileadmin/lanuvpubl/3_fachberichte/30110b.pdf
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