Bewässerungsmethoden

Präsentation zum Thema: "Bewässerungsmethoden"—  Präsentation transkript:

1 Bewässerungsmethoden
und der Einsatz von modernen Methoden zur Wassereinsparung ein Vortrag von Viktoria Scheff und Christoph Dittmer Hydrologie Kolloquium SoSe 2011 Prof. Dr. rer. nat. Manfred Koch

2 Gliederung Daten zu Wasser und Landwirtschaft Bewässerungsmethoden
Methoden zur Wassereinsparung Ausblick und Fazit

3 Wasser und Landwirtschaft
4.500 km³ 6,8 Mrd 2011 Anstieg der Bevölkerung

4 Wasser und Landwirtschaft
Verteilung der Wassernutzung in Haushalten, der Industrie und der Landwirtschaft weltweit 0,25 % landwirtschaftliche Wasserentnahmen in Deutschland

5 Bewässerung 20 % der gesamten Anbaufläche werden bewässert
3,3 % der Landwirtschaftsfläche in Deutschland

6 Wasser und Landwirtschaft
Wasserverfügbarkeit global: km³/a Wasserentnahmen global: km³/a ABER: Wasser ist oft nicht in den Gebieten, wo es benötigt wird In Gebieten mit Wassermangel sind Verringerungen des Wasserverbrauchs insbesondere in der Landwirtschaft notwendig Quelle: Einsparpotentiale? In Zukunft: more crop per drop = Reduzierung der Wasserverluste in der Landwirtschaft durch verbesserte Produktionsweisen

7 Bewässerungsmethoden
Bewässerung = Versorgung des Kulturlandes mit Wasser um Regen zu ersetzen (Überbrückung saisonaler Trockenphasen) Effizienz der Bewässerung Geologie (Bodeneigenschaften, Geländeneigung, …) Bewässerungstechniken (abhängig vom Saatgut) Klimatische Verhältnisse

8 Bewässerungsmethoden
Mikrobewässerung Oberflächenbewässerung Beregnung Unterflurbewässerung Tröpfchenbewässerung ortsfeste teilortsfeste vollbeweglich Anhebung GW Rohre oberirdisch unterirdisch Stauverfahren Rieselverfahren Beckenstau Flächenstau Furchenstau Streifenberieselung Furchenberieselung

9 Oberflächenbewässerung
Ackerfurchen, planierte oder umdämmte Flächen werden unter Wasser gesetzt gehört zu den weltweit am häufigsten angewandte Verfahren kostengünstig geringerer technischer/personeller Aufwand hohe Verdunstungs- und Versickerungsraten ABER Stauverfahren Rieselverfahren

10 Stauverfahren Flächenstau Beckenstau < 0,1 % < 1 cm/h
20 – 40cm tief 1 – 20 ha 15 – 30cm tief Furcheneinstau 0,2 – 0,5 % 20 – 30 cm tief

11 Rieselverfahren Wasser fließt durch Ackerfurchen und geneigte Flächen
Wasserverteilung durch Zuleitungskanäle Streifenberieselung (10-20 m breit, m lang) Furchenberieselung (15-20 cm breit, cm tief

12 Beregnung Offenes Versprühen von Wasser auf landwirtschaftliche oder gärtnerisch genutzte Flächen Vorteile: Keine aufwändigen Planierungsarbeit oder Errichtung von Dämmen Mehrzweckbewässerung (Dünge- und Frostschutzmittel) Nachteile: Verdunstungsverluste (Interzeption) Ungleichmäßige Wasserverteilung durch Wind Hohe Anlagekoste (Energie, Betrieb, Wartung) Ausbildung von geschultem Personal

13 Beregnung Beregnung mittels … ortsfester Anlagen
teilortsfester Anlagen vollbeweglicher Anlagen Kreisberegnung

14 Kreisberegnung Wasserentnahme für die Beregnung
Quelle: Thünen-Institut

15 Kreisberegnung

16 Vergleich der Bewässerungsverfahren
Anwendung techn. Aufwand Verdun-stung Effizienz Oberflächenbewässerung aride Gebiete gering hoch 40 – 50 % Beregnung humide/semiaride Gebiete mittel 65 – 75 % Unterflurbewässerung humide Gebiete keine 80 – 90 % Tropfbewässerung keine/ gering 80 – 95 %

17 Maßnahmen zur Wassereinsparung
Mikrobewässerung Bodenhilfsstoffe Saatgut Ausblick und Fazit

18 Mikrobewässerung oberirdisch Oberirdische Tropfbewässerung
unterirdisch Unterirdische Tropfbewässerung Unterflurbewässerung Kapillarbewässerung

19 Tropfbewässerung sehr sparsam exakte Wassermenge für die Pflanze
kein Wasser versickert oder verdunstet im übrigen Boden Wasser wird direkt zum Wurzelbereich der Pflanze geführt Dünger und Pflanzenschutzmittel können zum Wasser gemischt werden sehr geringe Energie- und Betriebskosten Tropfvorrichtung an einem Bewässerungsschlauch

20 Tropfbewässerung Auswaschung und die Versalzung werden stark reduziert
Bewässerungswirkungsgrad liegt bei etwa 80 bis 95 % hoher Aufwand und geringe Flexibilität Einsatz vornehmlich für profitable und mehrjährige Kulturen wie Weinstöcke, Oliven- oder Obstbäume sowie Hopfenpflanzen Tröpfchenbewässerungssytem im Weinbau in New Mexico

21 Unterflurbewässerung
Bewässerung der Pflanzen durch Kapillaren im Boden mit Grundwasser evtl. Wasseranreicherung unterhalb der Bodenoberfläche Anhebung des Grundwasserspiegels Unterflurverlegte Leitungen: porös oder mit Schlitzen durch unterirdische Bewässerung wird die Verdunstung des Wassers vermieden Gleichmäßige Wasserverteilung

22 Unterflurbewässerung
durch unterirdische Verteilersysteme geht kein Land verloren Arbeitsaufwand für die Bewässerung vergleichsweise gering Wassereinsparung 30 – 50 % gegenüber Beregnung Versalzung des Oberbodens dadurch Entwässerung nötig nicht für flach wurzelnde Pflanzenkulturen geeignet Hohe Errichtungskosten für die unterirdischen Leitungen

23 Kapillarbewässerung geeignet für Hobbygärtner, Gärtnereien und Verkaufsbetriebe bei Topfpflanzen erfordert weder Druckwasser noch elektrischen Strom nutzt die Kapillarkraft durch Anpassung von Dochtmenge und Dochtsaughöhe optimale Substratfeuchte

24 Bodenhilfsstoffe entweder hochporös und mineralisch aufgebaut
oder Kunststoffe („Superabsorber“) Verwendung insbesondere in semiariden und ariden Gebieten auch als Zuschlagstoffe zu Pflanz- und Kultursubstraten geeignet Grünlandflächen ohne Geohumus Grünlandflächen mit Geohumus (Aufwandmenge 100g/m²)

25 Bodenhilfsstoffe nehmen ein vielfaches an Wasser auf Wasserersparnis
mehr Fruchtertrag Wasserspeicherung in Böden von Geohumus-behandelten und unbehandelten Dattelpalmen

26 Saatgut Verwendung wassersparenderer Sorten
evtl. Züchtung wassersparenderer Sorten Verwendung von Pflanzen aus trockeneren Gebieten (z.B. Trockenreis)

27 Ausblick und Fazit elektronische Steuerung der Bewässerung mittels berührungsloser Zellinnendruckmessung Tropfrohre aus biologisch abbaubaren Kunststoffen Beregnungsmaschinenmanagement Neue Technologien Bewässerung effizienter Technischer und personeller Aufwand Aufklärung nötig

28 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!!

29 Quellen Wasserbau: Hydrologische Grundlagen, Elemente des Wasserbaus, Nutz- und Schutzbauten an Binnengewässern, Daniel Vischer, Andreas Huber, Springer, 2002 „Bewässerungstechnik in landwirtschaftlichen Großbetrieben“, Dr. Heinz Sourell, Johann Heinrich von Thünen-Institut Wassersparende Bewässerungstechnologien - Korrespondenz Wasserwirtschaft · (2) · Nr. 8 rheinpfalz.rlp.de/Internet/global/themen.nsf/ALL/EF89114C423470E2C125766D003 E14D7?OpenDocument kassel.de/ftp/lehre/schaldach/vl_einfuehrung_umweltwissenschaften/umwelt02- wasser-state.pdf