Die Binnenentwässerung ist charakteristisch für die nordwestdeutsche Küstenregion und eine Voraussetzung für die Grünlandnutzung. Klimawandelmodelle prognostizieren für die Region höhere Niederschlagsmengen im Winter, häufigere Starkregenereignisse und ausgedehntere Dürreperioden im Sommer. Die Auswirkungen von Dürren zeigen sich in Nordwestdeutschland bereits jetzt durch Schäden an der Vegetation und sinkender Produktivität intensiv genutzter Grünlandflächen. Um den entsprechenden Wasserbedarf von intensiv genutztem Grünland in trockenen Sommerperioden sicherzustellen, ist ein klimaangepasstes Wassermanagement dringend erforderlich. In dem Projekt „Future Proof Grassland“ wird die derzeitige konventionelle Binnenentwässerung auf exemplarischen Exaktversuchsflächen auf ein klimaangepasstes Wassermanagement umgestellt, das sowohl auf trockene als auch nasse Wetterbedingungen variabel reagieren kann. Unter trockenen Bedingungen wird Wasser auf Feldversuchsebene in Grüppen angestaut, um das Absenken des Grundwasserspiegels in Dürreperioden zu reduzieren, damit das Grünland keinen Trockenstress erleidet und die Produktivität der Grünlandfläche erhalten bleibt. Unter nassen Bedingungen verhindert das klimaangepasste Wassermanagement Staunässe durch eine Reaktivierung der Entwässerungsfunktion und ermöglicht den Wasserabfluss aus der Fläche. Im Projekt werden konventionelles und klimaangepasstes Wassermanagement verglichen. Darüber hinaus werden Änderungen der Landnutzungsintensität als Möglichkeit zur Verringerung der Nährstoffeinträge in die Oberflächengewässer untersucht. In den Zielregionen Ostfriesland und Wesermarsch werden zu diesem Zweck groß angelegte randomisierte Exaktversuche mit dem klimaangepasstem Wassermanagement durchgeführt. Erste Versuchsergebnisse zeigen, dass auf Feldebene das konventionelle Entwässerungssystem an die sich verändernden klimatischen Bedingungen angepasst werden kann. Dadurch ist es möglich, den Grundwasserspiegel und damit die den Pflanzen zur Verfügung stehende Wassermenge zu beeinflussen und variabel auf Witterung und klimatischen Bedingungen zu reagieren.

In der Machbarkeitsstudie für den Landkreis Ortenaukreis wurde die Bewässerungsinfrastruktur im Obst- und Weinbau von 15 teilnehmenden Gemeinden untersucht, um eine Basis für die Gründung neuer Beregnungsverbände in der Raumschaft mit dem Ziel einer effizienten Nutzung der verfügbaren Wasserressourcen zu schaffen. Im Fokus stand der Aufbau einer nachhaltigen und gemeinschaftlich organisierte Bewässerungsinfrastruktur für den Obst- und Weinbau.

Spätestens seit den Dürrejahren 2018-2022 ist deutlich geworden, dass sich aufgrund des Klimawandels mit seinen weitreichenden Auswirkungen auf die Wasserverfügbarkeit und Wassernutzung die Anbaubedingungen der Landwirtschaft in Deutschland verändern. Eine angepasste Bewässerungsinfrastruktur bietet nicht nur ökologische, sondern auch wirtschaftliche Vorteile mit dem Ziel landwirtschaftliche Erträge zu stabilisieren und abzusichern. Sie ermöglicht eine quantitative Ertragsstabilisierung, indem Trockenstress vermieden wird sowie eine qualitative Ertragsverbesserung, was letztlich zu höheren Verkaufspreisen führt. Darüber hinaus trägt eine Bewässerung zur Reduzierung des Ernteausfallsrisikos in Trockenjahren (Trockenberegnung) und während Frostperioden durch eine Frostschutzberegnung bei.

In der Studie wurden folgende Schwerpunkte untersucht:

• Berechnung des vorhandenen Wasserdargebots pro Gemeinde aus der Grundwasserneubildung mit dem GW-Modell GWN-BW abzüglich weiterer Nutzungen (Trinkwasser, etc.). Von diesem verbleibenden Dargebot wurde ein Anteil von 30 % für die Bewässerung ermittelt, um eine nachhaltige Bewirtschaftung des Grundwassers zu gewährleisten.
• Automatisierte Berechnung des Wasserbedarfs für jede Gemeinde nach DWA Merkblatt M590 unter Berücksichtigung von klimatischen und bodenkundlichen Faktoren sowie der Anbaukultur. Insgesamt konnte der Bedarf für 1575 ha bewässerungswürdige Obstbau und 2692 ha im Weinbauflächen ermittelt werden.
• Ermittlung geeigneter Brunnenstandorte zur Deckung des Wasserbedarfs sowie weiterer Wasserentnahmemöglichkeiten in den Gemeinden.
• Abschätzung der Kosten für verschiedene Varianten bzgl. Wassergewinnung und Wasserverteilung bis zum Feldrand oder/und bis zu einer Haupttransportleitung mit und ohne Frostschutzberegnung.

Die geplante Infrastruktur umfasst Tiefbrunnen, Gewässerentnahmestellen, Haupt- und Verteilungsleitungen sowie Druckerhöhungsanlagen für Hanglagen. Ein erster Entwurf eines möglichen Leitungsnetzes wurde auf Basis realer Flächendaten algorithmisch in QGIS entwickelt.

Die Machbarkeitsstudie wurde im Mai 2025 im Landratsamt Ortenaukreis den Gemeinden vorgestellt. Sie zeigt, dass der Ortenaukreis über ein hohes Wasserdargebot insbesondere im Oberrheingraben verfügt und eine moderne, gemeinschaftlich organisierte Bewässerungsinfrastruktur wirtschaftlich sinnvoll und technisch machbar ist. Die Machbarkeitsstudie liefert eine Entscheidungsgrundlage für Landwirtschaft, Politik und Verwaltung.

Die Erstellung der Machbarkeitsstudie wurde fachlich durch das Amt für Landwirtschaft und das Amt für Wasserwirtschaft und Bodenschutz am Landratsamt Ortenaukreis begleitet.

Die zukünftige Nachfrage nach Grundwasser für die Feldbewässerung in der Landwirtschaft ist in vielen Studien als sehr relevante Komponente des wachsenden Nutzungsdrucks auf die Grundwasserressourcen in Deutschland identifiziert worden. Vor dem Hintergrund, dass die für eine Bewässerung ausgestattete landwirtschaftliche Nutzfläche in Deutschland in der vergangenen Dekade wahrscheinlich jährlich um mehr als 1,5 % gewachsen ist und dass in den Dürresommern seit 2018 in vielen Regionen ein erhöhter potentieller Bewässerungsbedarf existierte, erscheinen umfassende Studie notwendig, die die zukünftigen Grenzen der Grundwasserverfügbarkeit für die landwirtschaftliche Bewässerung in Deutschland aufzeigen. Diese Grenzen genauer zu ermitteln, erscheint vor allem im Hinblick auf die in der Nationalen Wasserstrategie dargelegte Leitlinie für den Umgang mit Wasserknappheit sinnvoll, der zufolge jederzeit ausreichende, möglichst ortsnahe (Grundwasser-) Ressourcen für die Trinkwasserversorgung zur Verfügung stehen sollen. Insbesondere Stresstests sind geeignete Instrumente, um langfristige Entwicklungen zu Grundwasserdargebot/Grundwasserneubildung und Grundwassernutzung in der Landwirtschaft in einen Zusammenhang mit Wasserknappheit zu bringen.

Das Design des in diesem Beitrag vorgestellten Stresstests orientiert sich an den flächendeckend für ganz Deutschland notwendigen Szenarien zur Grundwasserneubildung, zu den tatsächlichen Bewässerungsbedarfen und zur Entwicklung der zukünftigen Wasserabgabe an die Bevölkerung. Diese Szenarien sind ausschließlich aus Bevölkerungsprojektionen, aus Projektionen mit Klimamodellen und dem Wasserhaushaltsmodell mGROWA (Grundwasserneubildung, Bewässerungsbedarf) sowie Projektionen des Flächenwachstums der bewässerten Landwirtschaftsfläche abgeleitet. Außerdem liegt die Annahme zugrunde, dass die Wassernutzung der zwei Sektoren Bewässerungslandwirtschaft und öffentliche Wasserversorgung ausschließlich aus dem Grundwasser erfolgen wird. In der für den Stresstest notwendigen Kombination sind im Rahmen des Projektes WADKlim (Auswirkung des Klimawandels auf die Wasserverfügbarkeit – Anpassung an Trockenheit und Dürre in Deutschland) erstmals für ganz Deutschland solche Szenarien in hoher räumlicher Auflösung geschaffen worden. Aufbauend auf den projizierten Größen wurden für diese Szenarien Grundwassernutzungsindizes (GWNI, d.h. der Quotient aus Grundwassernutzung und Grundwasserneubildung) auf der NUTS-3 Ebene (d.h. Landkreise und kreisfreie Städte) berechnet und vergleichend analysiert.

Als Ergebnis der Szenarioanalysen lassen sich die Regionen identifizieren, in denen es in Zukunft einen zunehmenden Nutzungsdruck auf Grundwasserressourcen durch die Bewässerung in der Landwirtschaft geben wird (vgl. Abbildung). Auch ohne ein Wachstum von Bewässerungsflächen lassen sich Regionen abbilden, in denen in mehrjährigen Trockenphasen eine reduzierte Grundwasserneubildung und damit eine nichtnachhaltige Wassernutzung und ggf. Wasserknappheit vorliegt (z.B. ab GWNI > 0,4). Das Wachstum von Bewässerungsflächen hat potentiell einen größeren Einfluss auf die Veränderung der Grundwassernutzungsindizes als der klimatische Entwicklungspfad (Klimaprojektion). Außerdem kann aus den Szenarien indirekt auf die maximale Wachstumsrate der Bewässerungsflächen geschlossen werden, bei der noch eine nachhaltige Grundwasserbewirtschaftung erhalten bleibt.

Im Rahmen des Landesniedrigwasserkonzepts Brandenburg wird ein modellgestütztes Bewirtschaftungskonzept für das Einzugsgebiet der Glinze entwickelt. Ein wesentliches Ziel des Landeskonzeptes ist die Erhöhung der Grundwasserstände durch Rücknahme der übermäßigen Entwässerung und Stabilisierung des Landschaftswasserhaushalts durch Wasserrückhalt, vor allem in Speisungsgebieten wie der Glinze, die ein Zufluss der Dosse im Flussgebiet Dosse-Jäglitz ist.
Brandenburg ist infolge naturräumlicher Gegebenheiten und anthropogener Eingriffe (Stichwort Komplexmelioration) besonders anfällig für Wasserdefizite. Viele Staue und Bauwerke zur Wasserstandsregulierung sind nach der politischen Wende außer Betrieb gegangen oder verfallen, wodurch die Wasserrückhaltekapazität der Landschaft deutlich abgenommen hat. Ihre Reaktivierung und Anpassung wird als zentrale Maßnahme zur Erhöhung der Grundwasser¬neubildung und Stärkung der hydrologischen Resilienz gegenüber zunehmenden Niedrigwasser- und Trockenphasen infolge des Klimawandels angesehen. Zusätzlich zu den Stauanlagen sind Sohlschwellen, die Erhöhung von Grabensohlen, ggf. der Verschluss von Gräben und Drainagen, die Verbesserung der Gewässerstrukturen etc. weitere wichtige Maßnahmen, um Wasser länger in der Landschaft zu halten, den Abfluss zu verzögern und den Bodenspeicher zu nutzen. Für die Anpassung an den Klimawandel ist die Wiederherstellung von Wasserrückhaltestrukturen ein wesentliches Element, aber ist auch eine angepasste Wasserbewirtschaftung und ein Umdenken in der Landnutzung, v.a in der Landwirtschaft und Fortwirtschaft notwendig, um das Austrocknen der Landschaft nicht weiter zu verstärken.
Für eine nachhaltige Wasserbewirtschaftung ist die Entwicklung ganzheitlicher Bewirtschaftungs-strategien auf Einzugsgebietsebene durchzuführen. Eine solche systemische Perspektive ermöglicht es, Maßnahmen räumlich und funktional zu priorisieren und Synergieeffekte zu identifizieren.
Das Vorhaben für das Einzugsgebiet der Glinze dient als Pilotregion zur modellgestützten Entwicklung eines Bewirtschaftungskonzepts Zur Analyse und Bewertung potenzieller Maßnahmen wird im Einzugsgebiet der Glinze das integrierte Grund- und Oberflächenwassermodell MIKE SHE eingesetzt. Dieses Modell erlaubt eine integrierte Simulation hydrologischer und hydrogeologischer Prozesse sowie eine quantitative Abschätzung der Auswirkungen verschiedener Bewirtschaftungs-szenarien auf den Landschaftswasserhaushalt. Inhalte des Bewirtschaftungskonzepts sind:
• Darstellung des Ist-Zustands zum Grabensystem, der aktuellen Maßnahmen zum Wasserrückhalt und der Steuerung der Anlagen,
• Darstellung der Defizite und Ableitung des Handlungsbedarfs,
• Modelluntersuchungen zur Bewertung der Auswirkungen von Maßnahmen zur Stabilisierung des Landschaftswasserhaushalts,
• Ausweisung von Zielwasserständen und -abflüssen (unter Beachtung des verfügbaren Dargebots und des Interessensausgleichs),
• Empfehlungen zur Steuerung (Bewertungspegel, Q-H-Beziehungen, Stauziele),
• Anforderungen an die Regulierbarkeit/ Steuerbarkeit von Stauanlagen,
Das Bewirtschaftungskonzept soll die Grundlage für die zukünftige Bewirtschaftung darstellen. Bei der Erstellung sind die Flächenbewirtschafter einzubeziehen, um Akzeptanz zu erreichen und nachhaltig Maßnahmen umsetzen zu können.

The Agricultural Structure Survey conducted by the Federal Statistical Office of Germany (Statistisches Bundesamt – Destatis) reports that in 2022 4.8% of Germany’s arable land was equipped with irrigation systems. Although this share remains low compared to many southern European countries, the relative increase of irrigated land—by almost 50% since 2009—is substantial. With rising temperatures and changing precipitation patterns projected as a result of climate change, this trend is likely to continue.

Since most irrigation water in Germany is sourced from groundwater, increasing irrigation demand can lead to resource-use conflicts and additional stress on groundwater reserves. When assessing the impacts of greater groundwater extraction for agricultural use, not only the total volume of water withdrawn is relevant, but also the fate of the irrigation water. While increased irrigation return flow will enhance groundwater recharge—a positive outcome from the perspective of water suppliers—it reduces the efficiency of irrigation from the farmer’s standpoint, as less water is used by the crops.

To analyze the quantity and distribution of irrigation water under projected future climate conditions in Germany, the crop model ExpertN was used to simulate crop production and potential irrigation demand in a 400 km² area south of Stuttgart. Agricultural land is predominantly arable and mainly used for growing wheat, barley, rapeseed and silage maize. The simulations employed 13 bias-corrected climate projections from the KLIWA ensemble as future climate scenarios. Soil properties were taken from the BK50 soil map.

Irrigation amounts were calculated based on the simulated soil water content for each soil–climate combination. Virtual irrigation events were triggered when soil moisture dropped below a crop-specific threshold, as defined by the Working Group for Agricultural Engineering and Agricultural Construction in Bavaria (ALB).

Finally, the annual amount of irrigated water and its pathways were analyzed and visualized. For most climate scenarios, irrigation demand showed no substantial increase compared to the historical baseline, although individual scenarios with markedly reduced summer precipitation indicated significant rises. The analysis also showed that most of the applied irrigation water contributed to increased plant transpiration, with a smaller fraction lost through soil evaporation. The portion of irrigation water that leaves the crop root zone to contribute to groundwater recharge generally remains small when irrigation is applied based on reliable soil moisture information.