Untersuchungsprogramm zur Ermittlung des nutzbaren ...

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3.7 Klimatische Bodenwasserbilanz im Bereich westlich von Quickborn für den Zeitraum von
1980 bis 1991
Für das unmittelbare Umfeld der agrarmeteorologischen Forschungs- und Beratungsstelle
Quickborn des DWD wurde die Grundwasserneubildungsrate auch über eine klimatische Wasserbilanz
unter Einbeziehung des Bodenwasserhaushaltes bestimmt. Die Ergebnisse wurden
mit denen des in den Kap. 3.6 beschriebenen Verfahrens verglichen. Der Bilanzzeitraum erstreckte
sich wiederum über die Jahre 1980 bis 1991. Den Berechnungen lagen die Ansätze
von RENGER; STREBEL & GIESEL (1974a,b) sowie MATTHESS & PEKDEGER (1981) zugrunde.
Im Berechnungsgang wird zunächst die potentielle Verdunstung EPot nach HAUDE
(1955) anhand des Sättigungsdefizites der Luft sowie eines von der Jahreszeit abhängigen
pflanzenspezifischen Faktors bestimmt (Formel s.u.). Zahlenwerte für diesen Faktor finden sich
u.a. bei (DOMMERMUTH & TRAMPF 1990; ELLING, HÄCKEL & OHMAYER 1990).
EPot = f · (es - ea)
EPot = potentielle Verdunstung nach HAUDE
f = vegetationsspezifischer Faktor
es = Sättigungsdampfdruck der Luft um 14.00 Uhr
ea = aktueller Dampfdruck um 14.00 Uhr
(es - ea) = Sättigungsdefizit der Luft um 14.00 Uhr
Danach ist die Differenz zwischen dem Niederschlag und der Verdunstung zu bilden (klimatische
Wasserbilanz). Ist diese positiv, wird die überschüssige Wassermenge dem durchwurzelten
Bodenspeicher zugeschlagen. Wenn hierbei die nutzbare Feldkapazität des Bodens überschritten
wird, sickert die überschüssige Wassermenge dem Grundwasser zu. Ist die klimatische
Wasserbilanz negativ, entnehmen die Pflanzen dem Bodenspeicher trotzdem Wasser,
d.h. der Bodenwassergehalt des Wurzelraumes vermindert sich um dieses Wasserdefizit. Je
niedriger der Wassergehalt des Bodenspeichers ist, um so stärker ist die verbleibende Restfeuchte
an die Bodenmatrix gebunden. Die Folge ist, dass dieses Wasser von den Pflanzenwurzeln
nicht mehr in vollem Maße aufgenommen werden kann. Die tatsächliche, aktuelle Verdunstung
Eakt. entspricht also nicht mehr der potentiellen, sondern liegt darunter. RENGER;
STREBEL & GIESEL (1974b) haben, basierend auf Felduntersuchungen, versucht, diese Abminderung
der potentiellen Verdunstung in Form einer Funktionsgleichung darzustellen. Sie
kommen dabei zu folgendem Zusammenhang:
Eakt = EPot · [ 0,2 + 2 · %nFK/100 - 1,2 · (%nFK/100)² ]
EPot = potentielle Verdunstung nach HAUDE
Eakt. = tatsächliche, aktuelle Verdunstung
%nFK= Wassergehalt des Bodens in %
der nutzbaren Feldkapazität
Andere Autoren kommen zu anderen Ergebnissen. So beschreibt SPONAGEL (1980) sehr detailliert
die Zusammenhänge zwischen realer und potentieller Verdunstung in Abhängigkeit vom