Bachelorarbeit Entwicklung eines Tools zur Empfehlung eines Bewsserungssystems

Bachelorarbeit Entwicklung eines Tools zur Empfehlung eines Bewässerungssystems auf Basis lokaler Parameter Ufuk Akay 16. 05. 2013

Problemstellung Es gibt kein optimales und universales Bewässerungssystem muss nach lokalen Klima-, Wasser- und Bodenparameter des Ackerlandes bestimmt werden, um effektiv und wassersparend zu sein und um Gefahren der Bodendegradation zu minimieren Manuelle Auswahl eines Bewässerungssystems sehr komplex viele Faktoren müssen berücksichtigt werden umfangreich und zeitintensiv es wird nicht auf die lokalen Klima-, Wasser- und Bodenparameter des Ackerlandes geachtet Bachelorarbeit - Entwicklung eines Tools zur Empfehlung eines Bewässerungssystems auf Basis lokaler Parameter 2

Zielsetzung Entwicklung eines computerbasierten Tools, um das am besten geeignetste Bewässerungssystem für ein Ackerland zu bestimmen Effektiv Wassersparend Ernteeinbußen und Ernteausfälle verhindern Gefahren der Bodendegradation minimieren Bachelorarbeit - Entwicklung eines Tools zur Empfehlung eines Bewässerungssystems auf Basis lokaler Parameter 3

Aufbau Bewässerungssysteme Bachelorarbeit - Entwicklung eines Tools zur Empfehlung eines Bewässerungssystems auf Basis lokaler Parameter 4

Bewässerungsmethoden Oberflächenbewässerung – Beckenbewässerung – Streifenbewässerung – Furchenbewässerung Beregnung Tröpfchenbewässerung Unterflurbewässerung Bachelorarbeit - Entwicklung eines Tools zur Empfehlung eines Bewässerungssystems auf Basis lokaler Parameter 5

Generatoren Stromerzeugungsaggregat - Benzingenerator - Dieselgenerator - Flüssiggasgenerator Photovoltaikgenerator Windgenerator (Western Mill) Bachelorarbeit - Entwicklung eines Tools zur Empfehlung eines Bewässerungssystems auf Basis lokaler Parameter 6

Aufbau des Tools Excel Tabelle mit 3. Reitern: 1. Bewässerungsmethode 2. Generator 3. Zusammenfassung Bachelorarbeit - Entwicklung eines Tools zur Empfehlung eines Bewässerungssystems auf Basis lokaler Parameter 7

Reiter Bewässerungsmethode Im Reiter Bewässerungsmethode des Tools werden folgende Bewässerungsmethoden miteinander verglichen: • • • Beckenbewässerung Streifenbewässerung Furchenbewässerung Unterflurbewässerung Tropfbewässerung Beregnung Bachelorarbeit - Entwicklung eines Tools zur Empfehlung eines Bewässerungssystems auf Basis lokaler Parameter 8

Reiter Bewässerungsmethode Die Parameter die von dem Anwender angegeben werden müssen sind: • • Bodengefälle Erosionsgefahr des Bodens Versalzungsgefahr des Bodens Gefahr der Wasserverluste Möglichkeit der Auswaschung Energievorkommen Anfangsbudget Jahresbudget Empfehlung der Bewässerungsmethode (Vorteile und Nachteile) Bachelorarbeit - Entwicklung eines Tools zur Empfehlung eines Bewässerungssystems auf Basis lokaler Parameter 9

Reiter Generator Einzugebende Daten zur Empfehlung eines Generators sind: • • • Währung Auslegung des Systems in Jahren Investitionskosten (Generator, Bewässerungsmethode, Pumpe) Kreditkonditionen (Laufzeit, Zinssatz) Eingabe der Betriebskosten (Lohn, Betriebsstoffe, Reparatur, Ersatzteile, …) Empfehlung des Generators Bachelorarbeit - Entwicklung eines Tools zur Empfehlung eines Bewässerungssystems auf Basis lokaler Parameter 10

Reiter Zusammenfassung Übersichtliche Darstellung der Empfehlungen (Generator, Bewässerungsmethode) Darstellung der Gesamtkosten des Bewässerungssystems im Auslegungsjahr (incl. Kredit) Eignung des Bewässerungssystem zum Anbau für verschiedene Pflanzen Bachelorarbeit - Entwicklung eines Tools zur Empfehlung eines Bewässerungssystems auf Basis lokaler Parameter 11

Beispiel Leon, Nicaragua Anwendung des Tools Gelände des Ackers ist eben Windstärke 2, 5 m/s Winderosionsrisiko gering, aber stake Niederschläge von Mai bis Oktober Erosionsrisiko gesamt im Hohen Bereich Leon Bachelorarbeit - Entwicklung eines Tools zur Empfehlung eines Bewässerungssystems auf Basis lokaler Parameter 12

Beispiel Leon, Nicaragua Anwendung des Tools kein salzhaltiges Wasser zur Bewässerung, sondern Brunnenwasser Versalzungsgefahr gering durchlässige Bodenschicht hohe Gefahr Wasserverluste und hohe Gefahr der Auswaschung Energie durch einen Generator vorhanden mittleres Anfangsbudget und geringes Jahresbudget mit Faktor 3 Bachelorarbeit - Entwicklung eines Tools zur Empfehlung eines Bewässerungssystems auf Basis lokaler Parameter 13

Beispiel Bewässerungsmethode Bachelorarbeit - Entwicklung eines Tools zur Empfehlung eines Bewässerungssystems auf Basis lokaler Parameter 14

Beispiel Bewässerungsmethode Vorteile vs. Nachteile Bachelorarbeit - Entwicklung eines Tools zur Empfehlung eines Bewässerungssystems auf Basis lokaler Parameter 15

Beispiel Generator • Kostenvergleich Photovoltaik-, Dieselgenerator und Holzvergasung – System ist auf 6 Jahre ausgelegt – Kreditlaufzeit 2 Jahre mit 14% Zinsen – Ø Windgeschwindigkeit 2, 5 m/s NICHT MÖGLICH • Angebote eingeholt: Empfehlung: ? !? Angaben in Euro Investitionskosten Generator Investitionskosten Pumpe Photovoltaik Diesel Holzvergas 3500 2000 900 400 900 Investitionskosten Bewässerungsmethode Lohnkosten/a Betriebsstoffe/a Ersatzteile/a 500 100 0 20 500 1263 80 500 100 500 20 Service und Reparatur/a 30 250 10 Bachelorarbeit - Entwicklung eines Tools zur Empfehlung eines Bewässerungssystems auf Basis lokaler Parameter 16

Beispiel Generator Bachelorarbeit - Entwicklung eines Tools zur Empfehlung eines Bewässerungssystems auf Basis lokaler Parameter 17

Beispiel Generator Bachelorarbeit - Entwicklung eines Tools zur Empfehlung eines Bewässerungssystems auf Basis lokaler Parameter 18

Beispiel Zusammenfassung Bachelorarbeit - Entwicklung eines Tools zur Empfehlung eines Bewässerungssystems auf Basis lokaler Parameter 19

Zusammenfassung Es gibt kein universales und optimales Bewässerungssystem Wenn das Bewässerungssystem nach lokalen Klima-, Wasser- und Bodenparametern exakt bestimmt wird, kann: • die Gefahr der Bodendegradation durch unangepasste Bewässerungssysteme minimiert werden • Ernteeinbußen & Ernteausfälle minimiert werden • der Acker effektiv & wassersparend bewirtschaftet werden Bachelorarbeit - Entwicklung eines Tools zur Empfehlung eines Bewässerungssystems auf Basis lokaler Parameter 20

Ausblick Ansatzpunkte zum erweitern: - Klima- & Bodenparameter erweitern - Pflanzen abfragen Das Tool kann von Landwirten und Universitären Einrichtungen eingesetzt werden, um das geeignete Bewässerungssystem herauszufinden Enge Zusammenarbeit von Landwirten, Bildungs- und Forschungseinrichtungen und Technikern Bachelorarbeit - Entwicklung eines Tools zur Empfehlung eines Bewässerungssystems auf Basis lokaler Parameter 21

Vielen dank für Ihre Aufmerksamkeit! Bachelorarbeit - Entwicklung eines Tools zur Empfehlung eines Bewässerungssystems auf Basis lokaler Parameter 22