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Wasserhaushalt im Haveleinzugsgebiet unter Einfluss des Klimawandels

 

Wasserhaushaltsmodellierung im Einzugsgebiet der Havel unter Einfluss des Klimawandels

  • Auftraggeber: Bundesanstalt für Gewässerkunde
  • Bearbeiter: BAH-Berlin
Havel

 

Die Bundesanstalt für Gewässerkunde erforscht den Einfluss des Klimawandels auf deutsche Wasserstraßen. Diese Untersuchung ist Bestandteil des Forschungsprogramms KLIWAS des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung. Für die Ermittlung möglicher Folgen des Klimawandels ist es von Bedeutung, ein gutes Verständnis der lokalen hydrologischen Prozesse zu haben. Insbesondere das nordostdeutsche Tiefland ist jedoch von komplexen hydrologischen Verhältnissen geprägt. Die Interaktion zwischen Grund- und Oberflächenwasser ist in diesem Gebiet besonders dynamisch. Zudem haben zahlreiche anthropogene Einflüsse, wie Bergbau und Stauhaltungen, das natürliche Abflussregime stark verändert.
 
Am Beispiel des Havel-Spree-Einzugsgebietes wurde innerhalb dieses Projekts ein detailliertes Verständnis für die hydrologischen Prozesse im Tiefland entwickelt, um in einem weiteren Schritt mögliche Auswirkungen klimatischer Veränderungen für dieses Gebiet mit Hilfe von ausgewählten Klimaprojektionen abzuschätzen. Dieses Projekt stellte eine wesentliche Vorarbeit für weitere Betrachtungen im gesamten Einzugsgebiet der Elbe dar.
 
Als Grundlage für diese Arbeit diente das NA-Modell Brandenburg, welches durch das Landesamt für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz bereitgestellt wurde und die komplette Landesfläche Brandenburgs und angrenzende Gebiete beinhaltet. Dieses Modell wurde im Jahr 2004 mit dem hydrologischen Modellierungssystem ArcEGMO© aufgebaut und 2007 weiterentwickelt. Für die in diesem Projekt im Vordergrund stehenden Analysen zu den Auswirkungen der Klimaänderungen wurde das Modellierungsgebiet um die obere Spree erweitert. Nach der Modellkalibrierung anhand von sechs Pegeln in diesem Gebiet wurden die meteorologischen Eingangsdaten in einer neuen Struktur eingelesen (HYRAS-Format als 5 km-Raster in täglicher Auflösung). Die mit dem HYRAS-Format verbundene Änderung der Klimadatenbasis erforderte eine Analyse, wie sich die Modellergebnisse im Verhältnis zum ursprünglichen Brandenburg-Modell verändern. Um systematische Unterschiede festzustellen und diese gegebenenfalls zu korrigieren, wurden die meteorologischen Referenzdaten im HYRAS-Format mit den zur Modellkalibrierung verwendeten meteorologischen Daten verglichen.

Auf Grundlage von ausgewählten Klimaprojektionen wurden im nächsten Schritt Wasserhaushaltsberechnungen durchgeführt, die eine Abschätzung der möglichen Bandbreite der zukünftigen Abflussentwicklung unter Einfluss des Klimawandels bis zum Jahr 2100 erlaubten. Die drei verwendeten Szenarios der globalen Klimamodelle ECHAM, ARPEGE und Hadley stammen aus dem EU-Projekt ENSEMBLES und verwenden SRES Emissionsszenario A1B, das von mittleren bis starken CO2-Emissionen ausgeht. Insgesamt wurde an sechzehn Pegel das Abflussdargebot ausgewertet. Zusätzlich zu den mittleren Abflüssen wurden zur Einschätzung der Niedrigwassersituation in der Zukunft folgende Kenngrößen für die Auswertungspegel ermittelt: Die jährlichen 10%-Perzentile der Abflussdauerlinien, die jährlichen NM7Q, die jährlichen NM30Q sowie die jährlichen Unterschreitungsdauern des NM20Q des Referenzzeitraums der jeweiligen Projektion. Für die Analyse der Ergebnisse wurde die räumliche Verteilung der Wasserhaushaltsgrößen Niederschlag, potentielle, reale Verdunstung sowie der klimatischen Wasserbilanz und der Abflusskomponenten in Karten dargestellt.

Havel_Bfg

 

 

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