Projekt: BCS-DAT

DAT: Runoff Diagnosis & Advisory Tool

Entwicklung und Implementierung GIS-gestützter Methoden zur räumlich hochauflösenden Modellierung und Bewertung von Runoff-Risiken auf landwirtschaftlich genutzten Flächen

Die intensive Bewirtschaftung von Agrarflächen ist nicht nur mit on-site Risiken für die landwirtschaftliche Produktion und langfristige Produktivität von Ackerschlägen durch unterschiedliche Formen der Bodendegradation (Wind- und Wassererosion, chemische und physikalische Bodendegradation) verbunden, sondern kann auch zu kritischen off-site Implikationen und ökologischen Beeinträchtigungen benachbarter Ökosysteme durch Stoffeinträge führen. Neben dem partikulären Transport von Bodenmaterial, Nähr- und Schadstoffen durch Bodenerosionsprozesse führt auch Oberflächenabfluss (Runoff) und der ans Agens Wasser gebundene laterale Transport gelöster Stoffe zu on-site Verlusten von produktionsrelevanten Nährstoffen und zu off-site Stoffeinträgen, selbst wenn die beteiligten Teilprozesse wie Sättigungsabfluss und Horton-Abfluss nicht erosiv wirksam sind.

Oberflächenabfluss (Runoff) auf einer Ackerfläche im Einzugsgebiet der Gehle – Nordrheinwestfalen (Foto: Sandra Wendland, 02.12.2015).

Vor diesem Hintergrund wird von der Arbeitsgruppe Geosystemanalyse in Kooperation mit der Bayer AG sowie Fachbehörden und Consulting-Unternehmen ein Methoden- und Modellkonzept entwickelt, validiert und in SAGA-GIS implementiert, das eine räumlich-explizite quantitative Erfassung und Bewertung potenzieller und aktueller on-site und off-site Risiken durch Oberflächenabfluss ermöglicht. Aktuell deckt das DAT Modell die Bundesrepublik Deutschland im 10 m Raster ab und ermöglicht langzeit- und ereignisbezogene Simulationen vertikaler und lateraler Wasserflüsse, sowie saisonal differenzierte Szenarienrechnungen für unterschiedliche Niederschlagsereignisse, Bodenfeuchten, Anbaufrüchte und Runoff-Minderungsmaßnahmen (Wendland 2023; Wendland et al. 2016, 2023). DAT bildet die operationelle Modellbasis für den Digitalen Gewässerschutzberater des GeoInformationsdienst (GID). Diese Web-GIS-Applikation bietet Landwirten und Beratern teilflächenspezifische Informationen zum Runoff-Risiko sowie zu Abflussminderungsmaßnahmen, um durch Auswahl geeigneter Managementstrategien zur präventiven Minderung von Abflussrisiken sowie zum Erhalt von Bodenfruchtbarkeit und Ökosystemfunktionen beizutragen.

Wendland, S., Hankers, B., Bock, M., Böhner, J., Squar, J., Lembrich, D. & Conrad, O. (2023): Ein Simulationsmodell zur Erfassung von Abflussrisiken in der Landwirtschaft. – Informatik Spektrum, https://doi.org/10.1007/s00287-023-01522-2.

Wendland, S., Bock, M., Böhner, J., Feise, D. & Lembrich, D. (2016): Towards the development of a GIS based Diagnosis-Tool for the spatially-explicit assessment of runoff and erosion risks on agricultural fields. – Geo-Öko 37 (3-4): 139-164.

Wendland, S. (2023): Parametrisierung und Anwendung eines GIS-gestützten Abflussdispositionsmodells zur Abschätzung von Runoff-Risiken auf landwirtschaftlich genutzten Flächen. – Universität Hamburg, Hamburg (Dissertation)

Mitarbeiter

Prof. Dr. Jürgen Böhner
Dr. Olaf Conrad
Dr. Sandra Wendland
Benno Hankers, M.Sc.