Potenzialabschätzung von technischen Wasserspeicheroptionen, Bewässerungsansätzen und ihrer Umsetzbarkeit - Niklas Ebers; Nataliya Stupak; Silke Hüttel; Mats Woelfert; Hannes Müller-Thomy (Johann Heinrich von Thünen-Institut, 2023)
Im Pflanzenbau stellt die Bewässerung eine der wirksamsten Maßnahmen dar, um die Ertragsverluste infolge von Trockenheits- und Dürreereignissen zu vermeiden oder zu minimieren. Durch ein begrenztes Wasserdargebot besteht die Herausforderung, die Wasserverfügbarkeit für die Bewässerung zu erhöhen, ohne die Interessenkonflikte mit anderen wassernutzenden Sektoren zu verschärfen. Im Kontext des sich ändernden Niederschlagsmusters können in Deutschland Wasserspeicherbecken einen Teil der Lösung für die landwirtschaftlichen Betriebe darstellen. Der Kerngedanke ist es, Wasserspeicherbecken in den Herbst- und Wintermonaten entweder bei zunehmenden Dauerregen- oder Starkregenereignissen bzw. mit Entnahmen aus Oberflächengewässern bei hohem Abfluss zu füllen, und das gespeicherte Wasser bei Trockenheit für die Bewässerung zu nutzen. Neben der Steigerung des Wasserdargebots können durch diese technische Lösung die Zuverlässigkeit der Wasserverfügbarkeit für Betriebe verbessert sowie die Interessenkonflikte um die Nutzung von Grund- und Oberflächenwasser entschärft werden. Dieses Working Paper wurde auf der Grundlage einer ausführlichen Literaturrecherche mit dem Ziel erstellt, die Potenziale verschiedener technischer Wasserspeicher und Bewässerungsansätze und ihrer Umsetzbarkeit im Bereich landwirtschaftliches Wassermanagement zu ermitteln und eine Orientierung für das Verbundprojekt LAWAMAD - Landwirtschaftliches Wassermanagement in Deutschland zu geben. Im ersten Schritt geben wir einen ausführlichen Überblick über mögliche technische Optionen der Wasserspeicherung sowie über die Kriterien, welche bei ihrer Auswahl eine Rolle spielen. Anschließend wird die Umsetzbarkeit dieser Optionen für die deutsche Landwirtschaft bewertet, wobei sich die vier Optionen Speicherbecken, Regenrückhaltebecken, Versickerungsanlagen und Talsperren als geeignet erweisen. Die Auswahl von Wasserspeicherungsoption sowie die Entscheidung bzgl. ihrer technischen Ausführung stehen unter anderem im Zusammenhang mit vorhandenen oder geplanten Bewässerungsverfahren sowie mit den betrieblichen Strategien zur Bewässerungsoptimierung. Entsprechend bieten wir im zweiten Schritt eine Übersicht über die verfügbaren Bewässerungsverfahren und ihrer Vor- und Nachteile sowie über die Chancen und Risiken der Bewässerung in Deutschland aus agronomischer und wirtschaftlicher Perspektive. Im letzten Schritt unserer Literaturrecherche geben wir den aktuellen Stand der wissenschaftlichen Diskussion zu den Barrieren für die betrieblichen Investitionen in Bewässerungs- und Wasserspeicherungstechnologien aus drei theoretischen Perspektiven wieder. – – Irrigation is one of the most effective measures to avoid or reduce yield losses caused by droughts. When water resources are limited, the main challenge relates to the issue of increasing water availability for crop production without causing or exacerbating conflicts of interest with other water-consuming sectors. Considering the already observed change of rainfall patterns in Germany, water storage reservoirs could be part of the solution to agricultural producers. Such reservoirs can be filled in autumn or winter months either with surface water run-off in case of persistent or heavy precipitations, or with abstractions from surface waters when water levels and discharges are high. The stored water can then be used for irrigation in case of spring or summer droughts, thus improving water availability and increasing the reliability of water provision for agricultural producers as well as reducing the conflicts of interest regarding groundwater extractions. This working paper presents the results of a comprehensive literature review carried out in order to identify research needs in the field of agricultural water management and to provide orientation for the research project LAWAMAD - Agricultural Water Management in Germany. In the first step the available technical water storage options and the criteria which are of importance when deciding on their implementation are reviewed. Subsequently, the feasibility of these options for German agriculture is being discussed and the four most suitable ones - water storage basin, rainwater retention basin, infiltration facility and dams are identified. The choice of a technical water storage option and the decision about its size and volume depends among other things with the already available or envisioned irrigation infrastructure and farm strategies to optimize irrigation. Respectively, we discuss the existent irrigation methods, their advantages and disadvantages, as well as chances and risks of irrigation from the agronomic and the economic efficiency perspectives. In the final step of our literature review we provide an overview of the current state of scientific discussion on the barriers to investments in irrigation and water storage infrastructure from three theoretical perspectives.
urn:nbn:de:gbv:253-202311-dn067235-2
Keywords: 630; Klimaanpassung; Wassermanagement; Wasserspeicherbecken; Bewässerungsverfahren; Chancen und Risiken; Investitionen in Bewässerungs- und Wasserspeicherungstechnologien; Barriere; climate adaptation; water management; water storage reservoirs; irrigation methods; chances and risks; investments in irrigation and water storage technologies; barriers