Forschung: Landeskulturelle Wasserwirtschaft und Bodenphysik

Die landeskulturelle Wasserwirtschaft hat sich aus dem landwirtschaftlichen Wasserbau entwickelt und zählt zu den zentralen Disziplinen der "Kulturtechnik und Wasserwirtschaft". Jene umfasst folgende Begriff

  • Landeskultur: Alles Planen und Handeln, um das gegebene Naturpotential best­möglich zu gestalten, zu nutzen sowie als Lebensgrundlage für die Allgemeinheit nachhaltig zu sichern
  • Wasserwirtschaft: Planmäßige Bewirtschaftung des ober- und unterirdischen Wasser­vorrates

Theoretische Grundlagen einer- und Messungen andererseits bilden die Basis zur Lösung vieler Fragestellungen aus dem Fachgebiet. So gesehen kann die landeskulturelle Wasser­wirtschaft als Pyramide aufgefasst werden (sh. Abbildung).

Aus den in der Pyramide angeführten Sachgebieten können typische Aufgaben der landeskulturellen Wasserwirtschaft abgeleitet werden. Dazu zählen die Behandlung der sich ändern­den Risiken in der Landnutzung, der Vulnerabilität des ländlichen Raumes und ihr Zusam­menhang mit dem Boden- und Bodenwasserschutz sowie dem Wasserhaushalt. Soziale Aspekte, die die geänderten Rahmenbedingungen auslösen, werden einbezogen und Betrof­fene durch Wissenstransfer beraten – insbesondere in der Entwicklungszusammenarbeit.

Als Methoden dienen die Lysimetrie, die Bestimmung von Boden- und Wasser­haus­halts­parametern, das Monitoring von physikalischen Zustandsgrößen im Boden (inklusive Mess­datenmanagament), die Prüfung hierzu notwendiger Sensoren sowie die numerische und physikalische Modellierung und Simulation.

Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Institutes besitzen Kompetenzen in folgenden Bereichen: Wasser im Boden, Beziehung Boden-Wasser-Pflanze, Boden- und Grundwasser­schutz und die landeskulturelle Wasserwirtschaft in ariden und semi-ariden Gebieten. Damit trägt das Institut hauptsächlich zum Kompetenzfeld „Wasser – Atmosphäre – Umwelt“ der Universität maßgeblich bei.

Des Weiteren erarbeitet das Institut Beiträge zu folgenden Themen:

  • Bodenerosion durch Wind und Wasser
  • Auswirkungen folgender Punkte auf die Nutzung land- und forstwirtschaftlicher Flächen:

    • geänderte Umweltbedingungen, Klimawandel
    • Flächenstilllegungen, ressourcenschonende Bewirtschaftung, gezielte technische Maßnahmen, z. B. Regelung des Bodenwasserhaushalts (Bewertung von Maßnahmen, Kosten-Nutzen-Analyse)
    • ÖPUL-Auflagen, Validierung der Maßnahmen

  • Einflüsse von Bodennutzung, -bearbeitung und Änderung der Landnutzung auf den Bodenwasserhaushalt
  • Transportvorgänge auf der Lysimeter- und der Feldskala bis hin zur Einzugs­gebiets­ebene (Skalenproblematik)
  • Stofftransport in der teilgesättigten Bodenzone und im Grundwasser (punktförmige und diffuse Einträge von Nähr- und Schadstoffen wie Nitrat und Pflanzenschutzmittel in land-, forstwirtschaftlich und anderweitig genutzten Böden und ihr Zusammenhang mit dem Bodenwasserhaushalt)
  • Erfassung von Parametern und Zustandsgrößen (Bodenwasserstatus), Monitoring, Feld- und Laborexperimente, Messtechnik, Charakterisierung räumlicher Variabilität und Ableitung effektiver Parameter, numerische Simulationen
  • Landwirtschaftliche Be- und Entwässerung: Pflanzenwasserbedarf, Bewäs­serungssteuerung, Wirtschaftlichkeit, Erhaltung von Entwässerungsanlagen

Angewandte Forschung zur Hydraulik

In dem mit einem Versuchsgerinne ausgestatteten, gemeinsam mit dem IWHW betriebenen Wassserbaulabor werden angewandte hydraulische Problemstellungen untersucht. Beispiele hierzu sind die Bestimmung von Energiehöhenverlusten von Rohr- oder Gerinneeinbauten, das Verhalten von Mineralöl in einem Abscheider, die Zuströmung zu einem Brunnen bei gespannten Verhältnissen, die Errichtung von Abflussmesssystemen oder die Gestaltung von Überfällen für architektonische Zwecke.

Lehre

Das Institut deckt im Bachelor- und Masterstudium der Kulturtechnik und Wasserwirtschaft (KTWW) die Themenbereiche Landeskulturelle Wasserwirtschaft, Bodenphysik und Hydrau­lik ab. Daneben werden auch Lehrveranstaltungen für wesentliche Bereiche folgender Master­studien angeboten: Water Management and Environmental Engineering (WMEE), Natural Resources Management and Ecological Engineering (NARMEE) und Environmental Sciences – Soil, Water and Biodiversity (ENVEURO).