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TP 4.1: Diffuse Stoffausträge und Gesamtfrachten

Im Teilprojekt 4.1 erfolgt eine Simulation der Stickstoff- und Phosphorfrachten unter Berücksichtigung der Eintragspfade aus Punktquellen und diffusen Quellen. Dabei werden mögliche Auswirkungen des Klimawandels auf den Stoffhaushalt für verschiedene Naturräume Niedersachsens abgeschätzt. Für Gebiete, deren Stoffaustrag sich durch den prognostizierten Klimawandel ändern könnte, werden Anpassungsmöglichkeiten untersucht.

Zunächst wurden Eingangsdaten beobachteter Wasserqualitätsparameter statistisch analysiert und aufbereitet. Auffällig ist insbesondere der sprunghafte Rückgang der Belastung mit Phosphat am Anfang der 1990-er Jahre, was v.a. auf abwassertechnische Investitionen in den östlichen Bundesländern zurückzuführen ist. Die Aller entspringt in Sachsen-Anhalt, die Leine in Thüringen.

Für ausgewählte Flusseinzugsgebiete in verschiedenen Naturräumen Niedersachsens wurden Wasser- und Stoffhaushaltsmodelle in hoher Auflösung (Teileinzugsgebiete von etwa 10 km²) entsprechend den Anforderungen der EU- Wasserrahmenrichtlinie erstellt (Abb. 1).

Abbildung 1: Teileinzugsgebiete in verschiedenen Naturräumen Niedersachsens

Für den Stoffhaushalt hat die Landnutzung, insbesondere die Feldbewirtschaftung eine große Bedeutung. Flächenanteile der Feldfrüchte liegen in einem Vierjahres-Intervall auf Ebene der Gemeinden für den Zeitraum von 1979 bis 2007 vor. Angaben zu wichtigen Fruchtfolgen wurden durch KLIFF FT 3 bereitgestellt. Daraus wurde eine naturraumtypische Landnutzungs-Historie für die betrachteten Flussgebiete erzeugt. Die Feldfruchtverteilungen einzelner Teilgebiete in den Naturräumen des Aller-Leine Einzugsgebietes zeigen deutliche Unterschiede im Vergleich zum Gesamtgebiet, während bei Teilgebieten gleicher Naturräume Ähnlichkeiten zu erkennen sind (Abb. 2).

Abbildung 2: Anteile der wichtigsten Feldfrüchte im Aller-Leine-Flusseinzugsgebiet (oben) und Teilgebieten verschiedener Naturräume

Derzeit erfolgt die Kalibrierung und Validierung des Wasser- und Stoffhaushaltsmodells unter Berücksichtigung der Landnutzungs-Historie. Die Kalibrierung des Wasserhaushalts wird mit einem Zeitschritt von 1 Tag unter Verwendung interpolierter Klimabeobachtungsdaten realisiert, während der Stoffaustrag für Jahreszeiten simuliert wird. Im weiteren Verlauf des Projektes werden die Kontrollläufe und die Zukunftsszenarien der Klimaprojektionen simuliert. Für die Simulation der Änderung des Austrags von Nährstoffen infolge des Klimawandels wird insbesondere auch der Einfluss einer steigenden Temperatur und Strahlung betrachtet. Besonderes Augenmerk wird bei den Untersuchungen auf die Trennung der Auswirkungen von Landnutzungsänderungen und Klimaänderungen gelegt.

 

Leitung: Prof. Dr.-Ing. U. Haberlandt
Bearbeiter: Dr. Ing. J. Dietrich, Dipl. Ing. Florian Krause
Institut für Wasserwirtschaft, Hydrologie und landwirtschaftlichen Wasserbau
Leibniz Universität Hannover

KLIFWA/TP 4.1