Sickerwasserprognose für die Wasserschutzversuche und weitere Standorte (Boden-Dauerbeobachtung)

Mit Hilfe der Sickerwasserprognose können Praktiker*innen abschätzen, wann in ihrer Region mit Sickerwasser zu rechnen ist und wann somit die N_min-Probenahme im Herbst zeitlich sinnvoll terminiert werden kann.

Die Ergebnisse dieser Berechnungen werden – je nach Witterungsverlauf – in der Regel etwa ab September eines jeden Jahres auf dieser Seite veröffentlicht und regelmäßig aktualisiert (s. PDF-Downloads unten).

Die Grundlage für die Berechnungen bildet das Bodenwasserhaushaltsmodell BOWAB (BOdenWAsserBilanzierung), welches vom Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG) entwickelt wurde (s. Müller et. al. 2012 ¹).
BOWAB ermöglicht eine tagesaktuelle Modellierung des Bodenwasserhaushaltes für eine Gesamtbezugstiefe von 9 dm. Auf diese Tiefe beziehen sich die zugehörigen Kennwerte (Feldkapazität) sowie sämtliche Aussagen zur Sickerwasserbildung bzw. Sickerwassermenge.

Die Lage der o.g. Versuchsstandorte geht aus der nachfolgenden Übersichtskarte hervor. In der Karte sind ergänzend die Bodenklimaräume (BKR) Niedersachsens dargestellt.

Neben dem Termin des Sickerwasserbeginns im Herbst ist der Bodenwasserhaushalt generell für die Bewirtschaftung des Bodens relevant. So werden die Parameter Wachstum, Qualitäts- und Ertragsbildung, Stickstoffmineralisation, Düngewirkung und Nährstoffverfügbarkeit, Auswaschungsgefährdung löslicher Stoffe, aber auch Bearbeitbarkeit und Befahrbarkeit des Bodens jeweils durch die aktuelle Bodenfeuchte gesteuert (Müller et al. 2012 ¹).

Mit dem Modell BOWAB können mithilfe weniger Eingangsparameter folgende Größen tagesaktuell ermittelt werden:

• Bodenwassergehalt (im Boden gespeichertes Wasser und pflanzenverfügbares Wasser),
• Wassergehalt in % der Feldkapazität,
• fehlende Wassermenge bis Feldkapazität (ab hier Beginn der Sickerwasserspende und Terminierung der N_min-Probenahme) sowie
• die tägliche Sickerwasserrate, anhand derer die Verlagerungstiefe von Nährstoffen abgeschätzt werden kann.

Alternativ kann auch eine Beregnungsempfehlung (Zeitpunkt und Menge) angegeben werden.

Welche Eingangsparameter werden für die Berechnungen benötigt?

• Position des Standortes (Hochwert – Rechtswert)
• Bodendaten (Horizontierung, Bodenart, Lagerungsdichte, Skelettanteil, Humusgehalt)
• Fruchtfolge (Aussaat- und Erntedaten)
• Angaben zum Bodenwassergehalt an Tag X (Startwassergehalt; Wassergehalt oder Trockenmasse in Gew.-%)
• ggf. Angaben zur Beregnungsmenge
• ggf. Niederschlagsdaten
• ggf. Entwicklung der angebauten Kultur (EC)

Die Eingangsparameter können standortspezifisch manuell erfasst werden oder zum Teil aus dem NIBIS® Kartenserver (Bodeninformationen) bzw. ISIP (Wetterdaten) übertragen werden. Kann kein Wassergehalt angegeben werden, geht das Modell als Startwert von einer Sättigung am 01. März aus (Müller et al. 2012 ¹).  Je mehr Daten vorhanden sind, desto genauer kann die Berechnung des Modelles erfolgen.

In den extremen Trockenjahren 2018 und 2019 ist BOWAB an Standorten mit schweren Böden an seine Validierungsgrenzen gestoßen. Es wurde eine tiefreichende Austrocknung der Böden beobachtet, die im Modell nicht vollständig nachgestellt wurde. Dadurch wurde in Einzelfällen ein zu früher Beginn der Sickerwasserbildung prognostiziert. Die gewonnenen Daten aus den beiden Jahren werden derzeit zur Verbesserung des Modells genutzt. 

Zu finden ist BOWAB im NIBIS® Kartenserver (https://nibis.lbeg.de/cardomap3/) unter „Fachanwendungen“ - „Bodenwasserhaushalt“.

Literaturquelle:

¹)    Müller, U., Engel, N., Heidt, L., Schäfer, W., Kunkel, R., Wendland, F., Röhm, H. & Elbracht, J. (2012): Klimawandel und Bodenwasserhaushalt - GeoBerichte 20; Hannover (LBEG)