Wasserspeicherbecken als Klimaanpassungsoption für den Pflanzenbau in Deutschland: Planung, Umsetzbarkeit, Investitionsbedarf

Nataliya Stupak, Niklas Ebers, Ruben von Zepelin, Konstantin Ilgen, Kai Schröter and Hannes Müller-Thomy

No 278, Thünen Working Papers from Johann Heinrich von Thünen Institute, Federal Research Institute for Rural Areas, Forestry and Fisheries

Abstract: Ausreichende Wasserversorgung ist eine der wichtigsten Herausforderungen für den Pflanzenbau in Deutschland im Kontext des fortschreitenden Klimawandels. Niedrige Grundwasserstände, Änderung der räumlichen Variabilität des Niederschlags, zunehmende Häufigkeit des Niederschlags in Form von Starkregenereignissen sowie Einschränkungen von Wasserentnahmen verringern die Wasserverfügbarkeit für Pflanzen und die Bewässerungssicherheit. Das Verbundprojekt LAWAMAD - Landwirtschaftliches Wassermanagement in Deutschland - untersucht das Potenzial und die Umsetzbarkeit der oberirdischen Wasserspeicherung für eine Erhöhung der Wasserverfügbarkeit für Bewässerung. Wasserspeicherbecken können im Winterhalbjahr gefüllt und im Sommerhalbjahr für die Bewässerung genutzt werden. Somit können die zunehmend ungünstige jahreszeitliche Niederschlagsverteilung ausgeglichen, die Zuverlässigkeit der Bewässerung für Betriebe verbessert sowie die Interessenkonflikte um Wassernutzungen im Sommerhalbjahr abgemildert werden. Dimensionierung von Wasserspeicherbecken. Für Landschaftsausschnitte in der Magdeburger Börde (Sachsen- Anhalt) und in der Region Weingarten (Rheinland-Pfalz) wurde die Speicherung (i) von Wasserentnahmen aus Fließgewässern I. Ordnung (überregionales Konzept), (ii) von Entnahmen aus Fließgewässern II.-III. Ordnung (regionales Konzept), und (iii) von Oberflächenabfluss (lokales Konzept) untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass in den ausgewählten Landschaftsausschnitten der Abfluss in den Fließgewässern im Winterhalbjahr ausreichend ist, um die für die Bewässerung erforderlichen Wassermengen zwischenzuspeichern. Die Möglichkeit zur Speicherung von Oberflächenabfluss ist sehr standortspezifisch und stark von den Gelände- und Bodeneigenschaften abhängig. Im Vergleich zu den Abflussmengen in Fließgewässern können bei dieser Option nur deutlich kleinere Wassermengen für die Zwischenspeicherung zurückgehalten werden. Zusätzlich entstehen bei dieser Option Interessenkonflikte zwischen Wasserspeicherung und Erosionsschutz. Planung von Wasserspeicherbecken und Ermittlung des Investitionsbedarfs. Der Bau eines Wasserspeicherbeckens ist eine kostenintensive Maßnahme. Je nach Gesamtvolumen des Beckens, liegt der Investitionsbedarf für 1 m3 im Folienbecken gespeichertes Wasser zwischen 20-70 €. Dieser Preis umfasst neben den Bauarbeiten und Materialien auch technische Anlagen und Baunebenkosten. Die Wirtschaftlichkeit der Wasserspeicherung kann durch (i) Minderung des Bewässerungs- und Wasserspeicherungsbedarfs, (ii) Verringerung der Kosten durch die Bauform und Ausführung des Wasserspeicherbeckens, und (iii) multifunktionale Nutzung des Wasserspeicherbeckens, z. B. für Energieerzeugung verbessert werden. Synergien zwischen Wasserspeicherung und Energieerzeugung. Die Ergebnisse zeigen auf, dass bei maximaler Belegung der Wasseroberfläche mit schwimmender Photovoltaik die Verdunstung erheblich reduziert werden kann. Dies wirkt sich positiv auf die Dimensionierung von Speicherbecken und den erforderlichen Investitionsbedarf aus. Stromerzeugung stellt eine zusätzliche Einkommensquelle dar und ermöglicht die Einführung von intelligenter Bewässerungssteuerung auch auf den Flächen, die keinen Anschluss an ein Stromnetz haben. Das Potenzial und die Umsetzbarkeit der oberirdischen Wasserspeicherung sind in breiterem rechtlichem und politischem Kontext zu betrachten. Erforderlich ist die einheitliche und ökologisch sichere Regelung von Entnahmen aus Fließgewässern und Erteilung von wasserrechtlichen Erlaubnissen. Weiterentwicklungen des Wasserhaushaltsgesetzes und des Erneuerbaren Energien Gesetzes sind geboten, um die Synergien zwischen Wasserspeicherung und Energieerzeugung auszuschöpfen. Um das ganze Potenzial von Wasserspeicherbecken für die landwirtschaftliche Wasserversorgung, den Grundwasserschutz und weitere gesellschaftliche Leistungen (z. B. Hochwasserschutz, Energieerzeugung) auszuschöpfen, soll die Wasserspeicherung zukünftig besser koordiniert und in die räumliche Landschaftsplanung integriert werden.

Keywords: Klimaanpassung; Wassermanagement; Wasserspeicherung für Bewässerung; schwimmende Photovoltaik; climate adaptation; crop production; water management; water storage for irrigation; floating photovoltai (search for similar items in EconPapers)
JEL-codes: Q15 Q25 Q42 Q54 Q55 (search for similar items in EconPapers)
Date: 2026
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DOI: 10.3220/253-2025-222

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