Abschätzung der erosionsbedingten Nährstoffeinträge in Oberflächenwasserkörper nach EU-WRRL in Sachsen mit Hilfe des Modells EROSION 3D

06/2009 – 03/2011

Das Vorhaben wurde mit dem Ziel durchgeführt, mit dem im LfULG verfügbaren Wassererosionssimulationsmodell EROSION 3D für erosionsauslösende Starkniederschlagsszenarien flächendeckend für Sachsen den partikelgebundenen Phosphoreintrag in WRRL-Oberflächenwasserkörper (OWK) u. a. in Abhängigkeit von Bewirtschaftungsmaßnahmen auf Ackerflächen abzuschätzen. Hierfür wurden die P-Gehaltsangaben aus dem FIS Boden sowie im Projekt direkt ermittelte P-Gehaltsbodendaten mit dem Modell EROSION 3D verknüpft. Neben der Identifikation von wassererosionsgefährdeten Flächen bzw. von Feststoffeintragspfaden in Gewässer bildet die Abschätzung der wassererosionsbedingten P-Einträge die Grundlage für die Erarbeitung und Umsetzung zielgerichteter bzw. punktgenauer P-eintragsmindernder Wassererosionsschutzmaßnahmen durch die in Sachsen eingerichteten landwirtschaftlichen Arbeitskreise (WRRL-AK) zur erfolgreichen Umsetzung der EU-WRRL bis 2015.

Das Projekt umfasste folgende Teilziele:

• Durchführung sachsenweiter Bodenabtragssimulationen für zwei Nutzungsszenarien für Ackerflächen (Worst-Worst-Case- und Best-Worst-Case-Szenario) mit dem Simulationsmodell EROSION 3D.
• Berechnung ereignisbezogener Phosphorausträge in Oberflächenwasserkörper für die entsprechenden Nutzungsszenarien (Worst-Worst-Case- und Best-Worst-Case-Szenario).
• Validierung der Modellergebnisse für ein hydrologisches Einzugsgebiet unter Bezug auf Einzelereignisse und ein Referenzjahr.

• Für Sachsen wurden auf Basis von FIS Boden bzw. des Bodenatlas Sachsen Oberboden-P-Gehalte für Ackerflächen regionalisiert und durch ergänzende P-Beprobungen in ausgewählten Einzugsgebieten (Test-EZG) validiert.
• In Test-EZG wurde die P-Verteilung in den Kornfraktionen untersucht. Die P-Anreicherung ist in der Tonfraktion mit 3,96 am höchsten (Schluff- bzw. Sandfraktion: im Mittel 0,55 bzw. 0,66). Da das Modell EROSION 3D die Kornfraktionsanteile im Sediment mit abschätzt, ist durch die Einbeziehung dieses kornfraktionsabhängigen P-Faktors eine Präzisierung des wassererosionsbedingten P-Eintrags in Oberflächenwasserkörper möglich.
• Die für die Landesfläche Sachsen durchgeführte ereignisbasierte Simulation des P-Austrags für Niederschlagsereignisse mit zehnjähriger statistischer Wiederkehrzeit für das Worst-Worst-Case-Szenarium (Ackerfläche im Saatbettzustand ohne Bedeckung nach Pflugbearbeitung) und das Best-Worst-Case-Szenarium (Ackerfläche im Saatbettzustand mit 30 % Bedeckung nach konservierender Bearbeitung) weisen die am höchsten wassererosionsgefährdeten Bereiche Sachsen aus (z. B. hohe Sedimentabträge und folglich hohe P-Abträge beim Worst-Worst-Case-Szenarium im lössbeeinflussten hügeligen zentralen Landesteil Sachsens).
• Im Best-Worst-Case-Szenarium werden nur noch 8 % der Bodenabträge des Worst-Worst-Case-Szenariums erreicht; durch konsequente Umstellung auf konservierende Bodenbearbeitung (Best-Worst-Case-Szenarium) werden die P-Austräge signifikant um 80 – 90 % gesenkt.
• Die Projektergebnisse belegen zum einen die erosionsmindernde/-verhindernde, und damit gleichzeitig P-austragsmindernde Wirkung von konservierender Bodenbearbeitung. Zum anderen bilden die im Projekt auf Ebene der WRRL-Oberflächenwasserkörper erarbeiteten Erosionskarten eine wichtige Arbeitsgrundlage für die zielgerichtete Entwicklung und Umsetzung erosionsmindernder/-verhindernder Anbaumaßnahmen auf Sedimentlieferflächen in den landwirtschaftlichen WRRL-AK zur erfolgreichen Umsetzung der EU-WRRL in Sachsen bis 2015.