4.4.3 Wasseraufnahme

Der tägliche Bodenwasserentzug wird durch den Transpirationsbedarf der Pflanze, das pflanzenverfügbare Bodenwasser und die Wurzelverteilung bestimmt.

Triebkraft ist die potenzielle Verdunstung, die als Grasreferenzverdunstung für die aktuellen meteorologischen Bedingungen berechnet wird (s. Kapitel 2). Der vegetationsabhängige Korrekturfaktor fLN wird in Abhängigkeit vom aktuellen Blattflächenindex wie im Vegetationsmodell 8 (Kapitel 4.3 „Dynamischer Ansatz auf der Basis von Tabellenfunktionen“) berechnet.

Es kann gewählt werden, ob dieser über eine exponentielle Entzugsverteilungsfunktion (Gl. 31) oder beginnend von der Bodenoberfläche bis zur Bedarfsbefriedigung bzw. dem Erreichen der aktuellen Durchwurzelungstiefe realisiert wird. Bei Wahl des exponentiellen Ansatzes ist der Entzug aus den einzelnen Schichten die Differenz der Lösung der Gleichung 31 für den oberen und unteren Rand der Schicht.

\fn_jvn E_{TR}(z,t)=E_{TRp}(t)*R_{TR}(z,t)*\frac{\left [ 1-exp\left ( -\beta \frac{z}{z_{root}} \right ) \right ]}{\left [ 1-exp(-\beta ) \right ]}
(31)

ETRp potenzielle Transpiration [mm/d] (s. Kapitel 2)
β Parameter
RTR Reduktionsfunktion der Transpiration
z Tiefe [mm]
zroot Wurzeltiefe [mm]

Wenn der pflanzenverfügbare Wassergehalt im Bereich oberhalb der aktuellen Entzugsschicht qn(z-1,t) zur Befriedigung des dortigen Bedarfs nicht ausreicht, ist eine teilweise Kompensation in tieferen Schichten möglich (Gl. 32).

EKTR = ETR(z,t) + ε Restbedarf(z-1,t)

(32)

ε       Kompensationsfaktor

image

Abb. 4‑4: Tiefenverteilung der Wasser- und Nährstoffaufnahme durch die Pflanze

In Abhängigkeit von der aktuellen Bodenfeuchte erfolgt eine Reduktion des Entzuges aus der Schicht entsprechend einer Reduktionsfunktion RTR nach Chen (1993):

\fn_jvn R_{TR}(\Theta )=\begin{cases} & \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \;\; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; 0 \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \Leftrightarrow \Theta \leq \Theta _{WP} \\ & 1-(0,9\: \Theta _{FK}-\Theta)/(0,9\:\; \Theta _{FK}-\Theta_{WP})\Leftrightarrow \Theta _{WP}< \Theta \leq 0,9\Theta _{FK} \\ & \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \! \! \! \! \! \! 1 \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \!\! \Leftrightarrow 0,9\Theta _{FK}\leq \Theta \leq 0,9\Theta _{FK} \\ & 0,3 +0,7(\Theta _{PV}-\Theta )/(\Theta _{PV}-0,9\Theta _{WP}) \Leftrightarrow \Theta > 0,9\Theta _{FK} \end{cases}
(33)

q         Wassergehalt [mm]

qWP     Wassergehalt am Permanentwelkepunkt [mm]

qFK        Wassergehalt bei Feldkapazität [mm]

qPV        Wassergehalt bei Sättigung (Porenvolumen) [mm]

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