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Bewässerung und Grundwasser – Wirkungsgrad, Grundwasserspiegel, Vernässung und Versalzung

GeografieWasser und OzeaneAlter 15–16

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Der Bildschirm Bewässertes Feld ist ein Schnitt durch ein trockenes Anbaugebiet: Wählen Sie die Bewässerungsart (Überstau, Furchen, Beregnung, Tropfbewässerung), die Wasserquelle (ein Kanal aus einem Fluss oder ein Brunnen), die Kultur, den Niederschlag, den Salzgehalt des Bewässerungswassers, den bewässerten Flächenanteil und ob es Dränrohre gibt. Über 25 Anbauperioden berechnet das Modell das ausgebrachte Wasser, den Wirkungsgrad, die Tiefensickerung, den Grundwasserspiegel, den Salzgehalt im Wurzelraum und den Ertrag: Versickerung aus Kanälen und Feldern lässt das Grundwasser steigen und führt zu Vernässung und Versalzung, während mehr Pumpen als Neubildung den Spiegel sinken lässt. Der Bildschirm Grundwasserleiter zeigt Porosität und Durchlässigkeit von Kies, Sand, Schluff und Ton, freie und gespannte Grundwasserleiter, einen überlaufenden artesischen Brunnen, wenn die Druckfläche über dem Gelände liegt, und einen Absenkungstrichter um einen Förderbrunnen, der einen Dorfbrunnen trockenfallen lässt und nahe der Küste Salzwasser anzieht.

Lektion: Grundwasser und Wassernutzung in der Landwirtschaft: Wirkungsgrad der Bewässerung, Grundwasserbilanz, Vernässung und Versalzung, Grundwasserleiter, artesische Brunnen, Absenkungstrichter und Salzwasserintrusion

Was sie zeigt

Bewässerung ernährt einen großen Teil der Welt, doch das Wasser, das in Kanälen und auf Feldern verloren geht, verschwindet nicht: Es versickert und hebt den Grundwasserspiegel. Steigt das Grundwasser bis etwa 2 m unter die Oberfläche, trägt der kapillare Aufstieg Salz in den Wurzelraum, und der Boden vernässt und versalzt. Wird Grundwasser schneller gepumpt, als es sich neu bildet, sinkt der Spiegel dagegen. Das Feldmodell ist eine jahreszeitliche Wasser- und Salzbilanz; der Grundwasserleiter nutzt die Theis-Gleichung für die Absenkung und die Ghyben-Herzberg-Beziehung für die Salzwassergrenze. Beide Modelle sind vereinfacht.

So funktioniert es

Wählen Sie unter Bewässertes Feld Art, Wasserquelle und Kultur, stellen Sie Niederschlag, Salzgehalt und Bewässerte Fläche ein, kreuzen Sie bei Bedarf Dränrohre an und klicken Sie auf Start oder +1 Periode. Schalten Sie das Diagramm zwischen Grundwasser, Wurzelraum-Salz, Ertrag und Bewässerungswasser um. Wählen Sie unter Grundwasserleiter das Material, stellen Sie Förderrate, Abstand zur Küste und Höhe des Neubildungsgebiets ein, klicken Sie auf Pumpen und tippen Sie auf eine Schicht, um ihre Porosität zu lesen.

Einstellbare Parameter

  • Bildschirm Bewässertes Feld, Grundwasserleiter
  • Bewässerungsart Überstaubewässerung, Furchenbewässerung, Beregnung, Tropfbewässerung
  • Wasserquelle Kanal aus einem Fluss, Brunnen (Grundwasser)
  • Kultur Weizen, Mais, Baumwolle, Tomate
  • Jahresniederschlag 0–800 mm/Jahr
  • Salzgehalt des Bewässerungswassers (EC) 0,2–4 dS/m
  • Dränrohre
  • Bewässerter Flächenanteil 10–80 %
  • Material des Grundwasserleiters Kies, Sand, Schluff
  • Förderrate 0–5000 m³/Tag
  • Abstand des Förderbrunnens zur Küste 200–1200 m
  • Höhe des Neubildungsgebiets über der Ebene 0–40 m

Fragen zum Erkunden

  1. Warum vernässt und versalzt der Boden, wenn jahrelang mit Kanalwasser im Überstau bewässert wird?
  2. Tropfbewässerung spart Wasser – warum kann der Grundwasserspiegel trotzdem sinken, wenn die bewässerte Fläche groß ist?
  3. Warum versalzt ein Förderbrunnen nahe der Küste leichter als einer im Landesinneren?

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