GrüneGräben+
Der aktuell stattfindende Klimawandel, die historisch bedingte Entwässerungsstruktur in der Fläche sowie die Tatsache, dass der Landkreis Neustadt a.d.Aisch-Bad Windsheim in einer der niederschlagsärmsten Regionen Bayerns liegt, fordern Strategien und Maßnahmen zur Verbesserung des Landschaftswasserhaushalts. Die extreme Drainierung der Landschaft verhinderte bisher die Vernässung von Ackerflächen. Künftig wird sie die Gewässer bei Starkregen stärker mit Sediment- und Feinmaterialeintrag belasten und zu einem Absinken der Grundwasserstände beitragen. Dem soll entgegengewirkt werden.
Im Projekt GrüneGräben+ wird untersucht, wie die bestehenden Gräben umgewidmet werden können, so dass sie Hochwasser weiterhin ableiten, gleichzeitig aber über Grabeneinstau, Zwischenretention und Infiltration Oberflächenwasser wieder zurückführen in den Boden, um dort als pflanzenverfügbares Wasser genutzt zu werden oder durch Perkolation die Grundwasserstände zu stützen.
Potentiell sind im Landkreis und bayernweit viele Gräben geeignet, um dort Wasser zu versickern. Daher ist mit einer hohen Umsetzbarkeit und Effektivität der Maßnahme dann zu rechnen, wenn eine hohe Versickerungsrate mit Hilfe von Messungen nachgewiesen werden kann. Mit kalibrierten Simulationen kann dann die Wirkung der Maßnahme in die Fläche übertragen werden.
Für diese Untersuchungen wurden vom Wasserwirtschaftsamt Ansbach bereits an den drei Untersuchungsgebieten Buchholzgraben, Bodenfeldgraben und Langenwasengraben Messstellen aufgebaut (siehe Karte). Diese Gebiete werden detailliert untersucht.
Das physikalisch-basierte hydrologische Modell HydroGeoSphere wird für die einzelnen aufzustauenden Gräben auf Feldebene aufgebaut. Hierbei wird in sehr hoher räumlicher Auflösung der Boden um und unter den Gräben abgebildet, um die relevanten Infiltrationsprozesse (Infiltrationsvolumen und Vorrücken der Feuchtefront), auch unter Berücksichtigung von Schrumpfung und Quellung der Böden abzubilden. Die Erstellung und Kalibrierung von HydroGeoSphere auf der Plotskala (Graben) geschieht durch die Verwendung der vom Wasserwirtschaftsamt Ansbach erhobenen Bodenfeuchtedaten, Wasserstände (Stauvolumen) und meteorologischen Daten. Es kommen neben Hydrogeosphere verschiedene andere Berechnungsmodelle zum Einsatz, die Detailaspekte beleuchten oder der Kontrolle dienen.
Um die örtlichen Bodeneigenschaften realitätsgetreu zu erfassen, werden lokal Bodenproben genommen und diese auf ihre hydrologischen Eigenschaften analysiert. Weiterhin werden Infiltrationsversuche im Feld zur Bestimmung der Infiltrationskapazität und der präferentiellen Fließwege genutzt. Besonders in begrenzten räumlichen Skalen sind bei der Versickerung präferenzielle Fließwege von großer Bedeutung. Da die Modellierung der Gräben in einer sehr kleinen räumlichen Skala geschieht (Auflösung von Dezimetern), sind sorgfältig geplante Versuchsreihen wichtig, um die Versickerung realitätsgetreu wiederzugeben. Diese Versuche werden von der TU München durchgeführt. Die „Plotmodellierung“ dient dazu, die Effizienz des Grabenaufstaus für die angrenzenden Ackerflächen zu quantifizieren. Aufgrund der detaillierten Modellierung der Bodenfeuchte können auch Aussagen zur aktuellen Evapotranspiration und damit indirekt auf die Wachstumsbedingungen der Ackerpflanzen getroffen werden. Je nach Fragestellung könnte die Mikrotopographie wichtig sein. Dazu wird eine Drohnenbefliegung durchgeführt. Darauf aufbauend kann die Übertragung bzw. Hochskalierung auf Einzugsgebietsebene bzw. Landschaftseinheiten erfolgen.
Im Rahmen des übergeordneten Projektes „Klimaresilienter Landkreis Neustadt a.d. Aisch – Bad Windsheim“ finden Workshops statt, die zusammen mit den Betroffenen („Stakeholdern“) konkrete Vorschläge erarbeiten, welche Maßnahmen zum Wasserrückhalt in der Fläche sinnvoll sind.
Die Wirksamkeit der ausgewählten Maßnahmen für den Wasserrückhalt in der Fläche (Schutz vor Starkregen und Dürre) hängt, neben den Einzugsgebietseigenschaften, von den klimatischen Randbedingungen ab. Da mit einer weiteren Abnahme der Niederschläge und gleichzeitig mit einer Konzentration der Niederschläge in (kurzzeitige) Starkregenereignisse zu rechnen ist, ist die Betrachtung von Klimaszenarien essentiell, um eine sinnvolle Abschätzung der künftigen Maßnahmeneffizienz zu erhalten.
Project funding: Wasserwirtschaftsamt Ansbach
Project start: 01.09.2023
Project end: 31.08.2026
Project partners: --
Project management: Prof. Dr. Markus Disse
Project assistance: Dr. Karl Broich
Weitere Informationen: https://www.wwa-an.bayern.de/grundwasser_boden/pilotprojekt_landschaftswasserhaushalt/index.htm