Sie sind hier: Startseite LANUV » Umwelt » Wasser » Lysimeter

Lysimeter in der Hydrologie beim LANUV

Lysimeter sind Messsysteme zur Erfassung der Durchsickerung für die Ermittlung des Grund- und Bodenwasserhaushalts, aber auch des Stoffhaushalts. In der Umweltforschung und Landwirtschaft werden Lysimeter zur Erfassung von Wechselwirkungen bzw. Stofftransporten zwischen der Atmosphäre, den Pflanzen, dem Boden, der Tierwelt und dem Grundwasser verwendet.

Die DIN 4049, Teil 3 definiert Lysimeter als eine Anlage zum Erfassen von Sickerwasser als Grundlage zur Mengen- und Stoffbilanz in Abhängigkeit von Boden, Gestein, Bewuchs, lokalem Klima und anderen Randbedingungen.

Die Lysimeteranlage St. Arnold

Für langfristig angelegte Untersuchungen des Wasserhaushalts bei verschiedenen Bewuchsformen betreibt das LANUV die seit 1965 im Ortsteil St. Arnold der Gemeinde Neuenkirchen bei Rheine bestehende Großlysimeteranlage. An dieser werden in drei verschiedenen Becken für Gras, Eichen-Buchen-Bestand und bis 2006 für Weymouthskiefern, danach für Pionierwald (überwiegend Laubholz-Bestand) unter einem geschichteten Sand/Kiesboden kontinuierlich die Sickerwassermengen (seit November 1965) sowie klimatologische Parameter gemessen.

Die Anlage wurde vom damaligen Wasserwirtschaftsamt Münster zwischen 1962 und 1964 errichtet. Sie besteht aus drei bodengefüllten Becken (seitlich und vertikal abgedichtet) in den Abmessungen 20 m x 20 m x 3,50 m, wobei die ursprüngliche Bodenschichtung im Zuge der Beckenverfüllung nachgebildet wurde.

Die Lysimeter dienen der Erfassung der Grundwasserneubildung in Abhängigkeit vom Bewuchs mit Grünland, Laubwald und Nadelwald, seit 2007 Pionierwald in ihrem jahreszeitlichen Verlauf. Ein ursprüngliches Ziel bestand darin, die quantitative Grundwasserbewirtschaftung langfristig auf eine empirisch gesicherte Datenbasis zu stellen, um u.a. Klarheit zu Nutzungskonflikten bei den damaligen Entsandungsvorhaben und den Anlagen zur öffentlichen Wasserversorgung zu erhalten.

Auf dem Gelände der Lysimeteranlage wird die Grundwassermessstelle VII/38 LYS.ST.ARND (Nr. 110070380) sowie unmittelbar außerhalb die Grundwassermessstelle VII/50_ST.ARNOLD (Nr. 110070501) als Referenzmessstelle betrieben, über die Vergleichsdaten zu dem im Umland vorhandenen Grundwasserhorizont zur Verfügung stehen. Die Daten dieser Grundwassermessstellen können dem Informationssystem ELWAS entnommen werden (www.elwasweb.nrw.de).

Messwerte

Lage der Lysimeterstation St. Arnold
Lage der Lysimeterstation St. Arnold
Aufbau der Lysimeteranlage St. Arnold
Aufbau der Lysimeteranlage St. Arnold

Messparameter

In der Lysimeteranlage werden aktuell folgende Parameter gemessen:

  • Niederschlag als Stundenwert mittels Niederschlagsschreiber (Pluvio) in bodengleicher Höhe und als Tageswert mit Hellmann-Regenmesser in 1 m Höhe
  • Lufttemperatur und Luftfeuchte mittels Thermohygrograph
  • Sonnenscheindauer mit Sonnenscheinschreiber
  • Globalstrahlung mit Pyranometer
  • Windgeschwindigkeit in Höhen von 3 m, 6 m und 9 m mit Kontaktanemometer
  • Sickerwassermenge pro Lysimeterbecken
  • Grundwasserstand und -qualität (s.o.)

Über empirische Formeln kann damit die Verdunstung (Evaporation) ermittelt werden. Diese ist wiederum eine ausschlaggebende Größe bei der Niederschlag-Abfluss-Modellierung. Das Lysimeter liefert wichtige Erkenntnisse für hydrologische Kennwerte (z.B. mittlere Sickerwassermenge) und Stoffumsätze (z.B. Stickstoff) bei verschiedenen Bewuchsformen. Diese Daten können als Grundlage für wasserwirtschaftliche Bemessungen herangezogen werden.

Die Anlage kann für Untersuchungen zur Evapotranspiration der Bodenoberfläche mit drei verschiedenen Bewuchsformen genutzt werden. Die Anlage ist ebenfalls geeignet für Ökophysiologische Messungen (z.B. Gasaustausch und Atmung der Blattepidermis) sowie Tracer-Experimenten mit stabilen Isotopen.

Daten

Das LANUV hält Zeitreihen mit Tageswerten seit 1966 und mit Fünfminutenwerten seit 1998 vor, die bis auf die Globalstrahlung lückenlos vorliegen. Die Daten werden auf Antrag Interessierten für Untersuchungsvorhaben zur Verfügung gestellt. Die langjährig dokumentierten Jahresreihen lassen relativ gut gesicherte Extrapolationen auf Einzelereignisse zu (z.B. Niederschlagsereignisse). Die verschiedenen Parameter können zeitlich korreliert werden. Einige Parameter können teilweise auch mit den Daten der Niederschlags- und Klimamessstationen sowie der Grundwassermessstellen des LANUV örtlich korreliert werden.

Die Anlage wird auch für Untersuchungsvorhaben Dritter zur Verfügung gestellt.

Anfragen zum Lysimeter, zu Datenauskünften oder zur Durchführung von Untersuchungen auf der Anlage richten Sie bitte an:

Herr Brandenburg, Tel. 0251 / 208073-71

Verfügbare Messdaten

Lysimeter-Messungen, Sickerwasserabläufe unter

 

Meteorologische Messungen

Bitte beachten Sie die Hinweise zur Nutzung der Lysimeterdaten.