Separation von Oberflächen- und Drainageabfluss in landwirtschaftlich geprägten Tiefland-Einzugsgebieten mit Hilfe von Diatomeen zur Verbesserung der Modellierung von Abflusskomponenten und Phosphorhaushalt

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Nicola Fohrer; Dr. Naicheng Wu, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 226715175

Die Trennung von Abflusskomponenten in einer Modellsimulation ist für die erfolgreiche Durchführung von Management-Maßnahmen von großer Bedeutung, besonders wenn die Modellanwendung den Transport von potentiell schädlichen Stopfen (z.B. Phosphat- und Stickstoffverbindungen, Pestizide) zum Ziel hat. Ziel dieses Projektes ist, die Anwendung von biologischen Tracern (Diatomeen) und natürlich vorkommenden chemischen Tracern zum Nachweis von Oberflächen- und Dränageabfluss am Beispiel des Kielstau-Einzugsgebiets (50 km2) in Norddeutschland zu untersuchen.Unsere bisherigen Ergebnisse zeigen, dass die Trennung von Drängeabfluss vom Gesamtabfluss mittels Diatomeen möglich ist: der biotische Teil der Analyse hat starke Unterschiede zwischen den Diatomeenlebensgemeinschaften von Drainagen und Fluss im Kielstau-Einzugsgebiet ergeben; die Indikator-Wert-Methode konnte zeigen, dass Dränage und Fluss von unterschiedlichen Arten charakterisiert werden; Ergebnisse der etablierten, auf geochemischen Tracern basierenden End Member Mixing Analysis (EMMA) konnten signifikant mit Diatomeen-Indizes korreliert werden, was die Eignung von Diatomeen als Tracer für die Trennung der Abflusskomponenten unterstreicht.Der Verlängerungsantrag baut auf dem in den ersten beiden Projektjahren gesammelten Wissen auf und enthält: 1) Einbindung der Diatomeen-Daten in EMMA und Auswahl desjenigen Tracer-Satzes, welcher am besten für die Trennung von Dränage- und Oberflächenabfluss in Tieflandeinzugsgebieten geeignet ist; 2) Bewertung von Regenereigniss-Hydrographen und Verknüpfung von Diatomeen sowie Phosphattransport mit hydrologischen Prozessen; 3) Implementierung der festgestellten Abfluss- und Phosphattransportprozesse in die Dränageroutine des ökohydrologischen Modells SWAT zur Verbesserung der Modellstruktur und der Modellleistung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen