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Entwicklung und Anwendung des Modells J2000-S zur Unterstützung des Einzugsgebietsmanagements in Thüringen im Rahmen der EU-WRRL M. Fink, P. Krause, U.

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Präsentation zum Thema: "Entwicklung und Anwendung des Modells J2000-S zur Unterstützung des Einzugsgebietsmanagements in Thüringen im Rahmen der EU-WRRL M. Fink, P. Krause, U."—  Präsentation transkript:

1 Entwicklung und Anwendung des Modells J2000-S zur Unterstützung des Einzugsgebietsmanagements in Thüringen im Rahmen der EU-WRRL M. Fink, P. Krause, U. Bende-Michl, S. Kralisch & W.-A. Flügel Institut für Geographie Lehrstuhl für Geoinformatik, Geohydrologie und Modellierung Friedrich-Schiller Universität Jena, Löbdergraben 32, D Jena

2 Einführung Die Forderung der EU-WRRL nach einem guten Zustand der Gewässer wird häufig durch überschreiten der Wasserqualitätskriterien nicht erfüllt. Stickstoff aus diffusen Quellen stellt oft ein Problem dar. Stofftransportmodelle können zur Analyse und Prognose der Stofftransportprozesse in der Landschaft herangezogen werden. Diese Modelle müssen in der Lage sein anhand von vorhanden Daten auch größeren Gebiete zu simulieren. Maßnahmen zur Reduktion der Stickstoffeinträge in Gewässer finden auf einzelnen Flächen statt. Zur bearbeitung dieses Themas werden Projekte in Zusammenarbeit mit der Thüringer Landesanstalt für Umwelt und Geologie und der Thüringer Fernwasserversorgung durchgeführt. Ziel ist die Entwicklung eines geeigneten Modells das Thüringenweit anwendbar sein soll.

3 Verortete HRUs J2000/JAMS Unverortete HRUs als Anteile von Teileinzugsgebieten Implementation von flächendistributiv simulierenden Stickstoffprozess-Komponenten Einführung SWAT

4 Thüringer Wald Ilm-Saale Ohrdrufter Muschelkalkplatte Innerthüringer Ackerland Ae: 850 km² Thüringer Wald H: 600 – 983 m N: 1300 mm V: 400 mm Q: 900 mm Qq: 0.69 Muschelkalkplatte H: 300 – 600 m N: 800 mm V: 460 mm Q: 340 mm Qq: 0.34 Innterth. Ackerland H: 200 – 300 m N: 635 mm V: 540 mm Q: 90 mm Qq: 0.15 Testgebiete: Obere Gera

5 SWAT Anwendung Gera R eff = 0.59; lnR eff = 0.13

6 SWAT Anwendung Gera R 2 = 0.29 Stoffhaushaltsmodellierung mehrjähriger Durchschnitt des Nitratgehaltes: Gemessen 22,1 mg/l Modelliert 23,1 mg/l kgN/a aus Punktquellen

7 SWAT Anwendung Gera

8 Hydrologisches Modell – J2000 Eingangsdaten: P, T, … ET InterzeptionSchnee Bodenwasser Grundwasser Obere Zone Untere Zone Zusatzdaten: Strahlung … Abfluss Oberflächen- abfluss Interflow 1 Interflow 2 Basisabfluss InfiltrationDPS MPSLPS MPSLPS MPSLPS HRU 1 HRU 4 HRU 2 HRU 3 HRU 5 HRU 6 Reach 1Reach 3 Reach 2

9 J2000 Anwendung Gera obs. runoff sim. Runoff R eff = 0.74; lnR eff = 0.75

10 Stofftransportmodell J2000-S Prozessalgorithmen aus: Flächenspezifischer Stickstoffaustrag Wasserhaushalt Aus J2000 Temperaturhaushalt Aus SWAT Stickstoffhaushalt Aus SWAT Pflanzenwachstum & Management Aus SWAT

11 Testgebiete: Weida Talsperre Zeulenroda Talsperre Weida Einzuggebiet 163,3 km²Einzuggebiet 163,3 km² 690 mm Niederschlag, 7 °C mittlere Jahrestemperatur690 mm Niederschlag, 7 °C mittlere Jahrestemperatur Schiefer und EruptivgesteineSchiefer und Eruptivgesteine Ranker, Braunerden, Parabraunerden und Auenböden (Vegen)Ranker, Braunerden, Parabraunerden und Auenböden (Vegen) Interflow dominiertInterflow dominiert 66 % landwirtschaftliche Nutzung66 % landwirtschaftliche Nutzung

12 Für 8000 Einwohner kg/a Abweichung von 3.8 % für 1999 Abweichung von 14.5 % für 2000 Modellierungsergebnise J2000-S R 2 = 0.62 R 2 = 0.49

13 Modellierungsergebnise J2000-S

14 Datengrundlage für Thüringen Landnutzung Hydrogeologie BödenRelief

15 Zusammenfassung und Ausblick Mit dem hier vorgestellten Modell ist es möglich, die Arbeiten im Rahmen der WRRL in folgenden Punkten zu unterstützen: Flächenspezifische Aussagen zu treffen Hot Spots zu identifizieren Managementalternativen darzustellen Weitere Entwicklungen werden durchgeführt: Gewässergütemodell Erosions- und Phosphatmodell


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