TP 3 - Wasserqualität und Wasserbedarf
Der rasche Wandel der Landnutzung Systeme im Tarim-Becken im letzten Jahrzehnt (Bewässerungslandwirtschaft für cash crop-Produktion) hat die Quantität und Qualität der Oberflächengewässer und des Grundwassers stark beeinflusst. Teilprojekt 3 (SP3) konzentriert sich auf diese Bewässerungs-Landnutzungssysteme in der Region Aksu / Aral. Das SP 3 wird in einem integrierten Forschungsansatz verschiedene Untersuchungsgebiete betrachten, beginnend mit dem Wasserbedarf für Getreide auf der Feld-Maßstabsebene über die Erzeugung von Biomasse und den Wasserverbrauch auf der Ebene der landwirtschaftlichen Betriebe bis hin zu qualitativen und quantitativen hydrologischen / hydrodynamischen Berechnungen/Analysen für den gesamten Tarim. Anhand von drei verschiedenen Standorten, die unterschiedlich von Versalzung betroffen sind, werden Aussagen über Wasserbedarf und Wasserqualität durch Getreide-Modellierung und die Entwicklung von effizienten Bewässerungsstrategien (Deficit Irrigation) getroffen. Die wissenschaftlichen Ergebnisse werden in die Entwicklung einer wassersparenden, Sensor-gesteuerten Bewässerungsanlage einfließen. Auf der lokalen Ebene werden Hydrologie, Salzgehalt der Böden und Biomasseproduktion untersucht. Diese Arbeit umfasst die Berechnung des Salztransports in und aus den Bewässerungssystemen sowie die Salzkonzentration in den Böden, die Biomasseproduktion und die damit verbundene Nachfrage nach Bereitstellung und Nutzung von Wasser entlang des Versalzungsgradienten vom oberen zum unteren Abschnitt des Tarim.
Das Hochskalieren auf die regionale Ebene (ca. 200 km²) erfordert einen wissenschaftlichen Rahmen, der Modellierungsergebnisse mit Fernerkundungsdaten miteinander verbindet, um validierte und damit zuverlässige Ergebnisse zu erhalten. Daher werden Landnutzung, Biomasseproduktion, Blattflächenindex und Verdunstung auf Satellitenbildern aufgezeichnet und das Resultat mit den Ergebnissen der Simulationsmodelle verglichen. Durch die Verwendung von kalibrierten Wasserhaushalt- und Grundwassermodellen es ist (darüber hinaus) möglich, die Bodenverhältnisse zu bestimmen und eine Schwachstellenanalyse durchzuführen. Spektroskopie wird (hierbei) als Werkzeug getestet, um den Status der Versalzung der Böden herauszufinden und die Ergebnisse auf die regionale Maßstabsebene hoch zu skalieren. Schließlich werden Wasserverfügbarkeit, Verteilung und Wasserqualität für die verschiedenen Landnutzungsszenarien und die mit ihnen verbundenen Bewässerungsstrategien für die Aksu / Aral Oasenregion modelliert.
Das hydrodynamische Modell kann die Wasserquantität und -qualität entlang des Fluss Tarim (1000 km) unter Berücksichtigung des Grundwasserspiegels und der Grundwasserqualität kalkulieren. Hierzu werden groß-skalige Abbildungen der Landnutzungssysteme, Biomasse- und Verdunstungsraten (regionale Wasserbilanz) durch Satellitenbilder zur Verfügung gestellt. Landwirtschaftliche Bodennutzungsszenarien entlang des Tarim werden auf der Grundlage der Integration der den Satellitendaten entstammenden Landnutzungsmustern und des hydrodynamischen Modellierungs-Tools umgesetzt. Das hydrodynamische Modell ermöglicht dem Endbenutzer oder Stakeholder, die Wasserressourcen zur Optimierung ihres ökonomischen, ökologischen und sozialen Wertes zu verwalten.
