Wasser- und Stofftransportmodell J2000-S
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Das Wasser- und Stofftransportmodell J2000-S ermöglicht die Simulation des Wasser- und Stickstoffhaushaltes von Mesoskaligen Einzugsgebieten. Das Modell stellt eine Erweiterung des Modells [[Hydrologisches_Modell_J2000|J2000]] dar mit denen es die meisten Komponenten zur Beschreibung des hydrologischen Kreislaufs teilt. Zur Beschreibung des Stickstoffhaushalts werden die zusätzlichen Komponenten Bodentemperatur, Bodenstickstoffhaushalt, Grundwasserstickstoffhaushalt, Pflanzenwachstum und Landnutzungsmanagement beschrieben werden. Weiter | Das Wasser- und Stofftransportmodell J2000-S ermöglicht die Simulation des Wasser- und Stickstoffhaushaltes von Mesoskaligen Einzugsgebieten. Das Modell stellt eine Erweiterung des Modells [[Hydrologisches_Modell_J2000|J2000]] dar mit denen es die meisten Komponenten zur Beschreibung des hydrologischen Kreislaufs teilt. Zur Beschreibung des Stickstoffhaushalts werden die zusätzlichen Komponenten Bodentemperatur, Bodenstickstoffhaushalt, Grundwasserstickstoffhaushalt, Pflanzenwachstum und Landnutzungsmanagement beschrieben werden. Weiter | ||
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| + | Abbildung 1: Struktur des Bodenstickstoffmoduls | ||
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Version vom 13. Februar 2009, 11:49 Uhr
Das Wasser- und Stofftransportmodell J2000-S ermöglicht die Simulation des Wasser- und Stickstoffhaushaltes von Mesoskaligen Einzugsgebieten. Das Modell stellt eine Erweiterung des Modells J2000 dar mit denen es die meisten Komponenten zur Beschreibung des hydrologischen Kreislaufs teilt. Zur Beschreibung des Stickstoffhaushalts werden die zusätzlichen Komponenten Bodentemperatur, Bodenstickstoffhaushalt, Grundwasserstickstoffhaushalt, Pflanzenwachstum und Landnutzungsmanagement beschrieben werden. Weiter
Bodenstickstoffmodul
Die Beschreibung des Bodenstickstoffhaushalts erfolgt analog zu der im Modell SWAT (Arnold et al. 1998). Hierbei werden in den einzelnen Bodenhorizonten die 5 Stickstoffpools für Nitrat, Ammonium, stabile organische Substanz, aktive organische Substanz, frische Pflanzenrest Biomasse unterschieden. Die Flüsse und Transformationen zwischen den Pools und außerhalb des Bodens: Nitrifikation, Denitrifikation, Mineralisation, Volatilation, Pflanzenaufnahme und Auswaschung, werden durch empirische Beziehungen in Abhängigkeit der Bodenfeuchte und Bodentemperatur berechnet. Der Nitratfluss wird äquivalent zum Wassertransport durch ein Routingverfahren zwischen den Teilflächen und zum Vorfluter weitergegeben (vgl. Abbildung 1).
Der Stickstoffeintrag über Düngung und Bestandesabfall wird, ebenso wie der Entzug durch die Pflanzen, vom Pflanzenwachstums- und Landnutzungsmanagementmodul bereitgestellt. Die mineralischen Einträge werden dem Ammoniumpool oder direkt dem Nitratpool zugeführt. Der organische Stickstoff geht entweder in die Pools für den Bestandesabfall oder in den aktiven organischen Pool ein. Der Abbau des Bestandesabfalls geht in Abhängigkeit vom C/N-Verhältnis in Anteilen in den Nitratpool oder in den aktiven organischen Pool ein. Der aktive organische Pool steht im Gleichgewicht mit dem stabilen organischen Pool. Der Nitratpool stellt die zentrale Verteilstelle für die Austräge in Form von Auswaschung, Pflanzenaufnahme und Denitrifikation dar. Die im Modul beschriebenen Prozesse finden in verschiedenen frei parametrisierbaren Bodenhorizonten statt. Hierbei beschränken sich die Zuführung von organischer Substanz und Dünger und die Abfuhr von Stickstoff mit dem Oberflächenabfluss auf den obersten Horizont. Gleichungen für die einzelnen Prozesse finden sich bei Neitsch et al. (2002).
Abbildung 1: Struktur des Bodenstickstoffmoduls
Das hier eingesetzte Stickstoffmodul enthält einige starke Vereinfachungen. So wird keine Pflanzenaufnahme aus dem Ammoniumpool ermöglicht. Weiterhin wird die Dekomposition der organischen Substanz direkt zu Nitrat simuliert, statt den Umweg über Ammonium zu gehen. Die N-Immobilisierung von mineralischem zu organischem Stickstoff in der Bodenzone wird komplett vernachlässigt. Auch der Wassertransport von Stickstoff wird stark generalisiert abgebildet. So findet eine vollständige Durchmischung des Stickstoffs in den einzelnen Speichern statt, anstelle Advektion und Dispersion zu berücksichtigen.
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