Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Grundwasserspiegelabsenkung am Beispiel des Ogallala Aquifer Grundwasserspiegelabsenkung am Beispiel des Ogallala Aquifer Referenten: Markus Gröne & Markus.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Grundwasserspiegelabsenkung am Beispiel des Ogallala Aquifer Grundwasserspiegelabsenkung am Beispiel des Ogallala Aquifer Referenten: Markus Gröne & Markus."—  Präsentation transkript:

1 Grundwasserspiegelabsenkung am Beispiel des Ogallala Aquifer Grundwasserspiegelabsenkung am Beispiel des Ogallala Aquifer Referenten: Markus Gröne & Markus Lotze Fachgebiet Geohydraulik und Ingenieurhydrologie Fachbereich Bauingenieur- und Umweltingenieurwesen o. Prof. Dr. rer. nat. Manfred Koch 1

2 Gliederung 1) 1) Ogallala Aquifer 2) 2) Bildung Aufbau des Aquifers 3) 3) Ergiebigkeitsproblematik (Yield) 4) 4) Entwicklung der landwirtschaftlichen Nutzung 5) 5) Nutzung und Übernutzung 6) 6) Ausblick 2

3 Ogallala Aquifer 3 High Plains Ogallala Aquifer

4 Die Great Plains erstrecken sich von Saskatchewan in Kanada bis Texas und von den Rocky Mountains bis zum MississippiGreat PlainsSaskatchewanRocky MountainsMississippi Ogallala Aquifer benannt nach einem Ort in Nebraska durch Hydrologe Nelson Horatio Darton im Jahr 1899Ogallala Aquifer Ogallala Aquifer erstreckt sich über 8 Bundesstaaten und hat eine Fläche von km² Fällt auf Grund der Gebirgsbildung der Rocky Mountains von m Höhe im Westen bis auf 300 m im Osten ab 1/3 des zur Bewässerung in den USA genutzten Wassers aus dem Ogallala Speicher 4

5 Ogallala Aquifer Klimaverhältnisse bilden in den östlichen Bereichen die Voraussetzung für mineralstoffhaltige, humusreiche Schwarzerden, die sog. MollisoleMollisole Richtung Rocky Mountains eher kalkhaltige, aber sehr ertragreiche Kastanozem-Böden dominieren Kastanozem Pedocals: Pedalfers: schwarzerdeartige Böden mit Kalkausscheidung im Unterboden parabraunerdeartige Böden, Färbung durch Al- und Fe-Ionen Zur charakteristischen Vegetation gehören vorwiegend Gräser und Sträucher; Baumbewuchs bildet die Ausnahme In Mississippi-Nähe eher üppiger Grasbewuchs,weiter westlich hauptsächlich Kurzgrassteppe 5

6 Ogallala Aquifer Arkansas, Canadian, Platte River haben mit fluviatilen Prozessen zur Landschaftsprägung beigetragen Ausbildung von kastenförmigen Gräben in den HochplateausfluviatilenHochplateaus Semiarides Gebiet Canadian River Arkansas River Platte River Arides KlimaArides Klima vollarides Klima: N < V für 10 bis 12 Monate im Jahr semiarides Klima: N < V für 6 bis 9 Monate im Jahr Humides K. Teilarides K. Arides K. 6

7 Ogallala Aquifer Das Klima der Great Plains ist kontinental geprägt mit extremen jährlichen TemperaturunterschiedenKlimaGreat Plains Da der Jahresniederschlag im westlichen Teil der Plains mit ca. 300 mm wesentlich niedriger ausfällt als im östlichen Teil mit ca. 800 mm, findet man sowohl Feucht- als auch Trockensteppenklima vor. Niederschläge fallen oft unregelmäßig; der Schwerpunkt liegt im Frühsommer. Aufgrund dieser Variabilität des Niederschlags und der relativ hohen Verdunstung sind Dürrejahre keine Seltenheit.Verdunstung Dürrejahre 7

8 Bildung und Aufbau des Aquifers Schneeschmelzwasser und Niederschläge reicherten sich während Kaltzeit im Quartär vor 2,6 Mio. Jahren anQuartär hauptsächlich fossiles Wasser aus Vorzeit- klimatenfossiles bei jetzigen Klimaverhältnissen beträgt der Zufluss lediglich wenige Millimeter pro Jahr Mächtigkeit der wasserführende Schicht bis zu 366 m liegt in m Tiefe 8

9 Bildung und Aufbau des Aquifers größtenteils gespannter Aquifer, (engl. confined aquiifer) teilweise von Kalkstein überlagert undurchlässig für Wasser, erschwert Infiltration zusätzlich Infiltration Sedimentgesteine, wie Ton, Kalk- und Sandstein vorzufindenSedimentgesteine Gneis und Granit in den BergenGneisGranit 9

10 Ergiebigkeitsproblematik (Yield) Ergiebigkeitsproblematik, durch hohe Entnahme bei gleichzeitig geringem Zufluss Überentnahme liegt vor, wenn dir Entnahmerate aus Brunnen und der natürliche Abfluss größer sind als die Auffüllungsrate Quote von 25 Flüsse, wie der Platte River, liegen tiefer als der Aquifer und entziehen ihm so zusätzlich Wasser (Grundwasserabfluss, eingeschliffene Kastenprofile)Platte RiverGrundwasserabfluss

11 Ergiebigkeitsproblematik (Yield) Eigentlich optimale Bodenbedingungen für Landwirtschaft Maisanbau benötigt >500 mm Niederschlag Gebiet einfach nicht geeignet zum Anbau Wasserintensiver Nutzpflanzen, da in den meisten gebieten weniger als 500mm fallen, besonders westlich des 100° westlichen Längengrades 11

12 Ergiebigkeitsproblematik (Yield) Hohe Verdunstung Hoher Abfluss durch zusätzliche BodenerosionBodenerosion Wenig Infiltration durch zusätzliche Kalkschichten über dem AquifersystemInfiltration Entnahmen zur Bewässerung von 26 km 3 Wasser in Bis zum Jahr 2005, die betrug die Entnahme ca. 312 km 3 Wasser 12 Vergleich : Bodensee fasst 48km³ Wasser

13 Entwicklung der landwirtschaftlichen Nutzung Mitte 19. Jh. viele Siedler sesshaft in den Plains Regierungszuschüsse (Homestead Act)Homestead Act zunächst Rinderwirtschaft in den Graslandschaften regenreiche Jahre, versprachen viel agrarisches Potential 1. Weltkrieg führte zu stärker Nachfrage von Weizen Ausdehnung der Anbauflächen über die 100° westliche Länge in die semiariden Gebiete bis in 1960er Jahre forcierte Ausdehnungspolitik 13

14 Entwicklung der landwirtschaftlichen Nutzung Fortschritte in der Brunnen- und Pumpentechnik erleichterten den Zugang zum Wasser des Aquifers Anfangs nur als Ersatz für ausbleibenden Regen genutzt Hochpreisphase für Getreide in den 1970er Jahren führte zur weiteren Ausdehnung der Bewässerungsflächen, besonders westlich des 100. Längengrades Neue Bewässerungssysteme reduzieren Wasserverluste Heute größtenteils Produktionsgroßbetriebe mit vertikaler Integration (Futtermittel, Viehhaltung, Schlachthof)vertikaler Integration 14

15 Anbaumethoden Dry farming mit Brachetechnik: Felder in Streifen angelegt, einen Teil bestellt den zweiten brach liegen lassen. Um Wasser aufnehmen zu können wird die Erde umgebrochen, nach dem Niederschlag verdichtet um Wasser zu speichern Dry farming Erosionsprobleme: durch fehlenden Baumbestand und die im vorhinein umgebrochenen Erde kann Wind den Mutterboden abtragen, starke Regengüsse waschen tiefe Rinnen aus und tragen den Boden gänzlich ab Stubble-mulching: lediglich geeggter Acker; Wurzeln der geernteten Pflanzen halten das Erdreich fest, schützen vor Erosion durch Wind Stubble-mulching 15

16 Anbaumethoden Bewässerungsfeldwirtschaft durch Furchen: Wasser wird in Gräben geleitet Bewässerungsfeldwirtschaft durch Furchen Center- Pivot Bewässerung: Ein großes Karussell fährt über das Feld und beregnet die Saat Center- Pivot Bewässerung 16

17 Anbauarten Center Pivot Bewässerung; 17 Ansicht rechts, ca. 160 km²

18 Nutzung und Übernutzung erste Absenkungen des Grundwassers bereits in 1940ern bis 1980 erreichte die Absenkung im Panhandle - Gebiet teilweise mehr als 30 mPanhandle - Gebiet auch in den Folgejahren keine Verbesserung zu verzeichnen für 2020 ist die vollständige Erschöpfung prognostiziert 18

19 Nutzung und Übernutzung In Dürrejahren der 1960er Jahre ist die 4-mal mehr Wasser gefördert worden, wie durch Niederschläge dem Aquifer zugeführt wurden Ende der 1970er Jahre wurden die Auswirkungen deutlich Wasser wurde aus größeren Tiefen gefördert gestiegene hohe Energiekosten für die Pumpen Getreidepreise sanken 19

20 Ausblick In Hochzeiten werden die Ressourcen maximal ausgenutzt und vor allem Großbetriebe erzielen höchste Gewinne. Stagnationsphasen sind primär für Kleinunternehmen ein finanzieller Kraftakt. Eine nachhaltige Nutzung scheint nach dieser Vorgehensweise nicht möglich. Bei Absenkung des Grundwasserspiegels bis 2020, stehen steigende Energiepreise und ein sinkender Getreidepreis bevor, die zu Veränderungen der Wirtschaftsweise führen werden 20

21 Ausblick Negative Prognose bis 2020 Aufbauphase: Kein Anbau "wasserintensiver Nutzpflanzen wie Mais, lediglich Bewässerung von Hirse und Weizen als Substitutionsprodukte wegen ihres geringeren Wasserbedarfs Fortgeschrittene Phase: bewässert wird nur noch alle zwei Jahre; Regenfeldbau von Weizen als dryland farming, d. h. unter Anwendung "wasseranreichernder Bodennutzungsformen wie Sommerbrache und stubble-mulching. Der Ackerboden wird zur Verminderung der Verdunstung und besseren Versickerung von Niederschläge aufgerissen aber nicht umgebrochen. Regenfeldbau Endphase: durch steigende Erschließungskosten erfolgt ein nachhaltiger Strukturwandel der Agrarwirtschaft. Bewässerung ist nicht mehr nötig. Die Wirtschaftsweise wird extensiviert auf die Fruchtfolge Weizen - Brache - Weizen, in Dürrejahren bleibt extensive Rinderwirtschaft als zweites Standbein. Fruchtfolge extensive Rinderwirtschaft 21

22 Ausblick Verschiedene Überlegungen werden aufgrund dieser Prognose diskutiert Rücksichtsvoller Umgang mit dem Grundwasser, sparsame Techniken, vor allem Karussellbewässerung, bei beständiger Dürre Verzicht auf den Anbau von Mais, baut dafür weniger wasserintensive Pflanzen, wie Hirse, an. pumps-out-get-out-Strategie, Farmer nutzen das verfügbare Wasser bis zur Erschöpfung; danach suche nach neuen Alternativen. Anstelle der Rindermast könnten andere Wirtschaftszweige mit hohen Erträgen etabliert werden. Beispiele: Schweinemast, Milchproduktion 22

23 Quellenverzeichnis Textverzeichnis: Textverzeichnis: Bildverzeichnis: Bildverzeichnis: Folie 3: National Atlas Of The United States Folie 3: National Atlas Of The United States Folie 4: ktwu.washburn.edu Folie 4: ktwu.washburn.edu Folie 5: Folie 5: Folie 6: Folie 6: Präsentation High Plains Aquifer unter Präsentation High Plains Aquifer unter Folie 7: Folie 7: Folie 8: Folie 8: Folie 9: snr-1349.uni.edu Folie 9: snr-1349.uni.edu Folie 11: Folie 11: Folie 12: Präsentation High Plains Aquifer unter Folie 12: Präsentation High Plains Aquifer unter Folie 13: animalpetdoctor.homestead.com Folie 13: animalpetdoctor.homestead.com Folie 14: Folie 14: Folie 15: wyoming-usa,-farmland/index.htm Folie 15: wyoming-usa,-farmland/index.htm Folie 16: Folie 16: Folie 17: Google Earth Folie 17: Google Earth Folie 19: Folie 19: 23

24 Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit Fragen??? 24


Herunterladen ppt "Grundwasserspiegelabsenkung am Beispiel des Ogallala Aquifer Grundwasserspiegelabsenkung am Beispiel des Ogallala Aquifer Referenten: Markus Gröne & Markus."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen