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Kliwa klimaveraenderung konsequenzen wasserwirtschaft 3

1. MQ M rz m s 1957 1963 1969 1975 1981 1987 1993 1999 1950 1956 1962 1968 1974 1980 1986 1992 1998 Abb 2 Entwicklungen der August und M rzabfl sse 1951 2000 am Pegel Leun Lahn 3 Zuk nftige Klimaprojektionen f r Hessen 3 1 Vom globalen Modell zu regionalen Aussagen Da die globalen Zirkulationsmodelle zur Simulation des Klimas f r l ngere Zeitr ume nur mit einer relativ groben r umlichen Aufl sung gerechnet werden k nnen bedarf es zur Ableitung von Aussagen zur regionalen und lokalen Klimaveranderung und der daraus abzuleitenden Auswirkungen f r die Wasserwirtschaft einer Methodik um die Ergebnisse der globalen Modell rechnungen z B auf hessische Naturr ume oder gar Stationswerte zu bertragen Im Rahmen des Projekts INKLIM 2012 wurden mit einem statistischen Regionalisierungsverfahren aus den Ergebnissen von globalen Zirkulationsmodellen Klimadaten in hoher r umlicher Aufl sung f r Hessen abgeleitet Das Verfahren beruht auf einer objektiven Wetterlagenklassifikation und dem Zusammenhang von Wetterlagen und den Klimadaten an lokalen Stationen des Deutschen Wetterdienstes Enke 2003 Basierend auf den Ergebnissen von Rechenl ufen des Max Planck Instituts f r Meteorologie mit dem globalen Klimamodell ECHAM4 unter Zugrundele gung des sogenannten B2 Szenarios mit einem nahezu linearen und damit vergleichsweise moderatem Anstieg der CO Emissionen erzeugt das statistische Reg
2. EE BEE BEDEN HEBEN JE l E EH E nm JE Ei E hee EI NE E ES E E EEE E EEE E E EENEN SERRE B a a BE ER E E 0000000000 0uU VONDONTNONKE eee eK NNN VVVVVVVVVVV HQHHHHHHHOHD o 2222220220005 H E EH 20000000000 E BD CSS OO RwWONTROOR q Do eee rae lt ET EEE EB E a a Ha a Ha a a RE a a a Ha N a a a HR a a HR RE IA TA NZ N EZ TT RZ ER HR ZZ A N 10 Vd LO ie N 19 19 Ww 19 ke ka N N M o Ww Ww Ke N N 72 hund die Wie fur die Dauer D Werte 1961 bis 1990 Abb 8 Extremwerte des Niederschlagsdargebots in mm derkehrzeit T 100 a REWANUS Welche Bedeutung das in der Schneedecke gespeicherte Wasser hat wurde im Winter 2005 2006 deutlich Die Abbildung 9 bietet den Vergleich der Vorhersage nur des Nieder mit der Vorhersage des Niederschlagsdargebots aus Regen und Schneeschmelze mittels Modell SNOW3 des DWD am Beispiel des 28 03 2006 Besonders auffallig sind die hohen Werte des Niederschlagsdargebots im Osten Bayerns und im Suden Sachsens schlags mittels Modell LMK des DWD 68 KLIWA Symposium 2006 SNOWS3 Niederschlagsdargebotssumme Nd mm Oh 66h VZP von SNOW3 28 03 2006 18 UTC Abt HMVETH Berlin B
3. WIR iau Had EEE O5A EURUO E4S 2 Jap TR Bunyays asAjeuy o z Spual Vis 9556 owane uayjapaz Jap BuruaGuepaayony OWL E FEW 95501 J7 MN AB Jassemabgatllg FEW Gunyessjegolg FELY GumsunpiaAa uays ysesjej 1742 Bunjsunpia A sep usjjeyssanszBueT boty uayobuuay ayasiBoj0108 SWOJpAY SUSANA 2002 Iinr PUETS Gejysssapein ayouuay KLIWA Symposium 2006 O 52 Anlage 3 HEYSNEUSSSEMPUNUS LUNZ SOPA AM OLL sap BunBpyMsyaquag d H 20 DS WHIM sop 4 NMS PUN WHM Bunsayjspowsyeysneyssssem jsinpowuspog sep Bury Maua Bequiayoys pun JleyeneyssssemMuapog WN 4 ursus Beg Bunmapugey ve ungumenyg cece sap Bundaysrs Aang seca yigoluo DEL WHM gesug 1
4. in Baden W rttemberg Lange Zeit waren Hochwassermarken die einzige Moglichkeit abgelaufene Hochwasserereig nisse und deren Auswirkungen auf besiedelte Flussauen zu dokumentieren und diese Kennt nisse an die folgenden Generationen weiterzugeben In den Archiven liegen vor e Beitr ge zur Hydrographie des Gro herzogtums Baden 13 Heft Die Hochwassermarken im Gro herzogtum Baden herausgegeben im Jahre 1911 f r den ehemals selbst ndigen Landesteil Baden e K nigreich W rttemberg Hochwassermarken aufgenommen im Jahre 1886 und Hoch wassermarken an w rttembergischen Gew ssern f r den ehemals selbst ndigen Lan desteil W rttemberg Beide Unterlagen sind nicht ver ffentlicht Die historischen nach den damaligen H hensystemen Wasserst nde m NN beider Lan desteile sind auf Datentr ger erfasst und danach nach Vorgaben des Landesvermessungsam tes auf das aktuelle H hensystem umgerechnet worden Au erdem sind die Stellen an denen sich die jeweiligen historischen Hochwassermarken befanden georeferenziert worden d h die Stellen mit Hoch und Rechtswerten sind jetzt auf das heutige Gew ssernetz bezogen mit Angabe der derzeitigen Kilometrierung Die erfassten Hochwassermarken enthalten Marken der Zeitspanne zwischen 1511 bis ca 1920 Marken nach ca 1920 bis 1951 sind nur im w rttembergischen Teil vorhanden Es bleibt Historische Hochwasserinformationen und deren Nutzung 115
5. POW NMS Dun WHA AG Bunsa japowsyeysneyssssen MO Jap Op ne Buruopugewijjy vo unyamsn g UOUEUOTEELNH uo usp ne FEZES suonejelaA sosenuura U UuonpInung sup io Da ton OCA tonto 11800 Bunzieyssgy Suzette NEPON NMS PUN WHM Bunsayjapowsyeysneysassem van Sop ZTS apopoweunpy Jojeuo os Bunziny pun Bunga Ae LH surysssapay Nazzuny Jwana Jn umeuoiBas Bungeswn pun KE HELENE fia uaneuazsewy ajeuo Bay 53 KLIWA Regionale Untersuchungen fur die Wasserwirtschaft 4 hE IS LMS Se AA EWH wmsodwig p 30 Bunyeyss Maqlassempunuicy sta Seo uguo PUPLUBSEEMBUPpoN Jassemb d reo pain red JFS SEMIIOH eza UMEVAnNESBUNIANdIS uonesiue ig ugbunu2auuauG10A MIN Eu Bunsassemue sBunjpajg to HEM JEI UNA cea vabunjyaydue sBunjpuey s pnjszjespunld hed za vaBunjyaydwos Bun pu
6. D Mittlere relative Veranderung MoMHQ m s Mittlere relative Veranderung Nov Dez Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Abb 11 Veranderung der monatlichen mitt Abb 12 Veranderung der monatlichen mitt leren Hochwasserabflusse am Pe leren Hochwasserabfl sse am Pe gel Marburg Lahn gel Helmarshausen Diemel An der Diemel ergibt sich in den Zukunftsszenarien eine gro e Variabilit t der Ver nderung der mittleren monatlichen Hochwasserabflusse fur das hydrologische Winterhalbjahr In zwei simu lierten Dekaden entsprechen die MoMHQ Werte etwa denjenigen des Referenzzeitraumes in den beiden anderen simulierten Zukunftsdekaden treten sowohl deutlich kleinere als auch deut lich gr ere Werte auf Im hydrologischen Sommerhalbjahr nehmen die MoMHQ Werte der einzelnen Monate um 10 bis zu 25 ab 220 KLIWA Symposium 2006 Die MoMHQ Werte der Pegel Marburg Leun Bad Vilbel und Bad Hersfeld nehmen im hydrolo gischen Winterhalbjahr um 5 bis 20 zu Die gr ten Zunahmen werden f r die Monate De zember bis Februar mit bis zu 30 ermittelt Die nord bzw nordwesthessischen Pegel Hel marshausen und Schmittlotheim ergeben im Mittel der Zukunftszenarien dagegen Abnahmen um 6 bzw 12 Tabelle 3 Doch auch hier werden f r einzelne Zukunftsdekaden Zunah men der MoMHQ Werte f r die Monate Dezember bis Februar um 5 bis 10 fur Sch
7. Im Bereich der Siedlungswasserwirtschaft ist von Interesse wie sich die fur die Bemessung von siedlungswasserwirtschaftlichen Anlagen relevanten Kurzzeitniederschlage infolge des Klima wandels andern werden In BW erfolgt hierzu die Weiterentwicklung des Programmsystems NiedSim Auswirkungen auf den Bodenschutz vor dem Hintergrund einer erwarteten zunehmenden Bo denerosion infolge erhohter Niederschlage sind vorgesehen Weiterentwicklungen im Bereich der Klimamodellierung werden verfolgt und bei Bedarf aktiv begleitet So sind z B zwischenzeitlich im Auftrag des Umweltbundesamtes auf Basis des wei terentwickelten globalen Klimamodells ECHAM5 neue regionale Klimaszenarien f r Deutsch land nach WETTREG und REMO erstellt worden drei Emissionsszenarien bis 2100 Auch diese neuen Szenarien werden betrachtet und in die Bewertung mit einbezogen 3 3 Bereich C Erfassung k nftiger Ver nderungen von Klima und Wasserhaushalt Um Ver nderungen des regionalen Klimas und Wasserhaushalts erkennen zu k nnen ist ein l ngerfristiges Monitoring von relevanten hydrometeorologischen und hydrologischen Gr en erforderlich Anlage 4 Dies erfolgt auf der Basis eines integrierend und l nder bergreifend angelegten Messnetzes von ausgew hlten bereits vorhandenen Messstellen die uber m g lichst lange Zeitreihen verf gen Das integrierte Messnetz umfasst insbesondere Nieder schlags und Klimastationen Abflusspegel und Grundwassermessstellen
8. HW Dezember 1947 HW Dezember 1993 AL algu Abb 2 Hochwassermarken in Heidelberg am Neckar 116 KLIWA Symposium 2006 Abbildung 2 zeigt Hochwassermarken uber eine Zeitspanne von uber 200 Jahren der Karl Theodor Brucke in Heidelberg Die alteste zeigt den Wasserstand beim Hochwasser vom Feb ruar 1784 der Wasserstand war jedoch von Eisstau beeinflusst und ist daher nur bedingt fur hydrologische Untersuchungen brauchbar Die hochste hydrologisch bedeutsame Marke be zieht sich auf das Hochwasser vom Oktober 1824 Es ist ersichtlich dass die Hochwasser der letzten Jahrzehnte HW Dez 1947 Mai 1978 Dez 1993 kleinere Hochststande aufwiesen Die insgesamt ca 6200 auf CD erfassten Marken verteilen sich auf alle gr eren Gew sser des Landes Abbildung 3 blau Baden rot Wurttemberg Abb 3 Verteilung der auf der CD gespeicherten Hochwassermarken in Baden Wurttemberg Die Anzahl der Marken zu bestimmten Hochwasser Ereignissen schwankt an den Gewassern erheblich Bedeutende Hochwasser wie z B das Hochwasser vom Oktober 1824 oder vom De zember 1882 weisen besonders viele Marken auf Gartenh d Prvat Klein am Kitsteint rchens Nordwestl Ecke lt Historische Hochwasserinformationen und deren Nutzung Ge 2442 278 2443 1682 2444 1752 2445 1855 2446 TER 2447 1882 2448 1725 2449 1585 2450 1723 2451 1809 2452 1055 Marke 2453 1661 2454 174 2455 1831
9. Das EU Projekt ESPACE Hochwasserschutzplanung fur die Frankische Saale 107 Folgende Ma nahmen aus dem Plan dienen dem vorbeugenden Hochwasserschutz e Ausweisung der berschwemmungsgebiete e Auf der Grundlage des HW1909 ist an der Fr nkischen Saale ein Uberschwemmungsgebiet festgesetzt Um dieses mit neuen Erkenntnissen zu berpr fen wurde f r die gesamte Fr n kische Saale inzwischen eine hydraulische Berechnung teilweise mit 1 D Modell teilweise mit 2 D Modell durchgef hrt Erforderliche nderungen der Uberschwemmungsgebietfest setzung wurden durchgef hrt bzw sind beantragt e F r die Nebenfl sse der Fr nkischen Saale soweit sie Gew sser 2 Ordnung sind wurden die berschwemmungsgebietsgrenzen mit 2 D Modellen neu berechnet Die Festsetzungs verfahren werden eingeleitet e Laufverl ngerungen e In den Jahren 2002 und 2003 wurden vier Gew sserausbauma nahmen durchgef hrt Al leine durch die ffnung des M anders Aschach der um 1850 verf llt wurde und 2002 wie der ge ffnet wurde ist die Fr nkische Saale um rd 500 m l nger geworden e Aktivieren von zus tzlichen Ruckhalteraumen durch o Abtrag von Uferrehnen o Anlage von Auwaldern und Auengeholzen o Anlage von ungesteuerten Ruckhalteraumen e Erh hung der Rauhigkeit des Gewassers durch Zulassen der Eigenentwicklung Anpassung der Bodennutzung 4 Niederschlags Abfluss Modell N A Modell Zum Abschluss der gesamten Grundlagenplanungen ist dan
10. 146 Mittel 126 mm a ozen 2010 2050 Mitte 101 Ref 1971 2000 Min 78 E trocken 1971 1981 1991 2001 2011 2021 E mittel 1980 1990 2000 2010 2020 2030 feucht Abb 13 Zeitliche Variabilit t der Grundwasserneubildung in Hessen aus Berthold u Her gesell 2005 Uber den gesamten Szenarienzeitraum betrachtet nimmt die mittlere landesweite Grundwas serneubildung gegenuber dem Mittelwert der Referenzperiode von 101 mm a auf 126 mm a um ca 25 zu Der Mittelwert des gesamten Szenarienzeitraums liegt somit Uber dem Wert der Nassperiode der historischen Dekade 1981 1990 Die mittleren Verhaltnisse der Zukunft wer den demnach etwa den Feuchtperioden der Vergangenheit entsprechen Die Mittelwerte ein zelner Zukunftsdekaden 2031 2040 und 2041 2050 liegen deutlich uber dem maximalen Wert der historischen Feuchtdekade 1981 1990 Die Feuchtsimulationen in den Zukunftsszenarien bersteigen die Grundwasserneubildungsrate der feuchtesten Dekade des Referenzzeitraumes 222 KLIWA Symposium 2006 um etwa 15 Selbst die Grundwasserneubildung der einzelnen extremen Trockenrealisierun gen liegt deutlich uber dem Mittelwert des Referenzzeitraums Gro e Zunahmen der Grundwasserneubildung treten in den Mittelgebirgen aber auch im Hes sischen Ried der Wetterau im Limburger Becken und Kasseler Graben auf Neben der Zu nahme der Grundwasserneubildung fur nahezu alle Bereiche Hessens fur die f
11. 20 Jahrhunderts dort im Jahr etwa ein Drittel des Gesamtniederschlags als Schnee konnte es bis Ende des 21 Jahrhunderts nur noch ein Sechstel sein Diese Veranderungen haben zur Folge dass sich die Zahl der Tage mit mehr als 3 cm Schneehohe pro Jahr reduzieren und zwar st rker in niedrig als in h her gelegenen Regionen Jacob et al 2007b Die Untersuchung des Andauerverhaltens von Hitzeperioden f r die Region Oberrheingraben Stationen Karlsruhe Heidelberg und Freiburg zeigte dass Hitzewellen in Zukunft nicht nur h ufiger sondern in l nger andauernden Serien auftreten k nnten Insbesondere Hitzeperioden die 2 bis 5 Tage andauern k nnten 2 bis 3 mal so h ufig auftreten als w hrend des Zeitraumes 1961 1990 Mit anderen Worten wenn Tage mit Tagesmaximumtemperaturen ber 30 C auf treten steigt in Zukunft die Wahrscheinlichkeit dass sie in einer l ngeren Serie auftreten Ab bildung 7 Perioden mit Tmax gt 30 C Oberrheintal 40 4 E E 1961 1990 E 2071 2100 o 35 4 nn St Tmax gt 35 C Anzahl pro Jahrzehnt VW 1 2 3 4 5 6 gt 6 Periodenl nge in Tagen Abb 7 Absolute H ufigkeiten der Anzahl von berschreitungen eines Schwellwerts der Ta gesmaximumtemperatur 30 C bzw 35 C pro Dekade f r die Zeitr ume 1961 1990 bzw 2071 2100 Szenario A1B Spekat et al 2007 3 M gliche Klimafolgen und Anpassungserfordernisse in Deutschland Mit sehr gro er Sicherhei
12. E l l l l Winter Ab Sommer D 1 1 l Feb Mer Apr Ma Jo Jul Aug Sep Okt Abb 9 Jahresgang der mittleren monatlichen Hochwasserabflusse des Neckar am Pegel Ro ckenau Zunahme der Halbjahresmittel im Winter um 39 im Januar sogar 50 Da gegen ist das Halbjahresmittel im Sommer nahezu unver ndert im Juli jedoch Abnah me um 33 Damit ver ndert sich der Jahresgang des Neckars am Pegel Rockenau deutlich How Dez Jan 100 KLIWA Symposium 2006 Ca Um die nderungen der Extremwerte der Hochwasserabfl sse im Zukunftszenario und gegen wartigem Zustand zu quantifizieren wurden durch die Auswertung der Extremwerte uber das Verhaltnis von HQ Zukunft HQ Ist sogenannte Klimaanderungsfaktoren fur das mittlere Hochwasser MHQ und fur die Hochwasserkennwerte der Jahrlichkeiten 2 5 10 20 50 100 und 200 Jahre gebildet Faktoren gr er 1 bedeuten demnach eine Zunahme des Hochwasser kennwertes Faktoren kleiner 1 eine Abnahme Die Ergebnisse in Abbildung 10 lassen eine deutliche Zunahme der mittleren Hochwasser MHQ aber auch der extremen Abfl sse erwar ten Auch wenn die Ergebnisse aus der Modellkette Globalmodell regionales Klimamodell Wasserhaushaltsmodelle und den Modellannahmen noch mit Unsicherheiten behaftet sind zeigen die Faktoren alle in dieselbe Richtung so dass von einer Hochwasserversch rfung durch die Klimaver nderung f r den betrachteten Zeitraum bis zum J
13. Damit sollen die k nftigen regional unterschiedlichen meteorologischen und gew sserkundli chen Verh ltnisse erfasst und nach einem abgestimmten Konzept zeitnah ausgewertet werden 3 4 Bereich D Entwicklung nachhaltiger wasserwirtschaftlicher Vorsorgekonzepte Klimabedingte Ver nderungen des Wasserhaushalts haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Vulnerabilit t wasserwirtschaftlicher Anlagen infrastruktureller und kologischer Systeme und jeweils soziookonomische Konsequenzen F r ein gesellschaftspolitisch angepasstes Handeln im Sinne des Vorsorgeprinzips sind fundier te Informationen ber die Klimafolgen zwingende Voraussetzung Erst die Kenntnis von Art und m glichem Umfang dieser Folgen machen die Entwicklung nachhaltiger Anpassungsstrategien und praxistauglicher Handlungsempfehlungen sowie deren Umsetzung f r Politik und Gesell schaft vermittelbar Dass hier weit in die Zukunft gerichtete kostentr chtige Ma nahmen im Raum stehen k nnen vor dem Hintergrund von Unsicherheiten die jedes Zukunftsszenario in sich birgt stellt eine zus tzliche Herausforderung im Zusammenhang mit den Klimafolgeunter suchungen und der Entwicklung von Anpassungsma nahmen dar In der gesellschaftlichen Diskussion mit dem Klimawandel stand in den letzten Jahren die Ge fahrdungszunahme durch Hochwasserversch rfungen im Vordergrund In diesem Bereich wur de in KLIWA mit der Ermittlung von so genannten Klima nderungsfaktoren f r Bemessungsab
14. Wir sind also erst ganz am Anfang und deshalb meine sehr verehrten Damen und Herren glaube ich ist ein solcher Kongress auch wichtig um unsere ffentlichkeit wachzur tteln Denn am Ende m ssen die politischen Entscheidungstr ger genau so wie die gesamte Bev lkerung die Sensibilit t haben dass es hier um ein Zukunftsthema par excellence geht und im Grunde eine nderung des Lebensstils erforderlich ist Eine nderung des Lebensstils dahin dass er klimavertraglich und nachhaltig ist dass wir also wirtschaftliches Wachstum nicht nur und immer wieder generieren mit h heren Treibhausgasemissionen sondern dass wir das entkoppeln k nnen dass wir also wegkommen von diesem Immer mehr an Klimagasen insbesondere an und damit die Risiken gerade fur die Hochwassergefahren f r die Wasserwirtschaft immer weiter vergr ern Lassen Sie uns deshalb Hand in Hand diese Entwicklung weiter vorantrei ben wissenschaftsbasiert und damit meine ich weg von einer Okoideologie hin zu einem wis Rede Staatsminister Werner Schnappauf 25 senschaftsbasierten kologisch verantwortlichen Handel Wir bedanken uns Tanja G nner und ich Baden W rttemberg und Bayern bei dem gro en Know how das unsere Mitarbeiter von Umweltschutz Klimaschutz und Wasserwirtschaft hier einbringen und damit einen tollen Beitrag leisten dass wir fundiert an dieses gro e Zukunftsthema herangehen Herzlichen Dank und der Tagung guten Erfolg 26 KLIWA Sympos
15. oo Trendwerte in Jahr 2 4 Abb 11 Relative Trendwerte f r die Monats und Jahresmittel von Chlorophyll a 0 20 m Tie fe und Sauerstoff 0 5 m Tiefe bei der Seemitte Station im Zeitraum 1985 2002 Wer te die mit markiert sind sind mit lt 0 1 signifikant Test nach Mann Kendall Die Sauerstoffwerte bis Februar 1987 mussten um 0 8 mg l korrigiert werden wie die Veri fikation dieser Daten zeigte 4 Der Wasserhaushalt des Bodensees Der Wasserhaushalt des Bodensees und somit auch der Wasserstand wird im Wesentlichen durch die Zu und Abflussmengen bestimmt Einen demgegenuber geringen Beitrag liefern die Niederschlage auf die Seeflache die Verdunstung aus dem See wie auch die Wasserentnahme zur Trinkwassernutzung Durch die Saisonalitat der Zuflussmengen vgl Abbildung 3 insbe sondere die des Alpenrheins erfahrt der Wasserstand des Bodensees einen ausgepragten Jah resgang welcher im Mittel seit 1960 einen Bereich von 1 4 m und in den Extremen sogar 3 3 m uberstreicht Abbildung 12 Pegel Konstanz ab 1960 Pegel Konstanz cm 250 300 350 400 450 500 550 0 50 100 150 200 250 300 350 Tag im Jahr Abb 12 Jahresverlaufe der Bodensee Pegelwerte bei Konstanz ab 1960 bis 2003 Auch aus der Darstellung der Jahresmittelwert Zeitreine der Pegel von Konstanz Abbildung 13 welche im extremen Hochwasserjahr von 1817 beginnt wird ersichtlich dass die Werte von Jahr zu Jahr erheblichen Schwankung
16. 16 KLIWA Symposium 2006 Klimaanderung gerade auf den Wasserhaushalt zu untersuchen Deswegen freue ich mich dass Sie alle hierher gekommen sind um uber die aktuellen Ergebnisse des KLIWA Projektes Zu sprechen nachdem Zwischenergebnisse bereits auf den ersten beiden Symposien in Karls ruhe und Wurzburg vorgestellt wurden Ich glaube dass Sie in den nachsten zwei Tagen ein gutes Programm mit der Beleuchtung vieler Fassetten haben Genau die Fragen mit denen wir uns auch jetzt beschaftigen sollten Meine Damen und Herren gerade beim Hochwasserschutz wissen wir seit dem vergangenen Jahr aber nun genau was uns in den nachsten Jahren erwarten wird Mit einer Verscharfung der Hochwassersituation ist zu rechnen Gerade im Winterhalbjahr wird es haufiger zu Uberflu tungen im kleineren und mittleren Ausma e kommen wobei die einzelnen Regionen in Baden W rttemberg v llig unterschiedlich betroffen sind Dies war f r uns Anlass genug zu handeln Wenn wir bereits heute wissen dass wir sp testens in 50 Jahren mit erh hten Hochwasserab fl ssen rechnen m ssen w re es unverantwortlich f r k nftige Generationen nicht alles zu unternehmen was bereits heute m glich ist um die Auswirkungen zu lindern So haben wir im vergangenen Jahr f r die Bemessung von technischen Hochwasserschutzeinrichtungen den Klima nderungsfaktor in Baden W rttemberg eingef hrt Bereits bei der Planung wird jetzt ge pr ft wie sich die lokal unterschiedlic
17. Sommerjahr vor 1951 nach 1951 nach 1964 nach 1974 vor 1964 vor 1974 Summe der Anteile der Pegel Summe der Anteile der Pegel S E Se SE TB ER sas N E 1 1 1 1 A LO Sg g EF a q x Ki 1 1 1 1 proz Abweichungen proz Abweichungen Abb 6 Verteilung der Summenlinien der prozentualen Abweichungen der Hochwasserabflus se MHQ der Teilzeitreihen vor den Trennungsjahren 1951 1964 und 1974 linkes Dia gramm und nach den Trennungsjahren rechtes Diagramm vom zugehorigen MHQ Wert der Gesamizeitreihe die Grafiken stellen die Ereignisse fur das Gesamtjahr und die beiden Halbjahre dar Fur das Abflussverhalten kann daraus gefolgert werden dass sich die Jahres und Halbjahres mittelwerte jeweils nach dem Trennungsjahr sowie mit Zunehmendem Trennungsjahr in der Summe erhoht haben Diese Tendenz des Mittelwertanstiegs ist fur das Gesamtjahr und das Winterhalbjahr starker ausgepragt als fur das Sommerhalbjahr Ausgehend vom Hochwasser abflussregime an den betrachteten Pegel ergibt sich daraus dass die kleineren Hochwasser in den letzten Jahrzehnten insbesondere im Winterhalbjahr haufiger mit hoheren Abflussspitzen aufgetreten sind Untersuchungsergebnisse zum Langzeitverhalten der Hochwasserabflusse in Suddeutschland 137 4 Trendverhalten der Hochwa
18. WHM Neckar WHM QU MBM AOberrhein zufl sse OWH WDonau Bodensee zufl sse Hochrhein ko zufl sseg Ly Abb 7 Modellgebiete Wasserhaushaltsmodelle in Baden Wurttemberg Simulation von Hochwasserereignissen Baden Wurttemberg 2 Diese Wasserhaushaltsmodelle werden eingesetzt um die Auswirkungen von Klima nderun gen auf den Abfluss in Baden W rttemberg zu untersuchen sowie f r die operationelle Wasser stands Abfluss und Wassertemperaturvorhersage Ein weiterer Anwendungsbereich der WHM ist die Bereitstellung von hydrologischen Berech nungsergebnissen f r benachbarte Fachbereiche Dies betrifft beispielsweise die Bereitstellung von e Abflussdaten untergliedert nach den Herkunftsr umen Oberfl chenabfluss Interflow und grundwasserb rtiger Abfluss f r Stoffemissionsbetrachtungen und Gewassergutesimula tionen e fl chen und zeitdetaillierte Angaben zur Evapotranspiration und zur Grundwasserneubil dung als Randbedingung f r Grundwassermodelle e Scheitelabflusslangsschnitte f r nachgerechnete Hochwasser als Eingangsdaten fur Was serspiegellagenberechnungen Dar ber hinaus werden die Wasserhaushaltsmodelle genutzt um die Auswirkungen von ge n derten Gebietszust nden z B Landnutzungsanderungen Reaktivierung von Uberschwem mungsgebieten u a auf den Wasserhaushalt und den Hochwasserabfluss zu ermitteln Ein weiterer
19. a 10 Ch i 20 Ch 20 30 30 40 A 50 gt 50 ANGABEN IN PROZENT O SIGNIFIKANZ Si 50 A0 20 lt 60 PROZENT Mo 30 20 gt 50 PROZENT er 20 2 il P gt 30 PROZENT 20 A CD gt 35 PROZENT no Ch 10 ER 20 CN 30 Ch 20 gt gt 50 Abb 3 Zu und Abnahme der Starkniederschlage in Prozent des Mittelwerts im hydrologi schen Sommerhalbjahr oben 1901 bis 2000 92 Stationen unten 1931 bis 2000 415 Stationen 60 KLIWA Symposium 2006 ES ANGABEN IN PROZENT OQ lt 50 SIGNIFIKANZ 50 40 i 40 30 lt 80 PROZENT 30 20 gt 80 PROZENT Pr 20 P gt 30 PROZENT 0 0 0 as 3 A gt 35 PROZENT EN q dS W 10 20 ae 2 30 d wee 6 30 40 LD 7 gt gt 50 ve ANGABEN IN PROZENT lt 50 SIGNIFIKANZ 50 A0 40 20 lt 60 PROZENT 30 20 gt 80 PROZENT 20 40 P gt 30 PROZENT 40 Cp gt 35 PROZENT 10 20 40 wo E WE gt 50 po Abb 4 Zu und Abnahme der Starkniederschlage in Prozent des Mittelwerts im hydrologi schen Winterhalbjahr oben 1901 bis 2000 92 Stationen unten 1931 bis 2000 415 Stationen Starkniederschlage und Schneeschmelze Suddeutschland 61 Raumlich wesentlich einheitlicher sind die Trends dagegen im Winterhalbjahr Die Gesamtzahl der signifikanten Falle liegt in
20. eingesetzt Es hat den Auftrag Empfehlungen zu Fragen des Klimas und der Klimaanderungen zu Handen von Politik und Verwaltung zu formulieren Das OcCC hat nun in Zusammenarbeit mit mehreren Expertengruppen eine Studie Auswirkun gen der Klimaanderung bis 2050 in der Schweiz auf ausgew hlte Bereiche erarbeitet welche 238 KLIWA Symposium 2006 anfangs 2007 publiziert wird Ausgehend von einem fur alle Expertengruppen gegebenen Kli maszenario fur das Jahr 2050 wurden die Auswirkungen und der allfallige Anpassungs und Handlungsbedarf nicht zuletzt auch aus politischer Sicht identifiziert Die ausgewahlten Bereiche sind Landokosysteme Landwirtschaft Wasserwirtschaft Gesundheit Energiesektor Tourismus Versicherungs und Finanzsektor Infrastrukturen und Bauten sowie Urbanes System Schweiz Das probabilistische Klimaszenario fur das Jahre 2050 wurde basierend auf den Ergebnissen des EU Projektes PRUDENCE erarbeitet Fur die Schweiz bedeutet dies einen im Vergleich Zum ausgehenden 20 Jahrhundert weiteren Temperaturanstieg von 2 Grad im Winter und 3 Grad im Sommer Und eine Abnahme der Jahresniederschlage um etwa 5 7 Prozent ent sprechend im Norden um 75 mm und im Suden um 140 mm wobei im Winter mit einer Zu nahme von etwa 10 Prozent und im Sommer mit einer Abnahme von etwa 18 Prozent zu rech nen ist Zusammen mit der Veranderung der zeitlichen und ortlichen Verteilung der Schneefalle und der Schneeschmelze bedeutet d
21. pm oa LH lar aI SD ii 1312 1932 1972 ur quid Fehler Mittehwert Bruchpunkt nach Mann Whitney und linearer Trend 1 465 mista Trend Signifikanz nach Mann Kendall 939 D TET i IE rd a a ma aa aaa EELER DUDU TTTEEEERERER Trend qm era O eee O O PEEP EVER ERE a DEER 13127 1342 niekschreitender Trend 1532 1042 LE ER Summeniinic Aegr eraden Signifikanz des Bruchpunkts nach dem Summentinienvertahren und Vorlauf der Sumeno des Standardfohlers Abb 2 Analyse der j hrlichen Hochwasserabfl sse am Pegel Beuron Donau Diese Versch rfung der Hochwasserlagen wird einerseits mit der Erh hung der durchschnittli chen Lufttemperatur andererseits mit der Zunahme der zyklonalen Westwetterlagen in Verbin dung gebracht Handlungsempfehlungen bei Festlegung des Bemessungshochwassers Baden Wurttemberg 93 3 Prognosen fur die kunftige Klimaentwicklung Da im 21 Jahrhundert mit einem weiteren deutlichen Anstieg der mittleren Lufttemperatur zu rechnen ist liegt die Frage nahe wie in diesem Jahrhundert sich die meteorologischen hydro meteorologischen und hydrologischen Parameter als Folge veranderter atmospharischer Um weltbedingungen insbesondere durch die Zunahme der Konzentrationen an Treibhausgasen verandern konnen und wie die Hochwasserabflusse im 21 Jahrhundert sich entwickeln konnen Die bisher in den Messzeitreihen festgestellten Tren
22. 43 2 Yo Gemunden Sinn 35 5 26 9 38 4 Yo Kemmern Oberer Main 11 6 5 1 18 1 Pettstadt Regnitz 4 8 4 8 11 4 Die prozentualen Veranderungen der monatlichen mittleren Hochwasserabflusse zeigen insbe sondere in den Wintermonaten beispielsweise Februar und Marz markante Erhohungen Ab bildung 5 In einzelnen Monaten des Winterhalbjahrs werden an verschiedenen Pegeln Zu nahmen um bis zu 80 ermittelt wohingegen sich in den Sommermonaten in vielen Einzugs gebieten Abnahmen berechnen Insgesamt lassen jedoch die Simulationsrechnungen eine Verscharfung der zukunftigen mittle ren Hochwassersituation im Maingebiet erwarten wobei sich wie bereits aus der Nieder schlagsanalyse ermittelt auch hier ein West Ost Gradient mit geringeren Veranderungen im Osten des Maineinzugsgebiets Oberer Main Regnitz ergibt Auswirkungen des Klimawandels auf das Hochwassergeschehen bayerischen Maingebiet 85 Regrets As Be Hemmen Hener Main A 4258 bro 120 20 14 ERA P LL IST Zustand E Ha r Zuku W o Tings rea lebt S
23. IPCC 2001 Climate Change The Scientific Basis Intergovernmental Panel on Climate Change 944 Jankiewicz P Neumann J Duijnisveld W H M Wessolek G Wycisk G amp Hennings V 2005 Abflusshohe Sickerwasserrate Grundwasserneubildung Drei Themen im Hydrologischen Atlas von Deutschland HW 49 1 2 13 Auswirkung der Klimaveranderung auf die Grundwasserneubildung in Suddeutschland 173 Kille K 1970 Das Verfahren MoMNQ ein Beitrag zur Berechnung der mittleren langjahrigen Grundwasserneubildung mit Hilfe der monatlichen Niedrigwasserabflusse Z Dt Geol Ges Sonderh Hydrogeol Hydrochem 89 95 Kleinhans A 2007 Auswirkungen des Klimawandels auf das Hochwassergeschehen im bay erischen Maingebiet KLIWA Berichte Heft 10 79 89 LfW Bayerisches Landesamt f r Wasserwirtschaft 1996 Die Grundwasserneubildung in Bayern Berechnet aus den Niedrigwasserabflussen der oberirdischen Gew sser Informationsberichte Bayrisches Landesamt f r Wasserwirtschaft 5 96 65 S Neumann J 2005 Fl chendifferenzierte Grundwasserneubildung von Deutschland Entwick lung und Anwendung des makroskaligen Verfahrens HAD GWNeu Diss Martin Luther Universit t Halle Wittenberg 137 S Sch r C Vidale P L L thi D Frei C H berli C Liniger M A Appenzeller C 2004 The role of increasing temperature variability in European summer heatwaves Nature 427 332 336 UVM
24. d ol l on S sE msn Sen O 5 4 B IR S220 OD 5z3_ Sz4_ Kont Konf Bereich 95 2 1 sig gr sig nicht sig Jan Feb How Dez MoMNO Gad_Mergentheim Tauber prozentuale nderungen zu IstE a a q q A q q an Fel Adr Ar Lal Jun Ju ALI Dep mkt Mow Dez Abb 9 MoMNQ am Pegel Bad Mergentheim Tauber ermittelt aus berechneten Abfl ssen fur verschiedene Klimaszenarien oben sowie prozentuale Abweichungen zum Szenario IstE unten Folgendes l sst sich in Abbildung 8 erkennen e Die MoMNQ Hauptwerte des Referenzszenario werden durch die Zukunftsszenarien im Winter uberschritten und im Sommer unterschritten e Die prozentualen berschreitungen im Winter erreichen maximal bis zu 40 und die pro zentualen Unterschreitungen im Sommer bis zu 20 e Die Uberschreitungen im Winter sind bei Sz2 und Sz3_ signifikant und besonders ausge pr gt die Unterschreitungen im Sommer bei Sz4 e Die Breite der Konfidenzlinien nimmt mit gr eren Hauptwerten zu die breitesten Konfi denzb nder zeigen in der Regel die Hauptwerte zu IstR Dies deutet darauf hin dass die nat rliche Variabilit t der MOMNQ durch die Szenarien nicht hinreichend abgebildet wird In der Abbildung 10 werden die Ergebnisse der Signifikanztests auf Unterschiede in den Mittel werten in komprimierter Form f r eine gr ere Zahl von Pegeln im Gebiet des bayerischen Ma
25. en noch Licht Photosynthese und Nahrstoffkonzentrationen zu nennen Durch den Klimawandel werden vor allem die Temperaturen im Gew sser die Str mung ber den Abfluss und das Lichtdargebot direkt beeinflusst Alle anderen Parameter sind indirekt be troffen 2 Einfl sse auf die chemisch physikalischen Verh ltnisse H here Temperaturen beschleunigen in der Regel die chemischen Reaktionsprozesse im Ge w sser insbesondere dann wenn diese auf mikrobiellen Stoffumsetzungen beruhen Gerade im Bereich der Selbstreinigungsprozesse sind ein verst rkter Abbau gel ster organischer Sub stanzen und ein schnellerer Ablauf der Nitrifikation Umwandlung von Ammonium ber Nitrit zu Nitrat zu verzeichnen Deshalb ist bei Hitzeperioden meist ein niedrigerer Ammonium bzw Nitritgehalt festzustellen Die Salzbelastung ist dagegen in der Regel erh ht vor allem auch auf Grund des geringeren Verd nnungseffektes Die beschleunigten Abbauprozesse haben aber auch einen erh hten Sauerstoffbedarf zur Folge so dass es bei Hitzeperioden fters auch zu Sauerstoffmangelerscheinungen besonders in gestauten Gew ssern kommt 02 Gehalt Versch rft wird der Sauerstoffmangel durch 16 eine physikalisch bedingte Reduzierung des L slichkeitsverm gens von Sauerstoff im Wasser bei h heren Temperaturen So be 12 tragt das L slichkeitsgleichwicht in Wasser von 0 C 14 2 mg l Bei 30 C liegt das Los lichkeitsverm gen dagegen nur noch bei S
26. flusse und dem Lastfall Klimaanderung bei der Planung von neuen Hochwasserschutzmak nahmen eine Anpassungsstrategie entwickelt und in Baden W rttemberg und Bayern einge f hrt F r die Bereiche Niedrigwassermanagement Grundwasserbewirtschaftung Siedlungsentwas serung und Bodenschutz wurden entsprechenden Untersuchungen konzipiert und z T bereits begonnen Anlage 4 KLIWA Regionale Untersuchungen fur die Wasserwirtschaft 49 3 5 Bereich O ffentlichkeitsarbeit Zum Thema Klimawandel und Klimafolgen besteht ein gro es Informationsbed rfnis Uber Ziele und Ergebnisse von KLIWA werden die interessierte ffentlichkeit die Fachwelt und die poli tisch Verantwortlichen regelm ig informiert Damit sollen auch Akzeptanz und Unterst tzung f r notwendige AnpassungsmaBnahmen gefunden werden Die verschiedenen M glichkeiten wie Internet ffentliche Medien Fachzeitschriften Veranstal tungen eigene Ver ffentlichungen usw werden genutzt Anlage 4 Hervorzuheben sind dabei die alle 2 3 Jahre stattfindenden KLIWA Symposien sowie die Ver ffentlichungen der wesentli chen Teilergebnisse in einer eigenen Schriftenreihe KLIWA Hefte Anlage 5 Im Internet unter www kliwa de wird das Kooperationsvorhaben KLIWA mit den bereits vorlie genden Ergebnissen pr sentiert Dieses Informationsangebot wird laufend fortgeschrieben 4 Ausblick Die Untersuchungen in KLIWA konzentrierten sich zun chst auf die bisherigen Ver nderungen
27. nachkommen werden Die Vorbereitung des Programms l uft bereits Die Aus schreibung ist erfolgt Im Mittelpunkt der Forschung werden die besonderen Risiken die von Extremereignissen ausgehen stehen Hochw sser und St rme zeigen uns immer wieder welch ungeheures Schadenspotential in diesen Wetterereignissen liegt So werden wir bei spielsweise der Frage nachgehen wie durch waldbauliche Methoden unter dem Klimawandel bei dem mit einer zunehmenden Sturmh ufigkeit zu rechnen ist das Sturmschadensrisiko f r W lder in Baden W rttemberg reduziert werden kann Dazu soll auch eine Karte mit potentiell sturmgef hrdeten Waldstandorten in Baden W rttemberg erstellt werden Dar ber hinaus werden wir versuchen mit diesem Forschungsprogramm genau die Erkenntnis se die wir aus KLARA gewonnen haben auch im Sinne einer Umsetzung entsprechend anzu gehen Baden W rttemberg hat diverse Aktivit ten gestartet um sowohl die Auswirkungen des Klimawandels zu begrenzen als auch den Klimaschutz voran zu bringen Ich sichere Ihnen zu Baden W rttemberg wird seinen Beitrag zum Klimaschutz leisten Wir werden uns den Konse quenzen des Klimawandels stellen und werden unsere Verantwortung f r die kommenden Ge Rede Umweltministerin Tanja G nner 19 nerationen ernst nehmen Die regionale Zusammenarbeit mit Bayern und dem Deutschen Wet terdienst hat sich im Rahmen von KLIWA bestens bewahrt Diese Zusammenarbeit werden wir konsequent fortsetzen Ich b
28. Auch bei der Wasserkraftnutzung gilt es in Zukunft sehr kreativ mitzuarbeiten gerade wenn es dabei um die Nutzung des Potenzials alternativer Energien geht Die Vergangenheit hat gezeigt dass dies nicht immer konfliktfrei mit den Zielen der Gew sser kologie in Einklang zu bringen ist Was erwarten wir von neuen regionalen Klimamodellen Sicherlich auf nichts gravierend Neues Wir sind mit unserem Szenario dem ECHAM 4 Szenario B2 gut aufgestellt und wir sollten die neuen Entwicklungen der Modelliertechnik und Szenarien mit etwas Gelassenheit verfolgen Angesichts der noch herrschenden Unsicherheit dieser Modelle ist es sicherlich nicht vertretbar alle zwei Jahre neue Erkenntnisse zu verk nden Dies w re in der ffentlichkeit nur schwer nachvollziehbar und w re dem Anliegen die ffentlichkeit zu sensibilisieren so dass auch der Einzelne seine Betroffenheit erkennt nicht sehr dienlich Auf was warten wir beim Aspekt Hochwasser Hier sind die Arbeiten weitgehend abge schlossen die Konsequenzen wurden gezogen Nur f r den Rhein stehen die Ergebnisse der zeit noch nicht zur Verf gung Wir sind mit den Schweizer Kollegen bei der Arbeit das Rhein einzugsgebiet zu modellieren um voraussichtlich bis Ende 2007 auch f r den Rheinschlauch konkrete Aussagen treffen und entsprechende Klimafaktoren ausweisen zu k nnen 242 KLIWA Symposium 2006 Warten wir aber moglicherweise auf ein Hochwasserereignis um fur das Thema Bewusstsein zu
29. E amp B Engelhardt und Bauer 76131 Karlsruhe Druck auf Recyclingpapier Vertragsauslieferung der LUBW bei der JVA Mannheim Druckerei Herzogenriedstr 111 68169 Mannheim Telefax 0621 398 370 Nachdruck auch auszugsweise nur mit Zustimmung der Herausgeber unter Quellenangabe und Uberlassung von Belegexemplaren gestattet Die inhaltliche Verantwortung fur den einzelnen Beitrag liegt bei dem jeweiligen Autor 3 KLIWA Symposium Klimaveranderung und Konsequenzen fur die Wasserwirtschaft Inhaltsverzeichnis Seite Viele IMO dee zes seele elle nun T Begr ung Margareta Barth Pr sidentin der Landesanstalt f r Umwelt Messungen und Natur schutz Baden Wurttemberg Karlsruhe 9 Gru wort Dirk Th rnau B rgermeister der Stadt Gtuttgart eee een 11 Klimawandel und Klimaschutz in Baden W rttemberg Tanja G nner Umweltministerin Baden W rttemberg Giuttgoart nennen 15 Klimawandel und Klimaschutz in Bayern Werner Schnappauf Bayerischer Staatsminister f r Umwelt Gesundheit und Verbraucherschutz M nchen WEE 21 Globale Aspekte des Klimawandels Mojib Latif Leibniz Institut f r Meereswissenschaften an der Universit t Kiel 27 Klimawandel und Klimaforschung Kunftige Klima nderungen in Deutschland ein Anlass zur Sorge Petra Mahrenholz Umweltbundesamt Dessau cece eeeeeeeeeeeeeeeee esse eeaeeeeeeeeeeeeeenes 33 KLIWA Regionale Untersuchungen fur die Wasserwirtschaft B
30. F r die mittleren Wasserbilanzgr en in Baden W rttemberg ergeben sich die in Tabelle 2 dar gestellten Werte Die langj hrige Niederschlagsh he korrigiert steigt demnach von 1 096 mm a auf 1 177 mm a was eine prozentuale Zunahme von etwa 7 bedeutet Durch dieses um rd 80 mm a erh hte Wasserdargebot und die gleichzeitige Temperaturerh hung steigt die Verdunstung um 17 mm a wodurch die Gesamtabflussh he um knapp 60 mm a bzw ca 13 auf 496 mm a zunimmt Unter der Annahme dass die prozentualen Anteile der einzel nen Abflusskomponenten und damit der Quotienten Rob zeitlich nahezu invariant sind Armbruster 2002 folgt daraus auch f r die Grundwasserneubildung eine Erh hung um etwa 14 mm a Somit l sst sich f r Baden W rttemberg auf der Basis der bisher durchgef hrten Un tersuchungen feststellen dass eine etwa prozentige Zunahme des mittleren Jahresnieder schlags in eine etwa 14 prozentige Erh hung der mittleren Grundwasserneubildung in der Peri ode 2021 2050 transformiert wird Auswirkung der Klimaveranderung auf die Grundwasserneubildung in Suddeutschland 169 Tab 2 Gegen berstellung der mittleren Wasserbilanzgr en in Baden Wurttemberg f r Istzustand und Szenariozeitraum Angaben in mm a Baden Korrigierter Tats chliche Gesamtabfluss Grundwasser W rttemberg Niederschlag ZZ Istzustand Sn ZUBE mu absolut in Prozent Erganzend zu den langjahrigen Gebietsmittelwerten
31. Wasserhaushalt f hren Wasserwirtschaftliches Planen und Handeln wird insbesondere in den Bereichen Hochwasserschutz Wasserversorgung und den m glichen Auswirkungen ver nder ter Abfl sse auf die Gew sserqualit t unmittelbar durch m gliche Klimabeeinflussung ber hrt Im Integrierten Klimaschutzprogramm Hessen INKLIM 2012 erfolgt im Projektbaustein Il Kli mawandel und Klimafolgen in Hessen eine Analyse und Prognose zum Klimawandel die Kli mafolgen werden in den Bereichen Forst Land und Wasserwirtschaft sowie Bodenschutz Ge sundheit und Naturschutz untersucht HLUG 2005 2 Beobachtete Ver nderungen im Klima und Abflussverhalten in Hessen Vor dem Hintergrund des globalen Klimawandels hat sich auch in Hessen das Klima markant ge ndert Auswertungen langer Messreihen Sch nwiese et al 2005 lassen f r Hessen in der zweiten H lfte des letzten Jahrhunderts eine Temperaturzunahme von 0 9 C erkennen Dabei tritt Insbesondere eine Zunahme um 1 6 C im Winter hervor die geringste Erw rmung tritt im Herbst mit 0 2 C auf Die vorgefundenen Niederschlagstrends betragen im Jahr 8 5 im Herbst 25 im Winter 22 im Fr hling 20 im Sommer zeigt sich hingegen eine Trendabnahme um 18 Die r umliche Verteilung der Niederschlagsanderung ist dabei durch komplexe Strukturen gepr gt und zeigt eine hohe monatliche Variabilit t Im Rahmen einer Studie zur Ver nderung des Abflussregimes im 20 Jahrhundert i
32. daher einer weiteren Bearbeitung vorbehalten fur die neuere Zeit ungefahr ab 1920 eine re prasentative Anzahl von Hochwassermarken fur das ganze Land in das System aufzunehmen 3 Vorliegende Informationen zu den Hochwassermarken 3 1 Daten der historischen Hochwassermarken Unter historischen Hochwassermarken werden Marken von Hochwasser Ereignissen vor ca 1920 verstanden deren Scheitelabfl sse teilweise extreme Werte erreicht und zu Uber schwemmungen gefuhrt haben Fur Ereignisse der letzten Jahrzehnte liegen in der Regel An gaben zum Abfluss an den Pegeln vor Fur Ereignisse davor jedoch vor allem fur Ereignisse vor dem Beginn der regelm igen Beobachtung der Pegel liegen oft nur Angaben zu H chst wasserst nden an bestimmten Gew sserstellen meist nicht an Pegeln in Form von Hochwas sermarken vor Angaben zu den Scheitelabfl ssen fehlen Die Ermittlung der Scheitelabfl sse f r Ereignisse der lteren Zeit gestaltet sich jedoch oft als schwierig bis unm glich weil die da f r erforderlichen Grundlagen z B Abfluss Querschnitt Gef lle fehlen oder nur teilweise vor liegen Die Hochwassermarken geben die Wasserspiegelh he und die Lage am Gew sser an Hoch wassermarken gibt es heute nur an wenigen Gew ssern vor Ort siehe Abbildung 1 die meis ten Hochwassermarken liegen nur noch in Verzeichnissen vor HW Februar 1784 Eishochwasser Bgm ria HW Oktober 1824 HW Dezember 1882
33. der Verdunstung und der Schneedeckendauer f r die Zeitreihen im 20 Jahrhundert analysiert worden Winter 26 m e 18 14 10 27 Mm T o 2 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1980 1970 1980 1990 Abb 1 Entwicklung der Wetterlagen Westlage zyklonal Im hydrologischen Winterhalbjahr haben gerade die fur die Hochwasserbildung bedeutsamen niederschlagsbringenden Wetterlagen Westlage zyklonal seit den 70er Jahren in S ddeutschland zugenom men Die Untersuchung des Langzeitverhaltens erstreckte sich auf die Ermittlung eventueller vorhan dener linearer Trends in den Zeitreihen der jahrlichen und monatlichen Hochstabflusse Den 92 KLIWA Symposium 2006 Trenduntersuchungen lagen die Jahres bzw Monatshochstwerte der Abflusse an 107 Pegeln Zugrunde die uber lange Beobachtungszeitreihen seit mindestens 1931 verfugen Das Lang zeitverhalten der Hochstabflusse kann folgenderma en charakterisiert werden Betrachtet man die letzten 30 Jahre zeigen sich bei den Hochstabflussen bei vielen Pegeln zunehmende Trends Dabei wurde festgestellt dass bei einer Vielzahl von Einzugsgebieten die Haufigkeit von Winterhochwasser seit den 7Oer Jahren zugenommen hat und dass die monatli chen Hochwasserabflusse im hydrologischen Winterhalbjahr ab den 7Oer Jahren hoher als in der Zeit davor waren Pegel Beuron Donau Pegel Nr 168 J hrliche H chstabfl sse HO J 1932 1998 hydrologisches Jahr 1876 0
34. des Klimas und Wasserhaushalts sowie auf die k nftig zu erwartenden klimatischen Ver nde rungen Daran kn pften die wasserwirtschaftlichen Fragestellungen an Dabei stand die Unter suchung einer m glichen Hochwasserversch rfung im Vordergrund Die Untersuchungen zu den Auswirkungen des Klimawandels wurden mittlerweile auf die Bereiche Niedrigwasser Grundwasser Seen Bodensee sowie Siedlungswasserwirtschaft ausgedehnt Die entwickelten Instrumente und die Ergebnisse zum Wasserhaushalt bieten zudem eine fun dierte Grundlage f r die Klimafolgen Untersuchungen in vom Wasserdargebot abh ngigen Be reichen wie z B Land und Forstwirtschaft Naturschutz und Tourismus Den KLIWA Partnern ist bewusst dass die bislang gewonnenen Erkenntnisse auf Grund der zu treffenden Annahmen z B zur k nftigen globalen Emissionsentwicklung der Treibhausgase Unsicherheiten beinhalten Mit den Fortschritten der weltweiten Klimaforschung und der Ver besserung der Modellierungsinstrumente werden sich die Erkenntnisse zum Klimawandel weiter fortentwickeln Die Einbeziehung von Forschungsergebnissen nationaler und internationaler Institutionen in die Arbeit von KLIWA die Begleitung von anstehenden Arbeiten zu Adaptionsma nahmen auf EU und Bundesebene sowie die Zusammenarbeit und der Erfahrungsaustausch mit anderen Bun desl ndern bleiben eine notwendige Aufgabe auch in den n chsten Jahren Letztlich bleibt es aber eine gro e Herausforderung f r die wasser
35. ge f hrt berwiegend zu einer Zunahme der Grundwasserneubildung Das Auftreten von langen Perioden mit Trocken jahren und resultierenden niedrigen Grundwasserst nden erscheint demnach unwahrscheinli cher Zunehmend ist mit erh hten Grundwasserst nden vor allem in Lockergesteinsgebieten mit gro em nutzbaren Hohlraumvolumen zu rechnen Aus dem Vergleich mit historischen Grundwasserst nden ist zu erwarten dass zuk nftig h ufiger mit Vern ssungen auf Grund ho her Grundwasserst nde zu rechnen ist W hrend die zentrale Wasserversorgung aus gr eren und tieferen Lockergesteinsaquiferen gesichert erscheint k nnte der prognostizierte R ckgang der Sommerniederschl ge f r die dezentrale Wasserversorgung insbesondere aus flachen Quellen regional zu deutlichen Beeintr chtigungen f hren Die vorgestellten Ergebnisse stellen eine Ausgangsbasis zur Absch tzung der Konsequenzen des Klimawandels f r das Abflussverhalten der Gew sser und f r die Grundwasserneubildung in Hessen dar Der Ablauf der gesamten Modellkette vom globalen Klimamodell ber die An nahme eines Emissionsszenarios dem Downscaling mit einem regionalen Klimamodell bis hin zu der anschlie enden Simulation mit einem Wasserhaushaltsmodell ist noch mit erheblichen Unsicherheiten behaftet Es erscheint daher erforderlich die aktuellen Entwicklungen der Kli mamodellierung aus Sicht der wasserwirtschaftlichen Praxis weiterzuverfolgen Insbesondere zur Bewertung von Ver nderunge
36. r Wasser und Gew sserentwicklung der Universit t Karlsruhe durchgef hrten statistischen Niedrigwasseranalysen in Baden W rttemberg dargestellt Einbezogen werden dabei insgesamt 75 Pegel und Gew sserstellen mit Einzugsgebietsgr en zwischen 49 km und 13760 km Pegel Heidelberg Karlstor Aus den gemessenen und modellierten Zeitreihen mittlerer t glicher Abfl sse werden folgende Kennwerte Serien abgeleitet e monatliche Niedrigwasserabflusse NQ m e j hrliche Niedrigwasserabfl sse NQ J f r das hydrologische Jahr von Mai bis April 152 KLIWA Symposium 2006 e j hrliche Niedrigwasserabflusse NQ So f r das Sommer Halbjahr von Mai bis Oktober Statistisch analysiert und bewertet werden e der Jahresgang der mittleren monatlichen Niedrigwasserabflusse MNQ m e der mittlere j hrliche Niedrigwasserabfluss MNQ J abgeleitet aus dem Jahresgang e der mittlere j hrliche Niedrigwasserabfluss des Winter Halbjahres MNQ Wi und des Som mer Halbjahres MNQ So jeweils abgeleitet aus dem Jahresgang e der mittlere Niedrigwasserabfluss MNQ des Jahres und Sommer Halbjahres abgeleitet aus den entsprechend Niedrigwasserabflussen NQ J und e T jahrliche Niedrigwasserabflusse fur die J hrlichkeiten 2 5 10 20 50 100 und 200 Jahre uber die Methoden der Extremwertstatistik getrennt fur die Niedrigwasserabflus se des Jahres und des Sommer Halbjahres Um die Vielzahl der verschiedenen statistischen Auswertungen fur di
37. ren Nachtr gliche Anpassungen sind hingegen meist mit sehr hohen Kosten verbunden Der Lastfall Klimaanderung soll deshalb k nftig bei Planungen von neuen Hochwasserschutz ma nahmen mit untersucht werden Dabei ist aufzuzeigen welche Konsequenzen sich durch den Lastfall auf die Auslegung der Ma nahmen ergeben und welche Mehrkosten dadurch zu erwarten sind Auf Grund der dann vorliegenden Erkenntnisse soll dann entschieden werden 102 KLIWA Symposium 2006 inwieweit die notwendige Anpassung an den k nftigen Klimawandel bereits jetzt bei der Ausfuh rung ber cksichtigt werden soll Dabei sind auch M glichkeiten f r eine sp tere Nachr stung in Betracht zu ziehen Die Anwendung des Lastfalls Klima nderung ist f r Hochwasserschutzkonzeptionen mit deren Umsetzung bereits begonnen wurde bzw deren Umsetzung bereits abgeschlossen ist derzeit nicht vorgesehen 5 1 Erh hung der Bemessungsabfl sse Dem Lastfall Klima nderung m ssen erh hte Bemessungsabfl sse zugrunde gelegt werden Dies erfolgt durch einen Zuschlag Klima nderungsfaktor zum derzeit g ltigen Bemessungs wert z B HQ 00 In Baden W rttemberg ergeben sich gem Abbildung 11 je nach Wieder kehrzeit Jahrlichkeit regional unterschiedliche Klima nderungsfaktoren F r die Abfl sse beim Lastfall Klima nderung k nnen die aus Hochwasserregiona lisierung oder hydrologischen Modellberechnung vorliegenden Hochwasserkennwerte HQr d
38. welche die Eignung des Gewassers fur Fische in raumli chen Einheiten zwischen wenigen m bis zu mehreren 100 m widerspiegeln zu Lebensr u aggregiert welche in Regel ganze Gewasserabschnitte zwischen zwei aufeinander folgenden Querbauwerken umfassen Das Modell zeigt dass im oberen Neckar zwar noch Teil abschnitte vorhanden sind die vom Str mungsverhalten und den morphologischen Gegeben heiten her gute Bedingungen f r die Barbe bieten Andererseits sind lange Abschnitte durch Ruckstau und stark reduzierte Flie amp geschwindigkeiten beeintr chtigt Falls au erdem die Was sertemperaturen zur Laichzeit der Barbe ansteigen und z B Temperaturen wie sie normaler weise im Juli auftreten in Zukunft bereits im Mai und Juni vorhanden sind werden sich die Be dingungen auf den wenigen vorhanden Laicharealen deutlich verschlechtern Hinzu kommt dass die Mehrzahl der zahlreichen Querbauwerke bislang nicht durchwanderbar ist und deshalb Reproduktionsareale nur aus relativ kurzen Gew sserabschnitten erreichbar sind Durch die Herstellung der Durchwanderbarkeit an den Querbauwerken k nnte die Situation nicht nur f r Langdistanzwanderfische sondern auch f r die Barbe signifikant verbessert werden Entspre chende Priorisierungen von Ma nahmen k nnen mit MesoCASIMIR durch Szenarienvergleiche vorteilhaft vorgenommen und ihre Auswirkung anschaulich dargestellt werden 4 Zusammenfassung Das Projekt RIVERTWIN leistet einen wesen
39. welchen Rede Umweltministerin Tanja G nner 17 Bedarf und welche Dimension der Bedarf hat mit dem wir uns besch ftigen m ssen Heute schon liegt die Verantwortung f r die Reduzierung der Treibhausgase im besonderen Ma e bei denen die gerade in der Vergangenheit am meisten zu den Emissionen beigetragen haben also an uns Angesichts des steigenden Energiebedarfs werden wir unsere Anstrengungen zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen erheblich steigern m ssen Hohe Preise k nnten ein Weg sein um die Reduktion des Energieverbrauchs und damit der Emission von Treibhausga sen zu erzwingen Die Akzeptanz in der Bev lkerung aber auch in Deutschland st t jedoch zunehmend an ihre Grenzen wenn ein Gro teil des Familieneinkommens f r eine warme Woh nung ausgegeben werden muss Die Teilnehmer des vorletzten Energiegipfels in Berlin haben sich im April dazu bekannt die zunehmende Abh ngigkeit von Energieimporten das Problem steigender Energiepreise und den Kampf gegen den globalen Klimawandel gemeinsam anzu gehen Daraus lassen sich einige Grundlinien ableiten die von einem breiten Konsens getragen werden 1 Die erneuerbaren Energien sollen bis zum Jahre 2020 einen Anteil an der Stromerzeugung von 20 sowohl im Bund als auch auf Landesebene erreichen Hierbei wird in Baden W rttemberg auch der Ausbau der Wasserkraftnutzung notwendig sein Wir m ssen die rege nerativen Energien aber auch bei der W rme und dem Kraftstoffbereich
40. 01 1992 bis 31 12 1994 Die wichtigsten Einsatzgebiete der Wasserhaushaltsmodelle in Baden Wurttemberg werden nachfolgend kurz aufgefuhrt Der Schwerpunkt der Betrachtungen wird liegt dabei beim Einsatz der Modelle zur Simulation von Hochwasser 2 Einsatz der Wasserhaushaltsmodelle im Rahmen des KLIWA Vorhabens Um die Auswirkungen von Klimaanderungen auf den Wasserhaushalt und auf Hochwasser zu untersuchen wurden jeweils 30 Jahre umfassende WHM Berechnungslaufe fur den Ist Zustand des Klimas Jahre 1971 bis 2000 sowie fur Klimaszenarien Jahre 2021 bis 2050 auf Tages wertbasis durchgef hrt Gerlinger 2004 Als ma gebliches Klimaszenario fur die Wasserhaus haltsuntersuchungen wurde nach umfangreichen Voruntersuchungen die Klimaszenarien von MeteoResearch verwendet KLIWA 2006 Die Berechnungsergebnisse der WHM zeigen fur das Zukunftsszenario insbesondere in den Regionen obere Donau Neckar und Sudschwarzwald markante Erhohungen der mittleren mo natlichen Hochwasser die in einzelnen Monaten des Winterhalbjahres teilweise uber 60 ge genuber dem Ist Zustand betragen Abbildung 4 Bei zunehmend gr eren und damit seltener auftretenden Hochwasserereignissen sind die Erh hungen gegen ber dem Ist Zustand dage gen relativ geringer KLIWA 2006 Entsprechende Untersuchungen wurden auch f r monatliche Niedrig und Mittelwasserabfl sse durchgef hrt KLIWA 2006 Dabei zeigte sich f r die meisten der untersuchten Pegel in Ba de
41. 201 41 253 In UBA Reihe Climate Change 08 05 Berlin 44 KLIWA Symposium 2006 KLIWA Regionale Untersuchungen fur die Wasserwirtschaft 45 KLIWA Regionale Untersuchungen fur die Wasserwirtschaft Bernd Katzenberger Landesanstalt fur Umwelt Messungen und Naturschutz Baden Wurttemberg 1 Veranlassung Das Sachverstandigen Gremium Intergovernmental Panel on Climate Change IPCC der Vereinten Nationen geht davon aus dass sich die mittlere globale Lufttemperatur in den nachs ten Jahrzehnten deutlich erh hen wird Damit einhergehen wird eine signifikante nderung des globalen Klimas Diese Klima nderung wird Auswirkungen auf den Wasserhaushalt haben Die aus globalen Klimamodellen abgeleiteten Aussagen zur k nftigen Klimaver nderung bezie hen sich im Wesentlichen auf gro r umige Gebiete wie z B Nordeuropa N here Angaben ber die Auswirkungen auf das Klima und den Wasserhaushalt im regionalen Ma stab insbe sondere in den einzelnen unterschiedlich strukturierten Flusseinzugsgebieten und Grundwas serlandschaften S ddeutschlands lagen bisher nicht vor Beispielsweise wird die Kenntnis ber Auswirkungen eines sich ver ndernden Klimas auf eine m glicherweise zunehmende Hoch wassergef hrdung dringend ben tigt sie liegt im origin ren Interesse der Bundesl nder da diese f r den Hochwasserschutz zust ndig sind Die L nder Baden W rttemberg und Bayern haben deshalb gemeinsam mit dem Deutschen Wetterdienst bere
42. 2456 1558 2457 1883 1820 2459 ST 2460 1828 2461 1820 2462 JEM 2463 18256 a PSP r wi E ESE Sg E mran in real i EL g ie ke i E J a d ET E d a rd KA t L 4 Be 1 ore ro el e b rt bt D d Le LE Jr 4 Ea E 117 Abb 4 Hochwassermarken in Wertheim am Mundungsbereich der Tauber in den Main Gro Res Bild R Glaser Klimageschichte Mitteleuropas Abbildung 4 enthalt neben Hochwassermarken der neueren Zeit 1970 und 1982 vor allem Marken der Zeitspanne 1595 1920 Die meisten Marken dieser uber 320 Jahre langen Zeitspanne sind auch in dem badischen Ver zeichnis enthalten Es ist daher moglich die Wasserspiegelhohen fur diese Hochwasserereig nisse zu ermitteln Die Wasserstande zwischen der untersten Marke Jahr 1846 138 25 m NN und der obersten Marke Jahr 1784 141 58 m NN schwanken um ca 3 3 m 118 KLIWA Symposium 2006 HW SNE Abb 5 Hochwassermarken in der in Eberbach Neckar IKONE Heft 3 Doku mentation von Hochwasserstanden Abbildung 5 weist als hochste Marke die des Hochwassers vom Jahr 1882 aus Diese Hohe wird von den Ereignissen der neueren Zeit nur vom Hochwasser vom Dezember 1993 erreicht Das badische Verzeichnis weist jedoch fur dieselbe Stelle noch deutlich hohere Marken
43. 284 9 2002 Langzeitverhalten der mittleren Abflusse in Baden Wurttemberg und Bayern KLIWA Projekt A 2 1 2 Analyse zum Langzeitverhalten der mittleren jahrlichen und monatlichen Abfl sse 93 S ISBN 3 88251 286 5 2003 Klimaveranderung und Konsequenzen fur die Wasserwirtschaft Fachvortrage beim 2 KLIWA Symposium am 03 und 04 05 2004 in W rzburg 250 S ISBN 3 937911 16 2 2004 Langzeitverhalten der Lufttemperatur in Baden Wurttemberg und Bayern KLIWA Projekt A 1 2 3 Analyse des Langzeitverhaltens von Gebietsmittelwerten der Lufttemperatur 76 S ISBN 3 937911 17 0 2005 Langzeitverhalten der Schneedecke in Baden W rttemberg und Bayern KLIWA Projekt A 1 1 4 Analyse des Langzeitverhaltens verschiedener Schneedeckenparameter Baden W rttemberg und Bayern 88 S ISBN 3 937911 18 9 2005 Langzeitverhalten des Gebietsniederschlags in Baden Wurttemberg und Bayern KLIWA Projekt A 1 1 2 Analyse des Langzeitverhaltens von Gebietswertreihen des Niederschlags 156 S ISBN 3 937911 19 7 2005 Langzeitverhalten der Starkniederschl ge in Baden W rttemberg und Bayern KLIWA Projekt A 1 1 3 Trenduntersuchungen extremer Niederschlagsereignisse 93 ISBN 3 88148 412 4 2006 Regionale Klimaszenarien f r S ddeutschland Absch tzung der Auswirkungen auf den Wasserhaushalt KLIWA Projekt 1 1 1 1 1 4 Entwicklung und Vergleich regionaler Klimaszenarien KLIWA Projekt B 2 4 2 5 Sim
44. 4 S 160 161 Duan Q Sooroshian S and Gupta V 1992 Effective and Efficient Global Optimization for Conceptual Rainfall Runoff Models Water Resources Research Vol 28 p 1015 1031 Duan Q and Qingayun V 1992 The Shuffled Complex Evolution SCE UA Method De partment of Hydrology and Water Resources University of Arizona Tucson DVWK 1983 Niedrigwasseranalyse Teil Statistische Untersuchung des Niedrigwasser Abflusses Verlag Paul Parey Hamburg und Berlin DVWK 1992 Niedrigwasseranalyse Teil Il Statistische Untersuchung der Unterschreitungs dauer und des Abflu defizits Deutscher Verband fur Wasserwirtschaft und Kultur bau e V Regel 121 1992 DVWK 1999 Statistische Analyse von Hochwasserabflussen Merkblatt 251 Kommissionsver trieb Wirtschafts und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH Bonn 42 5 Enke W 2003 Anwendung einer Wetterlagenklassifikation fur Suddeutschland auf Kontroll lauf und Szenario eines transienten ECHAM4 Klimasimulationslaufes Szenario B zur Absch tzung regionaler Klimaanderungen fur S ddeutschland Unver ffentlicht Hosking J R M and Wallis J R 1997 Regional Frequency Analysis An Approach Based on L Moments Cambridge University Press Cambridge New York Melbourne Institut f r Wasser und Gew sserentwicklung IWG der Universitat Karlsruhe 2005 Auswir kung einer Klima nderung auf mittlere Abfl sse und Niedrigwasserabflusse Katz R W Parlange M
45. 7 5 mg l F r Arten mit hohen Anspr chen an die Sauerstoffversorgung reicht dieser S Sauerstoffgehalt nicht aus Besonders emp 0 5 10 15 20 25 30 Temperatur findlich reagieren der Insektenlar ven mit unbeweglichen Kiemen z B Ein Abb 1 Loslichkeitsvermogen von Sauer tagsfliegen der Gattungen Epeorus stoff in Abh ngigkeit von der Tem Rhithrogena oder kiemenlose Tiere viele peratur Steinfliegenlarven die Sauerstoff nur ber die Haut aufnehmen k nnen Diese Arten sind auf stark str mendes gut sauerstoffversorgtes Wasser angewiesen Einen Sauerstoffman gel k nnen zur Anoxybiose bef higte Tiere Schlammrohrenwurmer Zuckm ckenlarven oder Arten die sich mittels Atemr hren mit Luftsauerstoff versorgen verkraften Gleiches gilt f r Wasserspinnen die Luftvorr te in Unterwasser Gespinstglocken anlegen und Lungenschne cken die zum Gasaustausch an die Oberfl che kommen Bei durch Klimawandel beg nstigten h heren Wassertemperaturen und daraus resultierendem geringerem Sauerstoffl slichkeits verm gen sind sauerstoffliebende Arten generell benachteiligt und werden durch Allerweltsar ten so genannte Ubiquisten mit geringeren Anspr chen verdr ngt 180 KLIWA Symposium 2006 Um Sauerstoffmangelerscheinungen entgegenzuwirken wurde am Neckar eine ffentlich rechtliche Vereinbarung uber einen Sauerstoffmanagementplan getroffen Dieser sieht vor bei entsp
46. 9 1 1 schwache Veranderung lt 10 1 1 1 2 deutliche Zunahme 10 20 starke Zunahme Die Verhaltnisfaktoren fur die verschiedenen Regionen in Baden Wurttemberg zeigt Tabelle 3 bezogen auf MNQ und das 10 jahrliche NQ Zusatzlich werden die Ergebnisse zu MNQ in Ab bildung 8 als Karte dargestellt 154 KLIWA Symposium 2006 Tab 3 Verhaltniswerte fur und Gebiet MNQ NQso UntererNeckaruh Ene 10 10 _ re Jagst 0 8 0 9 09 10 Obere Donau bis Sigmaringen 0 8 0 9 0 8 0 9 Untere Donau ab Sigmaringen 0 9 1 0 Nordliche Donau 0 9 1 0 Sudliche Donau 0 9 1 0 0 9 1 0 0 8 0 9 0 9 1 0 0 8 0 9 Hochrhein bis Wutach 0 8 0 9 Hochrhein ab Wutach 0 7 0 8 Sudlicher Oberrhein bis Murg 0 7 0 8 0 8 0 9 0 8 0 9 0 8 0 9 Nordlicher Oberrhein ab Murg 1 0 1 1 1 1 1 2 Einfluss einer Klimaveranderung Mittlerer Niedrigwasserabfluss Abb 8 Veranderung des 10 jahrlichen Niedrigwasserabflusses MNQ Institut f r Wasser und Gew sserentwicklung Abteilung Hydrologie Universit t Karlsruhe TH DIN O KLIWA Klimaveranderung und Wasserwirtschaft LJ Landesgrenze Flussgebiete Pegel O Gew sserstellen DO starke Abnahrre deutliche Abnahrre schwache wer nderung deutliche Zunahrre starke Zunahrre keine Angabe Entwicklung der Niedrigwasserverhaltnisse Suddeutschland 155 Regionsspezifisch zeigen die Auswertungen der
47. A Report of Working Group II of the Intergovernmental Panel on Climate Change Based on a draft prepared by Neil Adger et al Cam bridge University Press Cambridge UK and New York NY USA Jacob D 2001 A note to the simulation of the annual and inter annual variability of the water budget over the Baltic Sea drainage basin Meteorol Atmos Phys 77 61 73 Jacob D B rring L Christensen O B Christensen J H Hagemann S Hirschi M Kjell strom E Lenderink G Rockel B Sch r C Seneviratne S I Somot S van Ul den A and van den Hurk B 2007a An inter comparison of regional climate models for Europe Design of the experiments and model performance PRUDENCE Special Issue Climatic Change Volume 81 Supplement 1 May 2007 Jacob D Gottel H Lorenz P 2007b Hochaufgeloste regionale Klimaszenarien f r Deutsch land Osterreich und die Schweiz DMG Mitteilungen 03 07 Berlin Jacob D Kreienkamp F Enke W G ttel H Lorenz P Spekat A 2006 Regionale Klima szenarien f r Deutschland Pr sentation auf UBA Workshop Anpassung an Klima nderungen in Deutschland Regionale Szenarien und nationale Aufgaben 17 10 06 Berlin http osiris uba de gisudienste Kompass _pdf 2006 10 folien 01 Regionale Klimaszenarien fuer Deutschland Jacob MPlI pdf Kemfert C Schumacher K 2005 Costs of Inaction and Costs of Action in Climate Protection Assessment of Costs of Inaction or Delayed Acti
48. Abb 9 Veranderung der monatlichen mitt Abb 10 Ver nderung der monatlichen mittle leren Niedrigwasserabflusse am ren Niedrigwasserabflusse am Pegel Pegel Marburg Leun Helmarshausen Diemel Am Pegel Helmarshausen Diemel zeigen sich bis auf die Monate Januar und Februar mit etwa gleich bleibenden Werten deutliche Abnahmen der monatlichen mittleren Niedrigwasserabflus se um 10 bis uber 20 Bei den Pegeln Marburg Leun Bad Vilbel und Bad Hersfeld nehmen die MoMNQ Werte in den Zukunftsszenarien im hydrologischen Winterhalbjahr um ca 10 20 zu und im hydro logischen Sommerhalbjahr um ca 10 bis 15 ab Tabelle 2 Auch die Werte der mittleren j hrlichen Niedrigwasserabflusse MNQ ver ndern sich in dieser Gr enordnung An den bei den nordhessischen Pegeln Schmittlotheim und Helmarshausen zeigen sich deutlich gr ere Abnahmen der monatlichen mittleren Niedrigwasserabflusse Die mittleren jahrlichen Niedrig wasserwerte MNQ gehen dort im Zukunftsszenario um etwa 50 Schmittlotheim bzw 20 Helmarshausen zuruck Klimawandel und seine Konsequenzen fur die Wasserwirtschaft in Hessen 219 Tab 2 Prozentuale Ver nderungen der monatlichen mittleren Niedrigwasserabflusse MoMNQ und des mittleren jahrlichen Niedrigwasserabflusses MNQ in den Zukunftsszenarien 2011 2050 gegenuber dem Ist Zustand 1981 2000 Hydrologisches Hydrologisches Pegel Sommerhalbjahr Winterhalbjahr MNQ Mai Okt Nov April Marbu
49. Abflusse mit den Abflussen des Wasserhaushaltsmodells befriedigend ubereinstimmen Weite re Untersuchungen auch an anderen Zuflussen des Neckars sind zur weiteren Absicherung dieser Abschatzung der Hochstabflusse des Neckars bei dem extremen Hochwasser vom Ok tober 1824 erforderlich Historische Hochwasserinformationen und deren Nutzung 127 Berechnetes Langsprofil der Scheitelabflusse m Aus Wasserstandsmarken abgesch tzte Durchflusse o E Gm 15 km oberhalb der M ndung Abb 12 Rekonstruierte H chstabfl sse der Enz beim Hochwasser 1924 6 Ausblick Die Bedeutung der Hochwassermarken f r den Hochwasserschutz ist im Leitfaden des Landes Baden W rttemberg 5 festgehalten Um alle Hochwassermarken im Land EDV verf gbar zu haben sollten auch die Marken der neueren Zeit auf CD erfasst werden Es wird daher vorgeschlagen Daten vorhandener bisher nicht erfasster Marken der LUBW zur Verf gung zu stellen Diese k nnten dann in der Fort schreibung der CD ber cksichtigt werden Auch sollten f r Hochwasser der neueren Zeit an wenigen auff lligen und repr sentativen Stel len Hochwassermarken angebracht werden Es empfiehlt sich Stellen zu verwenden an denen bereits von fr her Hochwassermarken vorliegen Praktische Arbeitshilfen bez glich der Doku mentation von Hochwasserereignissen anhand von Hochwassermarken liegen vor 4 Die Rekonstruktion der Abfl ss
50. Anstieg der Temperatur der letzten Jahrzehnte allerdings deutlich schw cher zumindest im globalen Ma stab Es wird immer wieder die Frage nach der Rolle der Sonne f r die Erderw rmung gestellt Die Sonneneinstrahlung unterliegt Schwankungen die auch mit der Sonnenfleckenaktivit t zusam menh ngen Gemiittelt ber die letzten 100 Jahre stieg die Solarkonstante an Nach Sch tzun gen liegt sie zurzeit etwa 0 25 h her als vor 100 Jahren Klimamodellsimulationen zeigen dass in den letzten 100 Jahren durch den Anstieg der Sonnenintensit t ein Teil der beobachte ten Erw rmung erkl rt werden kann allerdings mit etwa 0 2 C nur ungef hr ein Viertel der Ge samterw rmung Die Sonnenvariabilit t allein kann also nicht f r den beobachteten Tempera turanstieg der letzten 100 Jahre von ca 0 8 C verantwortlich sein der berwiegende Anteil an der Erderw rmung ist vom Menschen verursacht Dies ist Konsens in der internationalen Klima forschung Es gibt also einen erkennbaren Einfluss des Menschen auf das Klima Insofern kann es heute nicht mehr darum gehen ob der Mensch das Klima beeinflusst sondern nur noch dar um in wieweit wir die Klimaver nderung noch minimieren k nnen Ist das Klima berhaupt vorhersagbar In wieweit reagieren chaotische Systeme wie das Klima auf menschliche Einfl sse und k nnen sie berhaupt berechnet werden Am besten vergleicht man den Einfluss des Menschen auf das Klima mit einem gezinkten W rfel Da
51. Beurteilung und Bewertung der aktuellen Situation und m glicher Zu kunftsszenarien f r uns als Kommunen m glich werden Durch die Zusammenarbeit der beiden L nder Bayern und Baden W rttemberg sowie des Deutschen Wetterdienstes konnten Know 12 KLIWA Symposium 2006 how und finanzielle Mittel konzentriert werden um eine Aufgabenstellung wie diese auch erst bewaltigen zu konnen Das Thema Klimaanderung ist international Herr Latif wird uns sicherlich daher noch einige Ausfuhrungen dazu machen und macht an keiner denkbaren Grenze halt Die Auswirkungen der Klima nderungen treffen uns aber lokal und Reaktionen auf diese ver nderten Situationen sind nur wenig befriedigend da sie an den Ursachen nichts ver ndern Es gilt deshalb auch die Hauptursache f r die Klimaver nderungen wirkungsvoll zu bek mpfen Wir k nnen dies errei chen indem wir das weitere Ansteigen der klimasch dlichen Immissionen verhindern die zum Gro teil durch Verbrennung fossiler Energietr ger entstehen St dte und ihre Einwohner spie len bei der Reduzierung der Treibhausgase eine bedeutende Rolle denn hier gibt es erhebliche Potentiale CO und andere Treibhausgase zu minimieren Die Landeshauptstadt Stuttgart hat hierzu ein Klimaschutzkonzept erarbeiten lassen das Vor schl ge zu Einsparungen in allen Bereichen enth lt Erg nzt wird dieses Konzept durch ein 10 Punkteprogramm zum Klimaschutz Zu den Ma nahmen um hier nur einige zu nennen geh rt di
52. Brutanstalten verbessert und intensiviert Der Felchenbestand er holte sich jedoch nur langsam in den nachfolgenden zwei Jahrzehnten Moglicherweise wirkten sich hierbei auch Folgen der berd ngung des Sees auf die Bestandsentwicklung aus wie et wa die Schadigung von Felcheneier durch Sauerstoffdefizite oder ein zu junges Fangalter der Fische aufgrund erhohter Wachstumsraten E Blaufelchenbestand zum Jahresende Mio Fische verbesserte Fangtechnik Blaufelchen Mio 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 Abb 4 Bestandsentwicklung der Blaufelchen im Zeitraum 1956 bis 1998 errechnet aus der Menge und der Alterzusammensetzung der F nge Die j ngeren Jahrg nge waren noch nicht ausgefischt weshalb die Bestandszahlen hierzu nicht angegeben sind 3 Das Temperatur und Mischungsregime des Bodensees Ebenso wie bei den Lufttemperaturen findet man auch f r die Wassertemperaturen des Boden sees signifikant ansteigende Trends Die Angabe linearer Trendwerte in Abbildung 5 und 6 f r die Jahresmittelwerte veranschaulicht grob die Entwicklung in den vergangenen vier Jahrzehn ten Die Werte wie auch die Signifikanz der Trends h ngen jedoch sehr vom betrachteten Zeit raum ab Klar erkennbar ist jedoch in Abbildung 5 f r die Luft wie auch die Wassertemperatur der Oberflachenschicht dass ab etwa 1988 die Temperaturen insgesamt auff llig h her liege
53. Fl chennutzung und Bewirtschaftung simuliert werden Dar ber hinaus wurde als Aufsatz auf das N A Modell ein Online Hochwasser vorhersage modul NASIM HWV entwickelt Somit wird das Modell zuk nftig auch im Rahmen der Hoch wasserprognose seinen Einsatz finden Die Ergebnisse der Echtzeit Hochwasservorhersagen werden die Vorwarnzeiten wesentlich erh hen und somit die Durchf hrung von Hochwasser abwehrma nahmen vor allem im Unterlauf der Fr nkischen Saale wesentlich erleichtern Dar ber kann durch die Ergebnisse auch die Hochwasservorhersage am Main wesentlich verbes sert werden 108 KLIWA Symposium 2006 5 Derzeitige Planungen zum Hochwasserschutz von Siedlungen Im Januar 2003 lief an der Fr nkischen Saale nach 1909 wieder ein 100 j hrliches Hochwasser ab Alleine in Bad Kissingen waren Sch den in H he von 6 Mio zu verzeichnen Dies erst alarmierte die Menschen im Einzugsgebiet und f hrte nun wieder zum Ruf nach Hochwasserschutz Wobei nicht nur baulichen Ma nahmen in Siedlungsbereichen gefordert wurden sondern vor allem auch die Errichtung von Hochwasserr ckhaltebecken Als erstes wurde die Planung zum Hochwasserschutz von Bad Kissingen aufgestellt Die Pla nungen die Stadt Bad Kissingen vor Hochwasser zu sch tzen haben eine lange Tradition Der den bisherigen Planungen zugrunde liegende Bemessungsabfluss von 330 m s wurde jedoch im Hinblick auf den Klimawandel in Frage gestellt bzw diskut
54. GEV gearbeitet Die GEV ist ber folgende Verteilungsfunktion definiert exp l y xt mw o 1 y x u o gt 0 y 0 F x u 0 Y en y 0 mit Lokationsparameter location O Skalenparameter scale Formparameter shape Bei sehr gro er Werteanzahl geht jede innerhalb zeitlich konstanter Bl cke hier Jahre gebil dete Extremwerteserie in die GEV ber COLES 2001 Zudem enth lt die Verteilung die drei Verteilungen Gumbel Frechet und Weibull als Spezialf lle Aus diesem Grund wurde beschlos sen ausschlie lich die Verallgemeinerte Extremwertverteilung GEV zu verwenden Zur Beurteilung der ermittelten Ver nderung am Pegel wurde der Quotient zwischen den statis tisch berechneten T jahrlichen Hochwasserabflussen des Szenario Zustandes und des lst Zustandes wie folgt ermittelt Quantil Quotient Tn HQ Szenario rm HQ Ist rn Die Ergebnisse der Berechnung der lokalen Quantil Quotienten der Hochwasserabfl sse f r die einzelnen Pegel lassen ebenfalls die bereits beschriebene Ost West Differenzierung erkennen Die h chsten Zunahmen der Hochwasserabfl sse des HQ100 werden im Westen des Main Einzugsgebiets ermittelt wobei f r gr ere Flussgebiete Einzugsgebietsgr e gt 400 km Quantil Quotienten von 1 18 f r Hochwasser der J hrlichkeit HQ 99 nicht berschritten wurden Abbildung 7 In einem weiteren Arbeitsschritt erfolgte die regionale Wahrscheinlichkeitsanaly se f r
55. Historische Hochwasserinformationen und deren Nutzung fli bat faites REEL Le ro Abb 8 Originalseite aus Hochwassermarken an W rttembergischen Gew ssern 123 124 KLIWA Symposium 2006 3 2 Gescannte Unterlagen Alle in den 0 9 Unterlagen enthaltenen Daten und sonstigen Informationen zu den Hochwas sermarken liegen gescannt vor Die gescannten Darstellungen zu den Hochwassermarken Ab bildung 9 k nnen direkt am Bildschirm abgerufen werden N21 3 a Jmmenstaad Sockelmauer der Wirtschaft z Seehof a F 1 100 Marke 1 a uo ee BS ege u Gasthaus zum Schiff Marke 3 Wasser H he dan ZA 1817 Abb 9 Gescannte Darstellungen zu den Hochwassermarken 4 Abruf der Informationen Neben den Daten enth lt die CD Programm Module zur Visualisierung der erfassten Daten Damit k nnen z B die Lage der vorhandenen Marken in topografischen Karten und die H he der Wasserspiegel l ngs eines Gew ssers dargestellt werden Ferner sind die Marken nach unterschiedlichen Kriterien z B nach Fl ssen nach verschiedenen Zeitspannen ausw hlbar Der Abruf der auf der CD vorliegenden Daten und sonstigen Informationen ist in der Benutzer anleitung zu dem menugef hrten Informationssystem beschrieben Es bestehen grunds tzlich folgende Nutzungsmoglichkeiten e Darstellung der ausgew hlten Hochwassermarken in einer Kar
56. Jahre mit Ausnahme des Jahres 1996 w rmer als in der Referenzperiode Sieben der letzten zehn Jahre geh rten zu den 20 w rmsten seit Beginn des 20 Jahrhunderts M ller Westermeier 2006 34 KLIWA Symposium 2006 10 Hye MARTRA AAA z g PR wa Ly N N n 6 1900 1910 1920 1950 190 1950 1900 1970 1960 1990 200 Abb 1 Tagesmitteltemperatur Deutschland 1901 2005 M ller Westermeier und Riecke 2006 In den vergangenen 100 Jahren nahmen vor allem im Westen Deutschlands die Niederschlage deutlich zu Am starksten war diese Zunahme im Winter fur den Zeitraum 1971 2000 erreichte sie einen Wert von 34 Im Osten hingegen nahmen vor allem die sommerlichen Nieder schlage ab Abbildung 2 Klima nderungen zeigten sich auch in ungew hnlichen Ausma en extremer Wetterereignisse wie Hitzeperioden und Starkniederschlage Diese treten jetzt l nger h ufiger oder intensiver auf Sch nwiese et al 2005 Wegen des hohen Schadenspotentials solcher Extremereignisse sind sie auch volkswirtschaftlich besonders bedeutsam Abb 2 Lineare Niederschlagstrends in Prozent im Winter sowie Sommer 1901 2000 nach Sch nwiese und Janoschitz 2005 2 2 Kunftige Klima nderungen Zur Bewertung k nftiger m glicher Klimaentwicklungen und damit als Grundlage f r die Bewer tung der Risiken und Chancen k nftiger Klima nderungen sowie notwendiger Anpas
57. Jahres Die Schweiz im Jahre 2050 Auswirkungen Klimaanderung 231 zeiten muss unterschieden werden Im Herbst wird mit einer Zunahme der Extremwerte bis zu 10 auf der Alpennordseite respektive 20 auf der Alpensudseite gerechnet Im Winter und Fruhling liegt die Zunahme beidseits der Alpen zwischen O und 20 Im ungunstigsten Fall kann ein heute 100 jahrliches Ereignis in Zukunft Zu einem 20 jahrlichen werden Frei et al 2006 Im Winter und Fruhling wird als Folge der Kombination von h heren Spitzen und l nge rer Dauer eine Zunahme der Niederschlagsvolumen erwartet Fur den Sommer erlauben die gro e Variabilit t der Resultate sowie das eingeschr nkte Ver trauen in die Modellsimulationen keine Aussagen Allenfalls sind Tendenzen fur eine Zunahme nordalpin und eine Abnahme sudalpin erkennbar rid Northern Alps CHARM e GEES HAD RMH ALARA CH Return period SREM 2 5 10 ZU J 1 6 Returr peed CTRL Abb 2 nderung der H ufigkeitsverteilung der 1 Tages Starkniederschl ge im Fr hjahr f r den schweizerischen Alpenraum Vergleich der Gegenwart CTRL mit dem Szenario 2050 SCEN f r verschiedene regionale Modelle Frei et al 2006 3 Auswirkungen auf den Wasserhaushalt Gew ssersysteme B che Fl sse kleine und gro e Seen Wasser im Untergrund in Poren und Spalten sowie das Grundwasser und letztlich auch die gro en alpinen Wasserspeicher wie Schnee Firn und Glet
58. KLIWA Themen Niedrigwasser Grundwasser Sied Durchf hrung entspre lungsentwasserung sowie das Bodenseeprojekt sind weiter voran chender Untersuchungen zubringen mit dem Ziel in drei Jahren Ergebnisse und ggf Anpas liegt der Schwerpunkt auf sungsstrategien aufzuzeigen der Entwicklung von Fragen der Landnutzung und Ph nologie sind k nftig bei KLIWA zu Handlungsempfehlungen ber cksichtigen f r die Praxis Das KLIWA Messnetz m glichst anthropogen unbeeinflusste Messstellen wird mittelfristig eine Evaluierung der Szenarien und den daraus abgeleiteten Folgerungen ermoglichen Auch gilt es die Zusam menarbeit auf der Sud schiene zu verbessern Folgerungen und Ausblick fur das Vorhaben KLIWA 243 Anfang 2007 wird Rheinland Pfalz dem Kooperationsvorhaben KLIWA offiziell beitreten Aber auch mit Hessen sollte die Zusammenarbeit vertieft werden Und mit der Schweiz sitzen wir beim Rhein ohnehin in einem Boot und die Praxis zeigt dass auch hier gemeinsame Untersu chungen schneller zum Ziel fuhren Und gegenuber dem Bund und den ubrigen Bundeslandern bieten wir unsere praxisbezogenen Erkenntnisse an Die Grundzuge und konkrete Vorgehens weise k nnen jederzeit Verwendung finden und k nnen auch gegen ber der EU im Rahmen des Climate Change Programms dargestellt werden als eine M glichkeit wie mit den bisheri gen Erkenntnissen des Klimawandels umgegangen werden kann Das Kooperationsvorhaben KLIWA wurde 1999 von den
59. Muren abgange Hangrutschungen etc fruhzeitig zu erkennen Auch da darf ich vielleicht noch mal aus der heutigen in Suddeutschland erscheinenden Zeitung kurz zitieren Auf dem Weg hierher schlage ich die Bayernseite auf und sehe einen gro en Artikel Rutschender Hang bedroht Im menstadt Das ist so ein gutes Beispiel fur das was momentan geschieht Unsere Geologen vom Landesamt fur Umwelt sind vor Ort und sagen die Ursache fur den Erdrutsch durfte im Dauerregen vom August vergangenen Jahres zu suchen sein Damals war es in weiten Teilen S dbayerns zu berschwemmungen gekommen In Immenstadt hatten sich Erdschichten im Berg mit Wasser voll gesogen und nach der Frostperiode im M rz setzte sich dann dar berlie gendes Gestein in Bewegung Jetzt droht also eine Mure die Wege zerst rt den Wildbach auf staut und zu gro en Sch den f hren kann Als ein Beispiel ganz aktuell und ganz konkret am bayerischen Alpenrand also nicht nur im S dpazifik sondern hier und heute in den Medien nachzulesen Deshalb meine sehr verehrten Damen und Herren ist das was Sie tun mit diesem KLIWA Kongress das was unsere Mitarbeiter erarbeitet haben und weiter erarbeiten werden von gro Ger Bedeutung f r das was den n chsten Jahrzehnten vor uns liegt Wir wollen deshalb wie Tanja G nner gesagt hat das auch gemeinsam fortsetzen Wir sind auch offen wenn weitere Partner sich einbringen wollen Wir h ren dass Rheinland Pfalz z B Interesse haben k nn
60. Niedrigwasserabflusse sehr eindeutige Ten denzen Tabelle 3 Abbildung 8 e Das Einzugsgebiet der Donau zeigt vorwiegend eine Tendenz zu kleineren Niedrigwasser abfl ssen Hiervon betroffen ist der Oberlauf der Donau bis zum Pegel Sigmaringen sowie die n rdlichen Zufl sse zur Donau mit vorwiegend deutlichen Abnahmen 10 20 Die Gew sserstellen entlang der Donau unterhalb des Pegels Sigmaringen zeigen schwache Ver nderungen lt 10 e Die s dlichen Zufl sse zur Donau der Bereich des Bodensees sowie die Gebiete entlang des Hochrheins und des s dlichen Oberrheins oberhalb der Murg weisen zum Teil deutliche Abnahmen auf Dabei nehmen die Abnahmen bei den s dlichen Zufl ssen zur Donau mit steigender J hrlichkeit zu W hrend beim MNQ noch schwache Ver nderungen lt 10 vorliegen ergeben sich beim deutliche Abnahmen 10 20 f r das Sommer Halbjahr Diese Tendenz verst rkt sich etwas im Bereich des Bodensees Hier weist bereits der mittlere Niedrigwasserabfluss MNQ im Sommerhalbjahr deutliche Abnahmen 10 20 auf und zeigt starke Abnahmen gt 20 Im Bereich des stlichen Hochrhein Gebiets ergeben sich ber alle Kennwerte vorwiegend deutliche Abnahmen 10 20 Unterhalb der Wutachm ndung zeigt sowohl der Hochrhein als auch der s dliche Oberrhein bis zur Murgm ndung starke Abnahmen gt 20 beim MNQ und deutliche Abnahmen beim NQipo e In den Einzugsgebieten von Tauber und Neckar si
61. Verschiebung von Schmelzvorg ngen vom Fr hjahr in den Winter ergeben Zebisch et al 2005 Jacob et al 2007b Spekat et al 2007 KLIWA 2006 Eine Anpassung an diese Risiken ist dringend erfor derlich um die menschliche Gesundheit zu sch tzen und wirtschaftliche Sch den gering zu halten Wie eine Studie des UBA zeigte stehen f r alle Regionen und Bereiche mehr oder weniger aufw ndige AnpassungsmaBnahmen zur Verf gung die werden sie umgesetzt die Ver wundbarkeit in fast allen Bereichen und Regionen auf ein geringes Ausma reduzieren k nn ten Jedoch sind Notwendigkeit und M glichkeiten fur Anpassungsma nahmen bisher im Be wusstsein der ffentlichkeit und der Entscheidungstr ger noch unterentwickelt Um zuk nftige Chancen nutzen und Risiken verringern zu k nnen m ssen Wissenschaft und Politikberatung hier die Bewusstseinsbildung ansto en Zebisch et al 2005 Als fachliche Grundlage fur die Planung von Anpassungsma snahmen und Risikobewertungen sollten unter anderem auch regionale Klima nderungsszenarien herangezogen werden Trotz ihnen inh renter Unsicherheiten liefern regionale Klimaprojektionen eindeutige und robus te Trends Die Unsicherheiten in Klimaprojektionen lassen sich reduzieren jedoch nicht ganz lich vermeiden sind sie doch Ausdruck ungewisser Entwicklungspfade der menschlichen Ge sellschaft vorhandener Modellunsicherheiten und auch der nat rlichen Klimavariabilit t Des halb sollten di
62. als Folge der Erw rmung generell weiter zunehmen Wegen der Aus trocknung des Bodens kann die Verdunstung lokal und zeitlich befristet auch eingeschr nkt und folglich vermindert sein e Mit der Verringerung der Niederschlagsmenge und dem Anstieg der Verdunstung d rfte sich das mittlere j hrliche Abflussvolumen um 7 bis 12 verringern Die Beitr ge des Schmelzwassers der Gletscher sind mit weniger als 1 des Abflusses in gro en Fl ssen vergleichsweise gering und k nnen den R ckgang auch vor bergehend nicht kompensie ren Die Schweiz im Jahre 2050 Auswirkungen Klimaanderung 233 e Bei einer mittleren Erw rmung wird die Gletscherflache in den Alpen bis 2050 um rund drei Viertel abnehmen e In tieferen und mittleren H henlagen fallen wegen der Erw rmung weniger Niederschl ge in Form von Schnee Die Schneegrenze welche schneebedeckte Gebiete von den tiefer lie genden Gebieten abtrennt steigt bei einer mittleren Erw rmung um ungef hr 360 m Als Folge des ver nderten Auf und Abbaus der Schneedecke des Anstiegs der Schneegrenze und des Abschmelzens der Gletscher werden sich die Abflussregimes Abbildung 4 um et wa eine bis zwei Regimestufe nach unten verschieben e Die Grundwasserneubildung wird im Sommer und im Herbst in allen nicht vergletscherten Gebieten abnehmen glazial glazio nival nivo glazial alpin nival 7 gem ssigt nival nivo pluvial Voralpen 7 pluvial erh ht An Parde Koeffizie
63. auf unse rem Planeten gibt Die beteiligten Gase werden als Treibhausgase bezeichnet Die Konzentration der langlebigen Treibhausgase nimmt systematisch zu seit Beginn der In dustrialisierung bis heute bei Kohlendioxid CO2 um 30 bei Methan CH um 120 und bei Distickstoffoxid N20 um ca 10 Hierdurch wird eine langfristige zus tzliche Erw rmung der Erdoberfl che und der unteren Atmosph re angesto en Ein verst rkter Treibhauseffekt f hrt auch zu Ver nderungen des Niederschlags der Bew lkung der Meereisausdehnung der Schneebedeckung und des Meeresspiegels sowie der Wetterextreme d h letzten Endes zu einer globalen Klimaver nderung F r die Menschheit besonders wichtig ist hierbei die m gliche nderung der Extremwertstatistik was anhand der Elbe Flut 2002 und der D rre 2003 deutlich geworden ist Aber auch die Ver nderungen in den Gebirgsregionen k nnen dramatische Aus ma e annehmen Dies erkennt man vor allem an dem R ckzug der Gebirgsgletscher in den 28 KLIWA Symposium 2006 Alpen die bereits etwa die Halfte ihres Volumens seit 1850 verloren haben Die meisten Alpen gletscher waren schon in etwa funfzig Jahren unter Annahme eines business as usual BAU Szenariums verschwunden d h wenn keine Ma nahmen unternommen werden um den anthropogenen Treibhauseffekt abzumildern Als Folge der globalen Erwarmung wird der Meeresspiegel ansteigen zum einen infolge der Warmeausdehnung der Meere therm
64. aufzeigen wird wie Anpassungsma nahmen in die europ ische Klimapolitik integriert werden sollten Wasser relevante Themen spielen in diesem Zusammenhang eine sehr gro e Rolle Insbeson dere wird die Wasserrahmenrichtlinie als kraftvolles und geeignetes Werkzeug betrachtet As pekte des Klimawandels und seiner Folgen in das Management von Wasserressourcen sowie von Flusseinzugsgebieten einzubeziehen Da eine erfolgreiche Anpassungsstrategie einen ge meinschaftlichen und integrierten Ansatz ben tigt wurde vorgeschlagen alle Wasser nutzen den sowie wasserabh ngigen Sektoren wie Landwirtschaft Stromproduktion Binnenschifffahrt und Tourismus unter einem gemeinschaftlichen Anpassungsprozess zu integrieren Wasser und Klima 2007 Kunftige Klimaanderungen in Deutschland Anlass zur 41 Auf nationaler Ebene benennt die Koalitionsvereinbarung der Bundesregierung deutlich die Ge fahren des Klimawandels als gro e Herausforderung fur die nationale Klimapolitik Im Klima schutzprogramm 2005 greift die Bundesregierung diese Herausforderung auf und beschlieRt die erforderlichen Schritte einzuleiten um ein umfassendes nationales Konzept zur Anpassung an Klimaanderungen in Deutschland zu entwickeln und umzusetzen KSP 2005 Zur Unter stutzung dieser Aufgabe einschlie lich einer fachlichen und umweltpolitischen Begleitung der Implementierung dieser Ma nahmen hat das Bundesministerium f r Naturschutz und Reak tors
65. aus unter den Marken Nr 2002 2006 ist ausgewiesen 1784 130 42 m NN 1789 130 62 m NN 1817 129 53 m NN 1824 131 46 m NN 1882 128 54 m NN Dies bedeutet dass der Wasserspiegel an dieser Stelle beim Hochwasser vom Oktober 1824 ca 3 m ber dem auf der Abbildung h chsten Wasserspiegel vom Dezember 1882 lag Das Hochwasser vom Oktober 1824 ist in beiden Landesteilen wie folgt dokumentiert Baden 189 Marken davon fur den Neckar 40 W rttemberg 102 Marken davon fur den Neckar 51 Historische Hochwasserinformationen und deren Nutzung 119 Die Reihenfolge der hochsten Wasserstande ist in den einzelnen Flussgebieten unterschiedlich Fur den Neckar gilt laut dem Verwaltungsbericht der Koniglichen Ministerialabteilung fur den Strassen und Wasserbau f r Neckar Donau herausgegeben 1896 folgende Reihenfolge Zitat e am oberen Neckar bei Rottenburg 1778 1744 1739 1849 1824 1872 1844 1882 e mittleren Neckar bei Cannstatt 1824 1792 1778 1834 1851 1817 1851 1853 1839 1849 1845 1882 1850 1872 e unteren Neckar bei Heilbronn 1824 1789 1817 1851 1845 1834 1882 1862 1843 1850 1827 1849 1880 Von den h chsten bekannten Hochwassern erreichte somit am obern Neckar dasjenige vom Jahr 1778 am mittleren und untern Neckar dasjenige vom Jahr 1824 den h chsten Stand Die Reihenfolge f r den unteren Neckar deckt sich teilweise mit der in Abbildung 6 in Lauffen enthaltenen Wasser
66. dadurch die Ablei tung von Konsequenzen erleichtern Das ware freilich auch aus der Sicht der Versicherungs wirtschaft sehr w nschenswert Gerade angesichts zunehmender sommerlicher Hitze und Tro ckenepisoden und extremer Niederschl ge mit Uberschwemmungsfolgen in S ddeutschland geht es auch uns wie KLIWA darum die Vorsorge bei Staat Gemeinden und letztlich auch po tenziell Betroffenen zu motivieren Kurzstatements zur Podiumsdiskussion 253 Klima und Wasserhaushalt Anpassungsstrategien mussen heute entwickelt werden Christiane Markard Fachbereichsleiterin Gesundheitlicher Umweltschutz Schutz der Okosysteme des Umweltbundesamtes Dessau Der Klimawandel ist eine der gr ten Herausforderungen vor denen die Menschheit heute steht Er wird darin ist sich die uberwiegende Zahl der Experten einig gravierende Folgen fur Menschen und Umwelt haben Erste Auswirkungen sind bereits heute zu beobachten Diese Auswirkungen betreffen in besonderem Make den Wasserhaushalt Sie gilt es darzustellen und zu kommunizieren um Offentlichkeit und betroffene Sektoren auf die sich verandernde Situati on vorzubereiten Es muss der Offentlichkeit deutlich gemacht werden dass auch bei optimaler Begrenzung der ein Anstieg des Meeresspiegels bis zu einem Meter aufgrund des Abschmel zens der Eisschilde zu erwarten ist dass es zu lokaler Versauerung des Meeres aufgrund der Bindung von einem Drittel der anthropo
67. dann sind sie herzlich willkommen Wir m ssen ein Zeichen setzen dass die wirtschaftlich entwickelten Staaten dieser Erde den Klimaschutz ernst nehmen und die Reduktion vorantreiben um damit auch den sich so stark entwickelnden L n der wie China keinen Vorwand zu geben dass sie sich nicht einklinken Es ist immer wieder das gleiche Spiel Bei allen Klimakonferenzen hei t es Ja so lange die Amerikaner nicht dabei sind warum soll ich dann nachdem ich gerade die Schwelle vom Entwicklungsland hinter mich gebracht habe und eine Boomregion in Asien darstelle warum soll ich mich dann international engagieren Das muss als eine Weltstaatengemeinschaftsaufgabe verstanden werden um den rasant steigenden CO Aussto weltweit in den Griff zu kriegen Denn gerade diese Boomregi onen Asiens emittieren CO in ungeahntem Ausma mit einer rasanten Entwicklung 20 Jahre jeweils j hrlich 10 Wirtschaftswachstum bei 20 mehr Energieverbrauch bei 1 3 Mrd Men schen allein in China hnlich viele in Indien dann ist das was wir hier Herr B rgermeister Thurnau in Stuttgart und liebe Tanja in Baden W rttemberg leisten und wir in Bayern tun am Ende im globalen Kontext eher ein Tropfen auf den hei en Stein Aber wir m ssen diesen Trop fen beibringen um zu zeigen dass es geht wirtschaftliches Wachstum zu erm glichen ohne Klima weiter aufzuheizen dass wir entkoppeln Wirtschaftswachstum und kologische Vertr g lichkeit und damit meine sehr vereh
68. den Wintermonaten 1931 2000 Abbildung 4 unten deutlich Uber denen der Sommermonate Abbildung 3 unten Gleichzeitig ist eine markante Zunahme der Trendhinweise und ihrer Signifikanz mit der Niederschlagsdauer zu verzeichnen Betroffen sind jetzt die ganze Westhalfte und der Norden Baden Wurttembergs ebenso Bayern mit Ausnah me des westlichen Unterfrankens in einem breiten Gurtel von Nurnberg bis Regensburg Schwaben Oberbayern und Niederbayern Im Voralpen und Alpenraum variieren die Signifi kanzbewertungen regional die Vorzeichen der Veranderungen bleiben jedoch uberwiegend positiv Diese Trendhinweise sind zum Teil mit sehr hohen Zunahmen der Starkniederschlage verbunden oft gt 50 vom Mittelwert die Uber alle Dauerstufen auf hohem Niveau nahezu unver ndert bleiben Ein sehr hnliches Bild liefert auch die Auswertung des Zeitraumes 1901 2000 Abbildung 4 oben Jeweils nur eine Station zeigt eine nichtsignifikante geringe Abnahme Signifikanz und relative Zunahmen sind eher noch etwas h her als im Zeitraum 1931 2000 F r beide Datenkollektive wurden die zeitlichen nderungen der Auftrittsh ufigkeiten f r Tage mit Niederschlagsh hen 2 20 mm d auf m gliche Trendanzeichen hin untersucht und klassifi ziert Auch bei den Auswertungen zur r umlichen Verteilung der Ver nderungen finden sich wieder deutliche Unterschiede zwischen dem Sommerhalbjahr und dem Winterhalbjahr F r die Tage mit Niederschlagshohen 2 20 mm im Sommerhalbja
69. der verfugbaren meteorologischen Vorhersagen berechnet das WHM dass die Niederschla ge in den hoheren Lagen von Schwarzwald und Schwabischer Alb noch in der vorhandenen Schneedecke gespeichert werden und daher nicht abflusswirksam sind graue Flache in Abbil dung 6 Simulation von Hochwasserereignissen Baden Wurttemberg 75 Wasserstand fom 350 300 ff 300 750 d 250 m0 L te 20 150 150 le Vorhersagezetpunkt 71 Vorhersage 50 Absch tzung 50 E 172 187 ge 122 IERT gi 1 Zi 18X ce g 12 0 EA i Januar 2005 Abb 5 Wasserstandsvorhersagen fur den Pegel Stein Kocher Hochwasser Jan 2005 Vor allem fur die westlichen Hange des Schwarzwalds zeigt die Vorhersage dagegen eine berlagerung der Regenniederschlage mit einer gleichzeitigen Schneeschmelze gr ne und blaue Fl chen in Abbildung 6 Diese Kombination aus Regen und Schneeschmelze f hrte am 16 02 2006 zu einem kleineren Hochwasser in einigen Schwarzwaldfl ssen 0 00 EZ 2 00 lt EH 5 00 lt 10 00 Coo 15 00 EI 20 00 lt EE 25 00 lt EI 30 00 lt EEE 40 00 lt mm 24h Abb 6 LARSIM Vorhersage fur das Wasserdargebot 24h Summe aus Schneeschmelze und Regenniederschlag vom 14 02 fur den 16 02 2006 76 KLIWA Symposium 2006 Bei Hochwasser werden die Vorhersagen mit dem Wasserhaushaltsmodell stundlich aktuali siert damit die jeweils aktuellen Mess
70. die Abflussminderung am Gebietsausgang festzustellen e Durch die unterschiedlichen Wellenlaufzeiten kann es zu ung nstigen berlagerungen kommen e Die Retentionsma nahmen im Einzugsgebiet der Fr nkischen Saale k nnen unter Umst n den zu einer Verschlechterung des Abflussgeschehens im Main f hren da dort die Welle der Fr nkischen Saale vorweg l uft Bad Kissingen Abflussganglinien der verschiedenen Varianten am Pegel Bad Kissingen und an der M ndung 110 KLIWA Symposium 2006 7 Kosten Nutzen Analyse fur die Ruckhalteraume Fur eine Entscheidungsfindung zur Realisierung von Hochwasserschutzprojekten sind diese jedoch noch einer Nutzen Kosten Analyse zu unterziehen Grundlage fur die Untersuchung der Hochwasserruckhaltebecken sind die Ergebnisse der Studie Nachweis von Ruckhalteraumen an der Fr nkischen Saale unter besonderer Ber cksichtigung konomischer Bewertungskrite rien Aus der Vorg ngerstudie wurde die Empfehlung der Realisierung eines Hochwasserr ck haltebeckens bei Bad Bocklet ohne Grundsee mit einem Speichervolumen von 3 3 Mio m als Variante 1 und die Realisierung von 10 effektiven Speichern an den Nebengew ssern und an der Fr nkischen Saale als Variante 2 detaillierter gepr ft Auf der Basis vorhandener Wassertiefengrids wurde eine Schadenspotenzialberechnung f r den Istzustand und beide Planvarianten f r Abfl sse verschiedener J hrlichkeiten durchgef hrt Dem Nutzen durch die Minderun
71. die winterlichen Tem peraturverh ltnisse l sst die Tiefenwassererneuerung mal besser und mal schlechter ausfallen 14 nn Trends der Temperatur Jahresmittelwerte 1962 bis 2005 Wasser 0 5m Tiefe Seemitte dT 0 03 C Jahr 13 Luft Konstanz dT 0 05 C Jahr 12 11 10 dT 0 02 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 Jahr Abb 5 Verlauf der Temperaturentwicklung des oberflachennahen Wassers in Seemitte und der Luft bei der Messstation Konstanz Die angegebenen linearen Trends sind signifi kant p lt 0 1 Test nach Mann Kendall Diese Graphik wurde im Gegensatz zu Abbil dung 6 mit Daten der Jahre 2004 und 2005 aktualisiert 7 Luft Temperatur Konstanz 1 1962 12 2003 0 24 0 26 0 25 0 27 0 12 0 29 0 18 0 09 0 55 0 5 m Tiefe RE 0 28 0 27 0 23 0 27 0 34 041 0 28 0 18 04 0 25 0 27 0 2 sel 5 10 m Tiefe Lag Bez l Wasser Temperatur 0 14 0 25 0 22 0 25 0 31 0 27 0 18 0 07 0 0 25 Am 0 11 0 39 20 30 m Tiefe Seemitte 1 1962 12 2003 0 16 0 21 0 19 0 2 0 21 0 16 0 16 0 16 0 16 0 16 0 16 0 15 0 17 50 100 m Tiefe 0 151 0 13 0 14 0 14 0 14 0 14 0 14 0 15 0 14 0 14 0 14 0 14 0 14 250 m Tiefe Jar J F M A M J J A S O N D o C 10Jahren 1 0 0 5 0 0 0 5 1 0 Abb 6 Jahresmitteltrendwerte erste Spalte sowie na
72. ee eee ee en ar ER a Fa E Fg Abb 1 Verteilung der einbezogenen Pegel uber das Gebiet der Lander Baden Wurttemberg und Bayern Sie sind uber das Gebiet dieser Lander ann hernd gleichm ig verteilt und erfassen Einzugs gebiete unterschiedlicher Gr e sind mithin also repr sentativ f r das Untersuchungsgebiet Die Einzugsgebiete der Donau des Mains des Neckars des Rheins und der Elbe sind mit 50 16 13 10 und 1 Abflussmessstellen vertreten Die Gr enverteilung der Einzugsgebiete die ber die ausgew hlten Pegel erfasst wird ist aus Abbildung 2 ersichtlich Gr e der Einzugsgebietsfl che gesamte Zeitreihen mBW n 30 mBY n 60 mges n 90 Anzahl der Pegel 100 250 250 500 500 1 000 1 000 2 500 2 500 5 000 5 000 10 000 10 000 25 000 25 000 50 000 gt 50 000 Gr e der Einzugsgebietsflache km 2 Abb 2 Klasseneinteilung der Pegeleinzugsgebiete und zugehorige Pegelanzahl Untersuchungsergebnisse zum Langzeitverhalten der Hochwasserabflusse in Suddeutschland 133 Fur die Analyse des Verhaltens der Hochwasserabflusse wurden die monatlichen Abfluss hochstwerte der 90 Pegel herangezogen diese Zeitreihen weisen uberwiegend eine Zeitdauer ab dem hydrologischen Jahr 1932 und teilweise sogar fruher bis 2004 bzw 2005 auf haben also eine Mindestbeobachtungsdauer von 72 Jahren Aus dieser Datengrundlage wurden dann fur die verschieden
73. erwarteten Folgen des Klimawandels bereits jetzt berucksichtigt Die Untersuchung der Auswirkungen des Klima wandels in weiteren wasserwirtschaftlichen Bereichen zunachst hinsichtlich der kunftigen Ent wicklung der Niedrigwasserabflusse und der Grundwasserneubildung wird derzeit angegangen Die bislang gewonnenen Erkenntnisse sind noch mit erheblichen Unsicherheiten behaftet dies ist dem Bayerischen Landesamt fur Umwelt und den KLIWA Partnern bewusst Mit den Fort 90 KLIWA Symposium 2006 schritten der weltweiten Klimaforschung und der Verbesserung der Modellierungsinstrumente werden sich die bisherigen Erkenntnisse zwangslaufig auch fortentwickeln mussen Da sowohl die globalen Klimamodelle als auch die Verfahren zur Erstellung der regionalen Klimaszenarien kontinuierlich weiterentwickelt werden spiegeln die derzeit fur Bayern festgelegten Klimaande rungsfaktoren den Stand des Wissens zum Zeitpunkt der Festsetzung wider Die Bereitstellung einer neuen Generation von regionalen Klimaszenarien durch das Umweltbundesamts macht unter Umstanden in Bayern die Evaluierung der im Jahr 2004 getroffenen Festlegungen auf Grundlage neuer Wasserhaushaltssimulationen notwendig Die Vorbereitungen fur diese Arbei ten sind am Bayerischen Landesamt fur Umwelt derzeit im Gange Auf Basis der vorhandenen Wasserhaushaltsmodellen fur die einzelnen Flussgebiete Nordbayerns k nnen weiterf hrende Untersuchungen z B auf der Grundlage von neuen Klimaszenarien
74. fl chendeckend starken Zunahme der Lufttemperatur im Win terhalbjahr ist daher mit einer Erh hung des Anteils fl ssiger Niederschl ge zu rechnen KLIWA 2006 3 2 Niederschlag Das WETTREG B2 Szenario berechnet f r die Periode 2021 2050 berwiegend Zunahmen der mittleren Jahresniederschl ge Bemerkenswert ist dass die Niederschl ge im hydrologischen Sommerhalbjahr Abbildung 1 fast fl chendeckend etwas abnehmen und sich daher die simu lierte Zunahme des Jahresniederschlags beinahe ausschlie lich auf die Erh hung im hydrologi schen Winterhalbjahr Abbildung 2 zur ckf hren l sst Betrachtet man die regionalen Unter schiede der Niederschlagsver nderungen sind im Maingebiet die h chsten relativen und abso luten Zunahmen im Gebiet der Rh n vorzufinden Insgesamt ergibt sich ein deutlicher West Ost Gradient mit h heren Niederschlagszunahmen in den westlichen Hochlagen des Mainein zugsgebietes Auswirkungen des Klimawandels auf das Hochwassergeschehen bayerischen Maingebiet 81 up N Summe i a a mm Abb 1 Relative Anderung der Mittelwerte der Niederschlage im hydrologischen Sommerhalb jahr zwischen Zukunftsszenario mittlere Realisation und Ist Zustand BRONSTERT 2006 Legende Anderung N Summe E 20 Dag app apen 90 Abb 2 Relative nderung der Mittelwerte der Niederschl ge im hydrologischen Winterhalbjahr zwischen Zukunftsszenario mittlere Realisa
75. flood risk with an indication of the amount of uncertainty Environment Agency Climate Change amp Thames Region Main driver of physical flood risk sources in order of uncertainty Waves Flash flooding convective storms Fluvial Flow Sea Level Rise Surge a Joint Probability The following section will show how we are addressing these changes in our strategic planning 4 Thames Catchment Flood Risk Management Plan CFMP The Environment Agency has addressed the future planning of flood risk management by divid ing the catchment between the main fluvial flood plain and the tidal estuarial floodplain The Thames CFMP addresses the fluvial floodplain It has just been published for consultation and aims to provide a high level strategic plan for flood risk magament in the catchment It has tested broad options at a strategic level and is aimed to have a major influence on investment choices and probably most importantly influencing strategic spatial planning through the proc ess of Regional Spatial Strategy development Broad scale modelling of the effects of climate change show have shown that climate change will be the greatest influence in terms of increasing flood risk The plan has taken note of na tional guidance to allow for a 20 increase in flood flows for the end of the century and has modelled other scenarios Climate Change and the river Thames catchment 225 The diagram below shows that th
76. fur das Maineinzugsgebiet Das WETTREG Modell berechnet stationsbasiert fur das Emissionsszenario B2 des IPCC fur 537 Niederschlags und 67 Klimastationen in S ddeutschland verschiedene Klimagr en fur einen Ist Zeitraum von 1971 2000 und f r 10 Simulationsl ufe des Zukunftshorizonts von 2021 2050 ENKE 2003 Nachfolgend werden die nderungen der f r den Wasserhaushalt bedeut samen Klimaparameter Niederschlag und Temperatur bezogen auf das Maineinzugsgebiet dargestellt 3 1 Temperatur Das Trendverhalten der Lufttemperatur in der Messperiode 1931 2000 ist im Maineinzugsgebiet durch eine signifikante regionenspezifische Zunahme der Jahresmittel von 0 6 C bis 1 0 C gekennzeichnet KLIWA 2005 Das WETTREG Szenario zeigt dass zuk nftig bis 2050 in Bayern die Temperaturen noch weiter deutlich um ca 1 7 C zunehmen Die Zunahmen fallen im hydrologischen Winterhalbjahr mit ca 2 1 C st rker aus als im hydrologischen Sommerhalb jahr mit ca 1 4 C Diese erwartete Temperaturzunahme im Winter ist von besonderer Bedeutung da die Tempe ratur gro en Einfluss auf die Zwischenspeicherung von Niederschlag als Schnee hat und somit entscheidend f r das zuk nftig zu erwartende Abflussregime sein kann So endet die Schnee schmelze im KLIWA Untersuchungsgebiet im Zukunftsszenario zwischen 10 Tagen in Hochla gen und 20 Tagen in Tieflagen fr her Die durchschnittliche frostfreie Zeit verl ngert sich um ca 20 Tage In Verbindung mit der
77. glich sind So wurde beispielsweise das Ozonloch ber der Antark tis von keinem Wissenschaftler vorhergesagt obwohl die ozonsch digende Wirkung der FCKWs schon lange bekannt war Das Klimasystem ist ein nichtlineares System das bei star ken Auslenkungen verbl ffende L sungen bereithalten kann Globale Aspekte des Klimawandels 31 CO Konzentration in den letzten ca 450 000 Jahren 400 350 300 E EL EM Q 250 200 150 400 000 300 000 200 000 100 000 Heute Zeit vor Heute in Jahren Abb 1 Der Kohlendioxid Gehalt der Erde in den letzten ca 450 000 Jahren Der Anstieg der CO Konzentration seit Beginn der Industrialisierung ist offensichtlich und auf den Menschen zuruckzufuhren Quelle IFM GEOMAR Abb 2 Schematische Darstellung des Treibhauseffekts Ohne ihn betruge die Oberflachen temperatur der Erde ca 18 C sie betragt aber tatsachlich ca 15 C naturlicher Treibhauseffekt Der Anstieg der Treibhausgase durch den Menschen fuhrt zu einer globalen Erwarmung und damit zu einer globalen Klimaveranderung verstarkter Treib hauseffekt Quelle IFM GEOMAR 32 KLIWA Symposium 2006 a Global Mean Surface Temperature Anomaly C Annual Mean 5 year Mean 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 b 2005 Surface Temperature Anomaly C 3 25 153 1 5 1 J 1 15 25 3 3 Abb 3 Oben Die globale Mitteltemperatur der Erde seit 1880 Man erkennt ei
78. hydroelektrische Nut zung des Wassers im alpinen Einzuggebiet IGKB 2004 oder die intensive Befischung Die Signale solcher Entwicklungen berlagern sich oftmals mit Auswirkungen anderer Faktoren wie etwa ver nderter hydrometeorologischer Einfl sse und sind mitunter schwer voneinander zu trennen Als Schwerpunktthemen in diesem Bericht wurden die Entwicklungen des Temperatur Schich tungs und Mischungsregimes des Sees sowie der sich im Wasserstandsverlauf des Boden sees widerspiegelnden Hydrologie gew hlt In beiden Bereichen findet man Ver nderungen welche sich durch die beobachteten klimatischen Ver nderungen erkl ren lassen und Folgewir kungen auf das kosystem haben Daten zum Bodensee Obersee EE AS Mittelwasserstand 395 m NN Ro maximale Tiefe 254 m mittlere Tiefe 101m Volumen 48 km Z Oberflache 473 km CH wer N Einzugsgebiet 10932 km theoretische Bregenz o Beach Austauschzeit 4 3 Jahre va Alter jj Rhein ithein 7 x 1 Datenquellen IGKB 2004 2005 Abb 1 Der Bodensee und die 5 Hauptzufl sse in den Obersee Eingezeichnet ist auch eine der IGKB Messstellen welche regelm ig beprobt werden Die Zeitreihen dieser seemittemessstelle welche etwa an der tiefsten Stelle des Sees liegt reichen viel fach bis in die 1960er Jahre zur ck Auswirkungen klimatischer Veranderungen auf Binnenseen Beispiel des Bodensees 187 2 Beispiele langerfri
79. im Vergleich zu 1961 1990 REMO simuliert abh ngig vom Emissionsszenario einen Anstieg der mittleren Jahrestemperatur bis zum Ende des Jahrhunderts regional um bis zu 4 C f r A1B wobei sich der S den am st rksten erw rmt WETTREG zeigt regionale Ma xima der Erw rmung bis zu 2 5 C ebenfalls f r A1B im gesamten Norden Deutschlands mit Kunftige Klimaanderungen Deutschland Anlass zur Sorge 37 Ausnahme der Kustenregionen Jacob et al 2007b Spekat et al 2007 Jacob Kreienkamp et al 2006 Um diese Musterunterschiede interpretieren zu k nnen sind detailliertere verglei chende Untersuchungen geplant Auch fur die Auswertung des Niederschlags erfolgte ein Vergleich zum Kontrollzeitraum 1961 1990 Bei der Bewertung der Ergebnisse ist zu beachten dass der Niederschlag eine meteoro logische Gr e ist die sich im Vergleich zur Temperatur deutlich weniger genau modellieren l sst Die Simulationen des Niederschlags mit beiden Modellen zeigen klare jedoch gegenl u fige Tendenzen f r die Jahreszeiten Sommer und Winter und somit wenig nderung im Hinblick auf den Jahresniederschlag Deshalb und wegen der Bedeutung sommerlicher Niederschl ge f r die Vegetation ist es sinnvoll die Auswertung f r Sommer und Winter getrennt vorzuneh men Die sommerlichen Niederschl ge k nnten in Zukunft gro fl chig abnehmen Abh ngig vom genutzten Modell und verwendeten Emissionsszenario werden bis zum Ende des Ja
80. in Stuttgart ist nur durch gemeinsame Anstrengungen der Stadt der Wirtschaft und der B rgerrinnen und B rger m glich Klimaschutz geht also alle an und mehr Klimaschutz bedeutet weniger Risiken f r die Zukunft Wir werden unsere Bem hungen um den Klimaschutz konsequent fortsetzen Wenn sich das Klima ndert dann k nnen oder besser m ssen wir es auch tun Doch dazu ben tigen wir kon kreie Prognosen sowie Daten und Fakten an denen wir unser Handeln ausrichten k nnen In formationen also die die L nder bergreifend zum Thema Klimaver nderung und Konsequen zen f r die Wasserwirtschaft gemeinsam erarbeiten werden Ich hoffe dass die Erkenntnisse ihrer Untersuchungen auch ber Stuttgart Bayern und Baden W rttemberg hinaus Geh r fin den und damit Grundlage f r weitere wegweisende Diskussionen werden Ich w nsche Ihnen allen ein interessantes erfolgreiches und im besten Sinne nachhaltiges Klimasymposium hier in Stuttgart 14 KLIWA Symposium 2006 Rede Umweltministerin Tanja G nner 15 Klimawandel und Klimaschutz in Baden Wurttemberg Tanja Gonner Umweltministerin Baden Wurttemberg Sehr geehrter lieber Werner Schnappauf sehr geehrter Herr Burgermeister Thurnau sehr geehrte Frau Prasidentin Barth sehr geehrter Herr Prof Latif sehr geehrte Landtagsabgeordnete lieber Werner Raab liebe Frau Dr Splett meine sehr geehrten Damen und Herren zun chst einmal m chte auch ich Sie hier heute herzlich beg
81. ist genau diese H ufung extremer Wetterereignisse die man der globalen Erw rmung zuordnen kann Die Analogie zum gezinkten W rfel verdeut licht dar ber hinaus dass es prinzipiell nicht m glich ist einzelne Wetterextreme wie die Elbe flut des Jahres 2002 oder den Rekordsommer 2003 der globalen Erw rmung zuzuschreiben genauso wenig wie man eine bestimmte Sechs dem Zinken des W rfels zuordnen kann Man muss immer die Statistik der Ereignisse betrachten wie etwa die Anzahl von Wetterextremen ber einen l ngeren Zeitraum wenn man den Zusammenhang zwischen Wetterextremen und der globalen Erw rmung beleuchten m chte Wie wird das Klima in Europa im 21 Jahrhundert aussehen Die Folgen f r das Klima der Erde k nnen mit Hilfe von Computersimulationen abgesch tzt werden Dazu werden globale Klimamodelle entwickelt welche die Wechselwirkung zwischen den physikalischen Prozessen in Atmosph re Ozean Meereis und Landoberfl chen quantitativ beschreiben Bis zum Jahr 2100 kann die globale Erw rmung je nach angenommenem Szena rium bis zu 5 C im globalen Mittel betragen Zusammen mit der heute bereits realisierten glo balen Erw rmung von etwa 0 8 C entspr che dies in etwa dem Temperaturunterschied von der letzten Eiszeit bis heute Es w rde sich also um eine f r die Menschheit einmalig rasante globa le Klima nderung handeln f r die es seit wir Menschen diesen Planeten besiedeln kein Analo gon g be Die globale Erw rmung ha
82. mit dem K hlwasserproblem im Neckar zu k mpfen hatten Solche Sommer k nnten k nftig immer h ufiger werden Die Stuttgarter Bem hungen sind auch auf diesem Ge biet vorbildhaft Gru wort B rgermeister Dirk Thurnau 13 Nennen mochte ich die Bemuhungen der Stadtklimatologen im Rahmen der Bauleitplanung da mache ich ein bisschen Werbung fur die Stadt Die Stadt zwischen Wald und Reben eine wun derbare topographische Lage hier in der Gro stadt zu leben sich teilweise wie im Gr nen zu befinden aber auch ein gro er Nutzungsanspruch an die Fl che an die Stadtr umlichkeiten immer wieder der Druck neue Baulandfl chen auszuweisen und dort mit dem Klima entspre chend umzugehen Gro z gige Begr nungen und der Erhalt von Kaltluftschneisen in Bebau ungspl nen sind ein wichtiger Aspekt Ein F rderprogramm zur Dachbegr nung sowie die Be gr nung auch von Stadtbahntrassen sind in diesem Zusammenhang zu erw hnen Gro en Wert legen wir auch auf das Thema ffentlichkeitsarbeit im Klimaschutz Dazu geh rt ein Energiesparwettbewerb den wir mit der Bev lkerung durchf hren ebenso wie eine Aktion zum Verkauf von Energiesparlampen Auch die Umweltberatung nimmt sich regelm ig dieses Themas an Es sind meine Damen und Herren B rgerinnen und B rger aber auch Betriebe und viele andere mehr angesprochen und aufgefordert die Umsetzung von Ma nahmen in ih rem Einflussbereich in Angriff zu nehmen Die Senkung der Treibhausgasemission
83. mit einigen Synergieeffek ten weitergefuhrt werden Die Wasserwirtschaft passt sich so im Sinne der Vorsorge an verandernde Verhaltnisse an Letztlich wird aber der Klimawandel nicht nur eine wasserwirtschaftliche sondern auch gro e gesellschaftliche Herausforderung der Zukunft werden 8 Literatur BRONSTERT 2006 Darstellung und Vergleich regionaler Klimaszenarien Enke Szenarien des Maingebiets in Bayern unveroffentlichter Endbericht 110 S COLES S 2001 An Introduction to Statistical Modeling of Extreme Values Springer Series in Statistics London ENKE W 2003 Anwendung einer Wetterlagenklassifikation fur Suddeutschland auf Kontroll lauf und Szenario eines transienten 4 Klimasimulationslaufs B2 zur Ab schatzung regionaler Klimaanderungen f r S ddeutschland Meteo Research Ber lin unveroffentlicht GERLINGER K 2004 Simulation des Wasserhaushalts im Neckareinzugsgebiet unter Ver wendung regionaler Klimaszenarien KLIWA Berichte Heft 4 S 87 102 IPCC 2001 Climate change 2001 Summary for Policymakers Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge University Press Cambridge KATZENBERGER B 2004 Bisherige Erkenntnisse aus KLIWA Handlungsempfehlungen KLIWA Berichte Heft 4 S 197 204 KLIWA 2005a Langzeitverhalten der Lufttemperatur in Baden Wurttemberg und Bayern KLIWA Berichte Heft 5 Munchen KLIWA 2006 Regionale Klimaszenarien fur Suddeutschland Abschatzung der Auswirku
84. nat rliche Flussnetz sowie die topographischen Gebietseigenschaften detailliert nachbilden Abbildung 1 Innerhalb jeder einzelnen Rasterflache berucksichtigt das Modell bis zu 16 unterschiedliche Landnutzungsklas sen mit ihren spezifischen Verdunstungs und Abflusseigenschaften In den Wasserhaushaltsmodellen WHM werden folgende hydrologische Prozesse berechnet Akkumulation Metamorphose und Schmelze von Schnee Pflanzenverdunstung sowie Verdunstung von Boden und Wasserflachen Bodenwasserhaushalt Grundwasserneubildung Wassertransport in der Flache Oberflachenabfluss Interflow und Grundwasserabfluss Translation und Retention im Gerinne 72 KLIWA Symposium 2006 Umrechnung gemessener Klima daten auf die Teileinzugsgebiete Niederschlag Lufttemperatur Sonnenscheindauer relative Luftfeuchte Luftdruck Windgeschwindigkeit Speicherung u vertikaler Wassertransport pro Landnutzungsklasse m Teilgebiet Anteil wasserge laterale vertikale s ttigter Fl chen Drainage Perkolation Direktabfluss Interflow Grundwasser speicher speicher speicher Wellenablauf Verzweigungen Seeretention im Gerinne Einleitungen Speichersteuerung Abb 2 Modellschema LARSIM Eine schematische Darstellung der Modellkomponenten zeigt Abbildung 2 eine detaillierte Be schreibung der verwendeten Berechnungsverfahren ist zusammengestellt bei Bremicker 2000 sowie Ludwig amp Bremicker 2006 Meteorologische Eingangsdaten fur die Mo
85. ngeren Zeitraum 1901 2000 vor Als Starkniederschl ge wurden die jeweiligen H chstwerte der drei Zeitspannen hydrologisches Jahr November bis Oktober hydrologisches Sommerhalbjahr Mai bis Oktober und hydrologi sches Winterhalbjahr November bis April betrachtet Seitens des DWD HM werden seit Jahren extremwertstatistische Analysen vorgenommen Ins besondere wurden koordinierte Starkniederschlags Regionalisierungs Auswertungen die KOSTRA Untersuchungen mit praxisrelevanten Zielsetzungen der Anwendungsgebiete Hyd rometeorologie und Wasserwirtschaft f r variierende Basiszeitr ume durchgef hrt Die j ngs ten daraus resultierenden Ergebnisse sind seit 2005 unter der Bezeichnung KOSTRA DWD 2000 f r den Basiszeitraum 1951 2000 verf gbar Dabei ist unter einem Starkniederschlag ein Niederschlagsabschnitt bestimmter Dauer zu verstehen der im Verh ltnis zu seiner Dauerstufe eine hohe Niederschlagsintensit t hat und daher selten auftritt i d R h chstens einmal pro Jahr oder seltener Nachfolgend werden einige Ergebnisse beider Untersuchungen vorgestellt 2 Langzeitverhalten von Starkniederschlag in S ddeutschland Im Heft 8 der KLIWA Berichte KLIWA 2006 sind die Ergebnisse zum Langzeitverhalten der Starkniederschl ge in Baden W rttemberg und Bayern zusammengefasst Unter anderem wur den Trenduntersuchungen durchgef hrt den Wetterlageneinfluss ber cksichtigende Zeitreihen vergleiche vorgenommen und Schwellenwert bersc
86. r Wasser und Geologie Berne Schmidli J C Schmutz C Frei H Wanner C Sch r 2001 Mesoscale precipitation in the Alps during the 20th century In Int J Climatology 22 2001 1049 1074 Schmidli J C M Goodess C Frei M R Haylock Y Hundecha J Ribalaygua und T Schmith 2007 Statistical and dynamical downscaling of precipitation An evaluati on and comparison of scenarios for the European Alps J Geophys Res 112 in press STARDEX Statistical and Regional dynamical Downscaling of Extremes for European regions Forschungsprojekt der Europaischen Union http www cru uea ac uk projects stardex 240 KLIWA Symposium 2006 Folgerungen und Ausblick fur das Vorhaben KLIWA 241 Folgerungen und Ausblick fur das Vorhaben KLIWA Hansjorg Strahle Umweltministerium Baden Wurttemberg Meine Damen und Herren nach den Ergebnissen aus KLIWA die uns in den Beitragen des 3 Symposiums vorgestellt wurden frage ich Auf was warten wir Auf was warten Sie Naturlich zunachst auf einen Dank von meiner Seite an den Veranstalter die Landesanstalt fur Umwelt Messungen und Na turschutz Baden Wurttemberg an die Referentinnen und Referenten und an das Auditorium die alle gemeinsam zum Gelingen dieser Veranstaltung beigetragen haben Ich darf mich auch bei den Teilnehmerinnen und Teilnehmern der Podiumsdiskussion bedanken die unter der Lei tung von Frau Dr Niedek im Anschluss einige der bei diesem Symposium getroff
87. schaffen Auf ein Hochwasser das betroffen macht In den Beitragen aus der Schweiz und aus Gro britannien klang es immer wieder an Die Wirkung technischer Hochwasserschutzein richtungen ist beschr nkt Daher ist es umso wichtiger HochwasservorsorgemaBnahmen zu forcieren und die Elemente der Raum und Regionalplanung noch st rker als bisher mit einzu beziehen Dies ist mindestens ebenso wichtig wie die Einf hrung des Klimafaktors bei der Pla nung technischer Hochwasserschutzma nahmen Nat rlich werden uns auch weiterhin Fragestellungen im Zusammenhang mit der Anwendung der richtigen statistischen Methoden besch ftigen Herr Weber ist in seinem Vortrag darauf ein gegangen M glichweise m ssen wir uns im Rahmen eines weiteren Workshops zusammen mit der Wissenschaft damit besch ftigen Auf was warten wir bei den Wasserhaushaltsmodellen Es ist immer wieder angesprochen worden Wir m ssen uns k nftig auch mit Landnutzungsszenarien auseinander setzen und die se in den Modellen ber cksichtigen gerade wenn es um das Thema Niedrigwasser geht Dazu geh ren auch ph nologische Fragestellungen M glicherweise k nnen hier Erfahrungen aus Sachsen oder Ergebnisse von Forschungsvorhaben der Universit t Hohenheim genutzt wer den Was erwarten wir von unserem Klimaprojekt k nftig Wir erwarten zun chst die Auswahl anthropogen unbeeinflusster Messstellen um mittelfristig unsere Annahmen und Prognosen auch evaluieren zu k nnen Nur wenn es
88. surge The approach is based largely on the Risk Uncertainty and Decision Making Technical Report produced by the Environment Agency for UKCIP and other tools and assessment criteria based on existing and developing guidance TE2100 is also working with partners in Holland Germany and Belgium in the ESPACE Project European Spatial Planning Adapting to Climate Events to develop and refine transnational methods The involvement of stakeholders in London and down the estuary will be critical to success TE2100 has and will continue to work with a wide variety of groups to ensure that the final Flood Risk Management Plan will as far as possible be compatible with the varying interests that the estuary supports The estuary has for example a high ecological value and is a major recruiting ground for some fish populations To support the development of the plan an extensive study and consultation programme is un derway from 2003 2008 This will enable full understanding of the processes and issues critical to testing and developing options An essential part of this is work to reduce the uncer tainty attached to climate change TE2100 is working with the Hadley Centre and others to pro Climate Change and the river Thames catchment 221 duce probabilistic scenarios for sea level rise storm surge fluvial flow etc in conjunction with the work that the UK government is undertaking to produce the next climate change scenarios for the UK in
89. uns gelingt ein entsprechendes Messnetz aufzubau en und zu betreiben k nnen wir die Auswirkungen verifizieren und die Szenarien verfeinern um zu noch genaueren Aussagen zu kommen Wir werden uns in den n chsten Jahren schwerpunktm ig mit den Auswirkungen auf andere wasserwirtschaftlich relevante Bereiche befassen So liegen die Fragestellungen bei den The men Niedrigwasser Grundwasserneubildung Siedlungsentw sserung auf der Hand Aber auch mit dem Bodensee und den zu erwartenden Auswirkungen auf die Wasserqualit t werden sich unsere Fachleute besch ftigen m ssen Es gilt bis zum n chsten Symposium weitere Er kenntnisse zu gewinnen e Mit der Einf hrung des Klimafaktors bei der Bemessung techni aber auch erste Anpas scher Hochwasserschutzanlagen sind Konsequenzen f r die Praxis sungsmaknahmen und gezogen worden Handlungsstrategien zu entwickeln Dies ist einer der ganz gro en Vorteile Wir warten nicht auf die Klima nderung sondern wir wissen dass wir uns auch in S ddeutschland mitten darin befinden und haben bereits gehandelt Insbesondere unter dem Aspekt der Hochwasserversch rfung ist der Hochwasservorsorge verst rkt Rechnung zu tragen des Kooperationsvorha Das Projekt KLIWA wird auch k nftig neue Entwicklungen bei der bens KLIWA Neben der Klimamodellierung und bei der Auswahl von Klimaszenarien auf Erarbeitung wissenschaft merksam verfolgen licher Methoden und der Die neuen
90. verpflichtet Ma nahmenprogramme umzusetzen die eine systematische An passung an zu erwartende Klima nderungen und deren Folgen erm glichen Box 1 1 Alle Vertragsparteien werden unter Ber cksichtigung ihrer gemeinsamen aber unter schiedlichen Verantwortlichkeiten und ihrer speziellen nationalen und regionalen Entwicklungs priorit ten Ziele und Gegebenheiten a b nationale Programme erarbeiten umsetzen ver ffentlichen und regelm ig aktua lisieren in denen Ma nahmen zur Abschw chung der Klima nderungen durch die Bek mp fung anthropogener Emissionen sowie Ma nahmen zur Erleichterung einer angemesse nen Anpassung an die Klimaanderungen vorgesehen sind Box 1 UNFCCC Artikel 4 Verpflichtungen Um diese Forderung umzusetzen beschlossen die Vertragsparteien ein Funf Jahresprogramm zu Anpassung Das Programm soll helfen die regionalen Auswirkungen der Klimaanderung abzusch tzen Wissensdefizite zu erkennen und technische L sungen fur Anpassungsma nahmen zu entwickeln Es soll das Verst ndnis und die Bewertung von regionalen Klimafolgen Verwundbarkeiten sowie Anpassungsoptionen in den einzelnen Vertragsstaaten verbessern und Entscheider in die Lage versetzen auf gegenw rtige und k nftige Klima nderungen besser reagieren sowie wohlinformierte Entscheidungen zu Anpassungsma nahmen treffen zu k n nen Die Europ ische Kommission arbeitet gegenw rtig an einem Green paper das
91. verst rkt einsetzen Neben weiteren Anstrengungen in Baden W rttemberg setzen wir uns daher was den W rme bereich angeht auf Bundesebene f r die Einf hrung eines regenerativen Warmegesetzes ein Wir sind auch bei der Frage der biogenen Kraftstoffe in Forschungsprojekten in Baden W rttemberg unterwegs weil wir glauben dass dies eines der wesentlichen Themen f r die Zukunft ist 2 Die Energieeffizienz kann und muss deutlich gesteigert werden Wir wollen in Baden W rttemberg den pro Kopf Energieverbrauch in den n chsten 10 Jahren um 20 senken Die Bundesregierung ihrerseits hat eine Innovationsoffensive und ein Aktionsprogramm Energieeffi zienz angek ndigt Dies zeigt dass die Energieeffizienz in den n chsten Jahren verst rkt in den Mittelpunkt r cken wird Ohne Ausschopfung dieser Energiequelle der Energieeffizienz wer den wir weder den Aussto an Klimagasen noch unsere Abh ngigkeit von l und Gas ent scheidend verringern k nnen Im brigen glaube ich sollte es unter dem Gesichtspunkt der Wirtschaftlichkeit einleuchtend sein dass das was ich einsetze so einsetze dass ich m glichst den gr ten Nutzen daraus gewinne 3 Der Klimaschutz ist nicht nach unten verhandelbar Wir stehen gemeinsam zu der Verpflich tung die Kyotozielsetzung zu erf llen Nur so bleiben wir im Bund wie im Land glaubw rdig gerade gegen ber den Entwicklungs und Schwellenl ndern die wir im brigen ebenso wie die USA und Australi
92. von 06 bis 12 Uhr des symbolischen Zifferblatts dargestellt Die Information zur Signifikanz der Ergebnisse wird ber den Durchmesser der Kreise vermittelt Je gr er der Kreis desto signifikanter ist der Trend Die r umliche Verteilung der relativen Trends der Starkniederschl ge im Sommerhalbjahr ist im Zeitraum 1931 2000 Abbildung 3 unten sehr uneinheitlich sowohl bez glich der Trendrichtung als auch der Signifikanz Stationen mit signifikant zunehmenden Trends liegen oft nahe an Sta tionen mit signifikant abnehmenden Trends Gr ere zusammenh ngende Gebiete mit Zuneh menden Trends sind am S drand des Schwarzwaldes an der mittleren Donau sowie in Ober bayern zu finden Fallende relative Trends treten verst rkt in Unter und Mittelfranken in Nie derbayern und im stlichen Bayerischen Wald auf Im Zeitraum 1901 2000 Abbildung 3 oben findet man an den r umlich ungleichm ig verteilten Stationen fast ausschlie lich geringe zu nehmende Trends wobei aber nur wenige signifikant sind Geringe abnehmende Trends schei nen noch am ehesten im S dschwarzwald aufzutreten Dieses Bild ndert sich mit wachsender Andauer der Starkniederschl ge nur unwesentlich Starkniederschlage und Schneeschmelze in S ddeutschland 59 ANGABEN IN PROZENT SIGNIFIKANZ d 50 40 u An 30 x lt 80 PROZENT 30 20 gt 80 PROZENT sl gt 90 PROZENT gt 95 PROZENT
93. von KLIWA sein 5 Literatur Arbeitskreis KLIWA 2005 Langzeitverhalten der Schneedecke in Baden W rttemberg und Bayern KLIWA Berichte Heft 6 88 Arbeitskreis KLIWA 2006 Regionale Klimaszenarien f r S ddeutschland Absch tzung der Auswirkungen auf den Wasserhaushalt KLIWA Berichte Heft 9 100 Armbruster V 2002 Grundwasserneubildung in Baden W rttemberg Freiburger Schriften zur Hydrologie 17 141 5 Berthold G amp Hergesell M 2005 Prognosen f r die Grundwasserneubildung in Hessen Vortrag im Rahmen der Veranstaltung Neue Verfahren zur Modellierung Regiona lisierung der Grundwasserneubildung am 12 07 05 in Idstein BMU Bundesministerium f r Umwelt Naturschutz und Reaktorsicherheit ed 1998 2001 2003 Hydro logischer Atlas von Deutschland HAD 1 Lieferung 1998 2 Lfg 2001 und 3 Lfg 2003 Bronstert A Kolokotronis V Schwandt D Straub H 2006 Vergleich und hydrologische Wertung regionaler Klimaszenarien f r S ddeutschland HW 50 6 270 287 Doll P amp Fl rke M 2005 Global Scale Estimation of Diffuse Groundwater Recharge Frankfurt Hydrology Paper 3 21 Hergesell M amp Berthold G 2004 Entwicklung eines Regressionsmodells zur Ermittlung fla chendifferenzierter Abflusskomponenten in Hessen durch die Regionalisierung des Baseflow Index BFI Jahresbericht 2004 des Hessischen Landesamtes fur Um welt und Geologie 47 66
94. zu CO freier Technologien 246 KLIWA Symposium 2006 Kurzstatements zur Podiumsdiskussion 247 Die politische Herausforderung des globalen Klimawandels Nico Stehr Zeppelin University Friedrichshafen Ausgangspunkte 1 Die katastrophalen Folgen des Hurrikans Katrina fur die Stadt New Orleans und die umlie genden Staaten sind ein Paradebeispiel fur eine verfehlte Klimapolitik Allerdings liegt der Feh ler nicht deshalb bei der Regierung Bush weil sie sich weigert dem Kyoto Protokoll zuzustim men Es ergibt keinen Sinn nach den katastrophalen Auswirkungen von Katrina zu neuen Su perlativen zu greifen und zu behaupten dieses Wetterextrem sei ein weiterer Beleg daf r dass St rke und Dauer tropischer Wirbelst rme k nftig zunehmen w rden Statt dessen sollten Klimawissenschaftler gefragt werden wann wir Verbesserungen zu sehen bek men wenn die Vereinigten Staaten aber auch China Russland und Indien ihren Aussto an Treibhausgasen drastisch reduzieren w rden W rden dann die Folgen von Hurrikanen wie Katrina weniger gravierend sein und wie gro w rden diese geringeren Sch den ausfallen Noch wichtiger f r unsere Gesellschaften ist es aber zu fragen wie wir uns in den kommenden Jahrzehnten vor Wetterph nomenen wie dem Hurrikan Katrina Hitzewellen Uberschwemmun gen starke Schneef lle und anderen Extremen sch tzen k nnten und wie eine Klimaforschung und Klimapolitik aussehen m sste die genau das zum Ziel
95. 1890 1910 1930 1950 1970 1990 2010 Pegel Jahresmittel cm 340 300 Abb 13 Langjahriger Verlauf der mittleren jahrlichen Pegelwerte bei Konstanz Ab etwa 1940 vertikale rote Linie bleibt das gleitende Mittel stets unter dem langjahrigen Mittelwert Fur den Zeitraum nach 1940 findet man einen leicht abfallenden jedoch auf Grund der hohen Variabilitat nicht signifikanten Trend von 0 05 cm Jahr Moglicherweise deutet diese Tendenz auf erosive Prozesse im Ausstrombereich des Bodensees hin Einen ahnlichen Hinweis liefert der Vergleich von Messdaten der Pegelstationen Konstanz und Konstanz Seerhein im Zeitbe reich ab 1985 Indizien fur klimabedingte Veranderungen wurden bei der Untersuchung des mittleren jahrlichen Pegelverlauf nicht gefunden jedoch bei der Analyse der Jahresverlaufe Abbildung 14 Im Zeitbereich ab 1990 also etwa jenem Zeitbereich welcher sich durch signifikant hohere Luft und Wassertemperaturwerte auszeichnet bemerkt man im Mittel eine deutliche Verringerung der Pegelwerte von etwa Juli bis Mitte September Dahingegen sind die Werte von November bis Mitte Januar erh ht Ein Zusammenhang mit den Abflussmengen der Zufl sse Abbildung 14 l sst sich aufzeigen auch wenn dieser nur f r die Monate August November und Dezember deutlich erscheint Bei diesem Vergleich ist jedoch zu beachten dass da die Retentionskapazit t des Bodensees das Abflusssignal verformt In Abbildung 15 sind die mittleren Jahresg nge der N
96. 20000 KlimaszenB2 5606 ENKEDRY ENKEWET 10000 N Q 5 Abb 8 Zeitlicher Verlauf der mittleren j hrliche N Auswaschung im Neckareinzugsgebiet in verschiedenen Klimaszenarien unter Annahme einer gleich bleibenden Landnutzung 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 t Nitrat N Abb 9 Mittlere Nitratfrachten im Neckareinzugsgebiet Uber einen Simulationszeitraum von 30 Jahren bei unterschiedlichen Klimaannahmen 3 3 Gewasserokologie Ein zentraler Aspekt der WRRL ist die Beurteilung der biologischen Wasserqualitat Hier leistet RIVERTWIN durch die Entwicklung des Habitatmodells MesoCASIMIR als Teilmodell von MOSDEW einen herausragenden Innovationsbeitrag In jungerer Zeit treten in den Gewassern Mitteleuropas vor allem morphologische Defizite in den Vordergrund Durch den fehlenden Strukturreichtum der Gew sser ist gleichzeitig das Str mungsverhalten vereinheitlicht Das f hrt zu einer drastischen Abnahme an ehemals vielf ltigen Lebensr umen im Gew sser MesoCA SIMIR liefert Informationen zu Ver nderungen der Gew sser kologie die durch verschiedene Klima und Bewirtschaftungsszenarien hervorgerufen werden In der aktuell entwickelten Versi on liegt der Fokus auf Fischlebensr umen Abbildung 10 zeigt schematisch die Ergebnisse aus 208 KLIWA Symposium 2006 den verschiedenen Schritten der Modellierung Fur die Darstellung in der Flussgebietsskala werden die einzelnen Mesohabitate
97. 2007 Weitere aktuelle Informationen zu Projektergebnissen finden Sie unter unserer Internetseite http www kliwa de
98. 2008 The project is also maintaining close links with the British Antarcic Survey to keep abreast of the latest developments on ice cap melt The project has already been used as a case study for the recent Stern Report and the forth coming chapter 2 of the International Panel on Climate Change 4 Assessment report Results so far confirm that the existing system is robust and should continue to provide a high standard of flood risk management until 2030 under most climate change scenarios Also the project has identified thresholds for example of sea level where existing and new flood risk management measures will be effective By doing this high level options have been pro duced which give routes through the century where new measures will be introduced such as wall raising of flood storage schemes at a rate dependent on how fast climate the effects of cli mate change takes place The following figure demonstrates which measures may be effective in different parts if the es tuary for differing water levels Regeneration West London ye e increased Conveyance tl 11929 of Dame F Deiene feireg e Ak Thames eee Local Delenie Ranting where Aequeed and Acceptable Pla ee Cowen _ Today Future As with the Thames CFMP the TE2100 project has demonstrated that the spatial planning sys tem will be critical to enable development to take place in the areas at
99. 2021 2050 Werte in mm a Regional ist vermutlich in Folge einer zunehmenden H ufigkeit zonaler Wetterlagen eine Diffe renzierung zwischen den westlichen und den stlichen Landesteilen zu beobachten W hrend in den westlichen Landesteilen Oberrheingraben 1 und Schwarzwald 2 f r die letzte der drei untersuchten Dekaden 2041 2050 eine deutliche Erh hung der mittleren j hrlichen Grundwasserneubildung verzeichnet wird 15 bleibt diese f r den Bereich der Gauplatten des Keuperberglandes und der Muschelkalkregionen im Nordosten 3 moderat Im Bereich der Schw bischen Alb 4 wird eine leichte Abnahme unterstellt f r Oberschwaben 5 mit 10 Pro zent sogar eine recht deutliche 40 30 25 20 15 10 45 BaW 1 2 3 d J Baden W rttemberg E DWD Daten Szenarien ET 2021 2030 EM 2031 2040 EM 2041 2050 Abb 9 nderungen der regionenspezifischen Grundwasserneubildung gegen ber dem Istzustand 1971 2000 172 KLIWA Symposium 2006 4 Zusammenfassung und Ausblick Im Rahmen des Kooperationsvorhabens KLIWA wurden auf der Grundlage der ECHAM4 MR Szenarien erste Untersuchungen zur Entwicklung langjahriger Mittelwerte der Grundwasser neubildung durchgefuhrt Dabei konnte gezeigt werden dass im Mittel eine Erhohung der Grundwasserneubildung in der Gr enordnung von ca 10 20 in S ddeutschland zu erwar ten ist Diese im ersten Moment vielleicht etwas Uberraschende Aussage steht in U
100. 2050 20 _ Dekaden 100 10 bezogene Variabilitat Niederschlag Verdunstung Gesamtabfluss GW Neubildung Abb 6 Entwicklung der Wasserbilanzgr en in Baden W rttemberg Angaben in mm a Gegen berstellung des Istzustandes 1971 2000 und einzelner Dekaden des Szena riozeitraums 170 KLIWA Symposium 2006 Im Hinblick auf die Grundwasserneubildung sind insbesondere die Anderungen der innerjahrli chen Niederschlagsverteilung von Bedeutung Ahnlich wie im Maingebiet deuten die regionalen Klimaszenarien auch fur Baden Wurttemberg auf eine Verschiebung der Niederschlage vom Sommer in das Winterhalbjahr hin Abbildung 7 In allen 3 Dekaden ist von einer Erhohung der Winterniederschlagssumme von 15 bis 20 auszugehen wahrend die Sommernieder schlagssummen fast unverandert bleiben und in der dritten Dekade sogar eine Abnahme unter stellt wird Erg nzend ist in Abbildung 8 die prozentuale Abweichung der gemessenen und kor rigierten Niederschlagsh hen vom synthetischen Ist Zustand des Szenarios dargestellt Auch wenn die erforderlichen Detailuntersuchungen noch nicht erfolgt sind muss davon ausgegan gen werden dass sich diese innerj hrliche nderung des Niederschlagsregimes auch auf den mittleren Jahresgang der Grundwasserneubildung auswirken k nnte Baden W rttemberg E DWD Dater Szenarien gt 2021 2030 EM 2031 2040 EM 2041 2050 Gesamtjahr Sommerhalbjahr Winterhalbjahr Abb 7 nderungen der innerj hrli
101. 5 Festlegung des Be messungshochwassers f r Anlagen des technischen Hochwasserschutzes Die Wasserstandsinformationen der Hochwassermarken sind grunds tz lich bei der Festlegung von Bemessungsabfl ssen zu ber cksichtigen da die Hochwassermarken sich zum Teil auf extreme Hochwasserereignisse beziehen z B Hochwasser vom Oktober 1824 Dezember 1882 deren h chste Wasserst nde wesentlich h her waren als die H chst Wasserst nde an den Pegeln seit Beginn der regelm igen Beobachtung e hydrologische und hydraulische Modelle zu eichen Seit Februar 2006 sind die bisher nur in Archiven der Landesverwaltung vorliegenden Unterla gen uber Hochwassermarken in Baden Wurttemberg auf CD fur die wasserwirtschaftliche Pra xis in EDV gerechter Art verfugbar In den Archiven liegen Die Hochwassermarken im Gross herzogtum Baden fur den ehemals selbst ndigen Landesteil Baden und Hochwassermarken an wurttembergischen Gew ssern f r den ehemals selbst ndigen Landesteil W rttemberg vor Historische Hochwasserinformationen und deren Nutzung 129 Die in diesen Veroffentlichungen enthaltenen historischen nach den damaligen Hohensyste men Wasserstande m NN der Marken beider Landesteile wurden auf Datentrager erfasst und danach nach Vorgaben des Landesvermessungsamtes auf das aktuelle H hensystem um gerechnet Au erdem sind die Stellen an denen sich die jeweiligen historischen Hochwasser marken befanden geo
102. 5 2 Wasserversorgung f r Trink und Brauchwasser Als Folge der Klima nderung wird die Grundwasserneubildung im Winter eher zunehmen und im Sommer und Herbst zur ckgehen Die Grundwasserst nde werden insgesamt leicht sinken Das geringere Wasserdargebot f hrt zu einer Konkurrenzsituation zwischen verschiedenen Nutzungen und Nutzern 236 KLIWA Symposium 2006 Trinkwassernutzung Nutzung fur Kuhlung von Industrieanlagen Bedarf fur die landwirtschaftliche Bewasserung Anspruch der Gewasserokologie auf genugend Wasser Anspruche von unterliegenden Anrainern Wasser wird damit allerdings zeitlich und ortlich beschrankt im Sommer zunehmend Zu ei nem knappen Gut werden Die Notwendigkeit einer geeigneten Bewirtschaftung wird zuneh men Diese wird Auswirkungen auf Nutzungs Prioritaten Nutzungs Rechte und Nutzungs Preise haben Neben den Ans tzen der Bewirtschaftung sind auch Ma nahmen auf der Nach frageseite zu treffen insbesondere bei der Landwirtschaft effizienter Einsatz von Bew sse rungstechniken bis hin zur Wahl der angepflanzten Kulturen und beim Brauch und Trinkwas serbedarf 5 3 Wassernutzung zur Energieerzeugung Die Schweiz deckt rund 60 der Elektrizitatsnachfrage respektive 1 8 des gesamten Energie bedarfs durch Wasserkraft Insgesamt muss wegen der Abnahme des Abflussvolumens mit einer Einbusse bei der hydroelektrischen Energieproduktion von etwa 7 Prozent gerechnet wer den Auch die Produktion in Kernk
103. 980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 Abb 3 Der Wasserhaushalt der Schweiz gemessen seit 1900 Schadler et al 1992 und als Szenario bis 2070 Dargestellt bis 2005 sind die jahrlichen Niederschlagswerte sowie die Tiefpass gefilterten Werte uber jeweils 9 Jahre fur Niederschlag Abfluss Verduns tung Fur die Niederschlags Szenarien sind die 5 50 und 95 Quantile aus Frei 2004 dargestellt analog Abbildung 1 Entsprechend dieser Szenarien sind die Jah reswerte aus dem 20 Jh ins 21 Jh ubertragen und verandert worden Die Verduns tung ist linear extrapoliert und der Abfluss aus der Wasserbilanz mit dem 50 Quantil des Niederschlages berechnet worden Ausgehend vom Grad der Vergletscherung und Schneebedeckung lassen sich verschiedene Abflusstypen unterscheiden die unterschiedliche jahreszeitliche Abflussmuster aufweisen Eine Auswahl von Abflusstypen ist in Abbildung 4 dargestellt Fliessgewasser die hauptsachlich durch das Abschmelzen von Gletschern und Schnee gespeist werden Typ glazial weisen die gr ten Abflussschwankungen auf Hier kann sich der mittlere Monatsabfluss zwischen Winter und Sommer leicht um einen Faktor 30 verandern Am geringsten sind die Abflussschwankun gen bei Fliessgewassern die berwiegend vom Regen abh ngig sind Typ pluvial Aufgrund des vorliegenden Klimaszenarios muss bis ins Jahr 2050 mit den folgenden Verande rungen im Wasserkreislauf gerechnet werden e Die Verdunstung wird
104. Abweichungen des MHQ vor 1964 proz Abweichungen des MHQ nach 1964 bezogen auf MHQ gesamt Winter Halbjahr bezogen auf MHQ gesamt Winter Halbjahr 30 E BW n 30 E BY n 60 ges n 90 30 E BW n 30 E BY n 60 ges n 90 Anteil der Pegel Anteil der Pegel proz Abweichungen proz Abweichungen Abb 5 Verteilung des Anteils der Pegel mit prozentualen Abweichungen der mittleren Hoch wasserabfl sse des Winter Halbjahres der Teilzeitreihe vor 1964 linkes Dia gramm und nach 1964 rechtes Diagramm bezogen auf den zugeh rigen MHQ Wert der Gesamtreihe Eine zusammenfassende bersicht der Analyseergebnisse aller Pegel f r die drei gew hlten Trennungsjahre jeweils betrachtet f r das Gesamtjahr und die beiden Halbjahre ist in Abbil dung 6 wiedergegeben Die prozentualen Abweichungen der Teilzeitreihen aller Pegel sind hier als Summenlinie ber die Werte der Abweichungsklassen aufgetragen Der Schnittpunkt von Summenlinie und Null Ordinate l sst gr enordnungsm ig erkennen welcher Anteil des Pe gelkollektivs unter bzw ber dem MHQ der Gesamtreihe liegt Die Abbildung 5 zeigt f r das Trennungsjahr 1964 dass die MHQ Werte der Teilzeitreihen vor 1964 berwiegend unter dem MHQ der Gesamtreihe liegen die Teilzeitreihen nach 1964 haben dagegen deutlich h here Werte Dies wird in Abbildung 6 f r alle untersuchten Datenkollektive noch
105. Anderungsraten aus den linearen Trend Untersuchungen fur das NM1Q und das NM7Q des Sommer und Winterhalbjahres dar gestellt Dazu wird die j hrliche Anderungsrate durch den jeweiligen Mittelwert dividiert und in 7 Klassen eingeteilt Tabelle 1 Nicht signifikante Trends Mann Kendall Test werden dabei der Klasse O keine Anderung zugeteilt Abbildung 4 lasst erkennen dass zum Teil erhebliche Zu nahmen hinsichtlich der Winterniedrigwasserabflusse sowohl bei NM1Q als auch bei NM7Q stattgefunden haben Bei den Sommerniedrigwasserkennwerten ist der Anteil nichtsignifikanter Trends hoher und neben positiven Trends treten in geringerer Haufigkeit auch signifikante Ab nahmen auf Tab 1 Einteilung von relativen Anderungsraten J hrliche Anderungsrate in Prozent des Mittelwerts Klasse Bedeutung _ anne 0 reine Entwicklung der Niedrigwasserverhaltnisse Suddeutschland 149 30 jo Dain a Abb 4 H ufigkeit des Auftretens von Trends im NM1Q und NM7Q des Sommer und des Win terhalbjahres nichtsignifikante Trends sind der 0 zugeordnet Insgesamt lassen sich die Ergebnisse der Langzeituntersuchungen wie folgt zusammenfassen e Die Niedrigwasserabflusse an zahlreichen bayerischen Pegeln zeigen eine ansteigende Tendenz Diese resultieren im wesentlichen aus einer Zunahme im Winter im Sommer sind die Tendenzen weniger einheitlich e Die Ergebnisse des Mann Kendall Tests des t Tests des Steigungsk
106. B and Naveau P 2002 Statistics of extremes in hydrology Advan ces in Water Resources 25 p 1287 1304 Kleinhans A 2006 Auswirkungen des Klimawandels auf das Hochwassergeschehen im bay erischen Maingebiet 3 Symposium Klimaver nderung und Konsequenzen f r die Wasserwirtschaft 25 26 10 2006 in Stuttgart McCuen R H 2003 Modeling Hydrologic Change Statistical Methods Lewis Publishers Boca Raton London Schulla J 1997 Hydrologische Modellierung von Flussgebieten zur Absch tzung der Folgen von Klima nderungen ETH Dissertation 12018 Z rcher Geographische Schriften Heft 69 Geographisches Institut der ETH Z rich Willems W und Dick Th 2003 HyStat Benutzerhandbuch IAWG Ottobrunn Entwicklung der Niedrigwasserverhaltnisse Suddeutschland 161 Willems W 2004 Statistische Analyse von Niedrigwasser Kenngr en auf der Grundlage stationarer und instationarer Wahrscheinlichkeitsmodellierung In Kleeberg H B und Koehler G Hrsg Niedrigwassermanagement Beitrage zum Seminar am 11 12 November 2004 in Koblenz Forum fur Hydrologie und Wasserbewirtschaf tung Heft 07 04 15 34 Willems W Klotz P und Kasper G 2005 Modellierung des Wasserhaushalts des Mittleren und Unteren Maingebietes Auftraggeber Landesamt fur Umwelt Bayern unverof fentlicht Willems W 2006 Einfluss des Klimawandels auf Extremwerte fur Einzugsgebiete des bayeri schen Mains mittels Klimaszenarien A
107. BW 2006 ISBN 3 88251 302 0 2 Glaser Klimageschichte 3 Rekonstruktion des Neckarhochwassers von 1824 Meteorologisches Institut der Albrecht Ludwigs Universitat Freiburg 2005 4 IKONE Heft 3 Dokumentationen von Hochwasserst nden Gewasserdirektion Neckar 2001 5 Leitfaden Festlegung des Bemessungshochwassers f r Anlagen des technischen Hochwasserschutzes LUBW 2005 130 KLIWA Symposium 2006 Untersuchungsergebnisse zum Langzeitverhalten der Hochwasserabflusse in Suddeutschland 131 Untersuchungsergebnisse zum Langzeitverhalten der Hochwasserabflusse in Suddeutschland Hans Weber Bayerisches Landesamt fur Umwelt Hof 1 Einleitung Die sich derzeit abzeichnende Ver nderung des Klimas die durch den Menschen mit seiner hoch entwickelten Lebens und Wirtschaftsweise und dem damit verbundenen hohen Verbrauch fossiler Energietr ger ausgel st wurde geht bereits jetzt deutlich ber die nat rliche Variabilit t der bekannten klimatischen Verh ltnisse hinaus sie wird mittlerweile nicht mehr nur von der Klimaforschung als Realit t angesehen Eine unmittelbare Folge wird die weitere globa le Erw rmung auf unserem Planeten sein in dessen Folge auch die Ver nderung des Wasser kreislaufs und damit des Hochwassergeschehens in Flussgebieten erwartet wird Das geh ufte Auftreten au ergew hnlicher Hochwasserereignisse die in den letzten zwei Jahrzehnten auch im mitteleurop ischen Raum zu verz
108. CI ANGH Seeo eeseases OZE Z E OZE 63 Abb 6 Veranderung der Anzahl von Tagen mit Niederschlagshohen 2 20 mm im hydrologi schen Winterhalbjahr 64 KLIWA Symposium 2006 3 Starkniederschlag bei Wiederkehrzeiten bis 100 Jahre Mit KOSTRA DWD 2000 Basiszeitraum 1951 2000 werden die extremwertstatistisch ermittel ten Starkniederschlagshohen aus dem KOSTRA Atlas DWD HM 1997 ersetzt Die Ergebnis se schreiben in Abhangigkeit von Niederschlagsdauer D 5 min bis 72 h und Wiederkehrzeit bzw Jahrlichkeit T 0 5 a bis 100 a konsequent die Aussagen zu KOSTRA DWD Basiszeit raum 1951 1980 fort Die bisherige Methodik wurde in ihren Grundzugen beibehalten Notwen dige Anderungen in der Datenbasis sowie neue Erkenntnisse und methodische Verbesserun gen sind einbezogen Als Beispiel fur KOSTRA DWD 2000 Werte an einem Standort im Norden Baden Wurttembergs sind in der Tabelle 1 punktuelle Starkniederschlagshohen fur ausgewahl te D und T aufgelistet Unter anderem geht daraus hervor dass die KOSTRA Starkniederschlagsh hen f r D 24 h im Vergleich zu KLIWA Starkniederschlagsh hen z B Werte ab 20 mm d h her sind Bei Statements zu Befunden im Starkniederschlagsgeschehen darf die zugrunde liegende Definition von Starkniederschlag nicht au
109. Der Damm wird nach derzeitigen Vorgaben gebaut es werden jedoch zus tzliche Ma nahmen vorgenommen die nach bisherigen Planungsge sichtspunkten nicht erforderlich w ren Zum Beispiel wird zus tzlich ein Gel ndestreifen auf der Luvseite beansprucht und freigehalten der eine zuk nftig ggf notwendige Dammerh hung ohne zus tzliche Probleme erm glicht e Neue Bauobjekte bei denen eine zuk nftige nderung und Anpassung nicht oder nur sehr aufw ndig m glich ist z B Br cken sollten sofort auf zuk nftig ggf erh hte Bemessungs gr en beim Wasserstand ausgelegt werden e Neue Bauobjekte bei denen eine zuk nftige Anpassung weniger problematisch ist z B Ufermauern sollten hinsichtlich ihrer Konstruktionsmerkmale z B der Statik ber den der zeitigen Bedarf hinaus so ausgelegt werden dass eine ggf sp ter notwendig werdende An passung z B Erh hung durch feste oder mobile Elemente kosteng nstig m glich ist 7 Ausblick Ausgehend von den Erkenntnissen der globalen Klimaforschung uber den Klimawandel haben die Wasserwirtschaftsverwaltungen der Lander Baden Wurttemberg und Bayern in Kooperation mit dem Deutschen Wetterdienst und unter Mitwirkung der Bundesanstalt fur Gewasserkunde das breit angelegte Untersuchungsprogramm KLIWA begonnen Die bisherigen Erkenntnisse haben nicht zuletzt auch unter Vorsorgegesichtspunkten bereits zu konkreten Konsequenzen gefuhrt Bei der Bemessung von Hochwasserschutzplanungen werden die
110. Drittel mehr Niederschlag als heute zu erwarten Wegen gleichzeitig steigender Wintertemperaturen in den Mittel und Hochgebirgen wird der Niederschlag h ufiger als Regen denn als Schnee fallen Bereits beobachtbaren nderungen vieler nat rlicher Systeme k nnen mit hoher Sicherheit der anthropogenen Komponente der Erw rmung zugeschrieben werden Die Folgen des Klima wandels werden deshalb vom Ausma der anthropogen verursachten Klima nderung und ihrer Geschwindigkeit abh ngen ein gewisses Ma an nachteiligen Klimafolgen ist jedoch mit hoher Sicherheit nicht mehr vermeidbar Anspruchsvolle Emissionsminderungsma nahmen k nnen Klimafolgen und mit ihnen verbundene Risiken verlangsamen reduzieren verschieben oder g nzlich vermeiden Dar ber hinaus kann Anpassung viele m gliche nachteilige Klimafolgen signifikant reduzieren F r die im Vergleich mit anderen deutschen Regionen hohe Verwundbarkeit der Alpen und des Oberrheingrabens gegen ber dem Klimawandel sind vor allem verst rkte Hochwasserrisiken verantwortlich Eine Anpassung an diese Risiken ist dringend erforderlich Geeignete Anpas sungsma nahmen stehen zur Verf gung In ihre Planung sollten Ergebnisse von Klima nde rungsszenarien einbezogen werden Die vorhandenen Unsicherheiten in den Szenarien sollten in Entscheidungsprozessen nicht ausgeblendet sondern bewusst einbezogen werden Mit der Hilfe eines Multi Modell Ensemble Ansatzes lassen sich diese Unsicherheiten quantifiziere
111. Extremwertserie NMxQ t wird also im station ren Fall abgebildet durch das Wahrscheinlich keitsmodell NMxQ t Instationare Wahrscheinlichkeitsanalyse Voraussetzung fur die Anwendung der Wahrscheinlichkeitsanalyse in der dargestellten Form ist die Stationaritat der Serien also die Abwesenheit von Trends Sprungen oder sonstiger Inho mogenitaten Liegen jedoch Instationaritaten vor so wird in den DVWK 1999 vorgeschlagen die Serien zunachst von der Instationaritat zu bereinigen z B durch Trendelimination und die Wahrscheinlichkeitsanalyse auf die bereinigten Serien anzuwenden Wesentlich vorteilhafter ist die Erweiterung des wahrscheinlichkeitsanalytischen Modells um eine Trendkomponente Dies erfolgt indem einer oder mehrere der drei Parameter nicht als konstant sondern als Funktion der Zeit betrachtet werden Die theoretischen Hintergrunde dieser Vorgehensweise erlautert Coles 2001 hydrologische Anwendungen liefern z B Katz et al 2002 und Willems 2004 Im einfachsten Fall wenn nur der Lokationsparameter als linear trendbehaftet betrachtet wird ergibt sich das Modell NMxQ t GEV u t 0 7 u t b t Das Wahrscheinlich keitsmodell hat also in diesem Fall die vier Parameter bo b4 o und Die Trendkomponente kann auch nichtlineare Funktionen oder Sprungfunktionen annehmen Anstelle oder zusatzlich zum Lokationsparameter kann auch der Skalen und oder der Formparameter als zeitabh ngi g
112. Herzlich will kommen auch Herr B rgermeister Dirk Th rnau der heute das Gru wort der Stadt Stuttgart sprechen wird Es ist mir eine besondere Freude Herrn Professor Dr Latif vom Leibnitz Institut f r Meereswis senschaften an der Universit t in Kiel zu begr en Ich danke Ihnen dass Sie heute zu unse rem Symposium gekommen sind und den Er ffnungsvortrag halten werden Vom Deutschen Wetterdienst begr e ich den Vizepr sidenten des DWD Herrn Prof Dr Ger hard Adrian Besonders begr en m chte ich auch alle Referenten und mich fur ihr Kommen bedanken Ich freue mich dass so viele Vertreter von Beh rden aus der Wissenschaft und von Ingenieurb ros aus dem ganzen Bundesgebiet und dem benachbarten Ausland den Weg hierher nach Stuttgart gefunden haben Das Kooperations Projekt KLIWA nahm Anfang 1999 seine Arbeit auf zu einer Zeit als f r viele das Thema Klimawandel lediglich ein Streit unter Experten war Die L nder Bayern und Baden W rttemberg sowie der Deutsche Wetterdienst fanden sich als Partner zusammen um das Thema Klimaver nderung insbesondere im Hinblick auf die Auswirkungen in der Wasserwirt schaft in Angriff zu nehmen Von Anfang an war auch die Bundesanstalt f r Gew sserkunde dabei Das Projekt KLIWA hat von den langj hrigen Wetter und Pegeldaten profitiert die seit Mitte des 19 Jahrhunderts aufgezeichnet werden Wir hatten das Gluck auf langj hrige meteorologi sche und hydrologische Zeitreihen zu
113. IC Simulation der Ertrage der Kulturpflanzen und der diffusen Austrage N P auf Feld ebene schneider amp Jorde CASIMIR Gewassereignung als Fischhabitate biolo GmbH gische Gewasserqualitat Aristoteles Universitat MONERIS QUAL2K Chemische und physikalische Wasserqualit t Stockholm WEAP Wasserbedarf und entsorgung Environment Institute 204 KLIWA Symposium 2006 Oberflachenabfluss Wasser E xperten Grundwasser nutzung system AR A d mae AR diff Eintrage torttoeme Abb 4 Abfolge der Teilmodelle im integrierten Modell MOSDEW 3 Ausgew hlte Projektergebnisse 3 1 Landnutzungsanderungen In beiden sozio konomischen Szenarien A und B wird davon ausgegangen dass die Reform der gemeinsamen Agrarpolitik GAP wie geplant im Neckareinzugsgebiet umgesetzt wird Das hei t die Ver nderungen der landwirtschaftlichen Fl chennutzungen sind hnlich Lediglich der Fl chenverbrauch durch Siedlungswachstum ist im Szenario B etwas geringer als im Szenario A Abbildung 3 Das Agrarsektormodell ACRE berechnet die voraussichtlichen Verschiebungen der landwirtschaftlichen Fl chennutzung durch die ge nderten agrarpolitischen Rahmenbedin gungen Abbildung 5 Die in Abbildung 5 gezeigte Reduzierung der Dauerkulturen wird aller dings nur durch die Ausdehnung der Siedlungsfl chen verursacht Die Umsetzung der GAP Reform l sst neben kleineren regionalen Verschiebungen in der Getreideproduktion eine gene relle Ver nder
114. IWA Projekt Wir sind stolz dass Sie mit ihrer Kompetenz einen Beitrag leisten zur L sung zur Anpassung an die Herausforderungen der Klimaerw rmung Herzlichen Dank auch Herrn Adrian und an die Partner des Deutschen Wetterdienstes Und wir sind froh dass wir heute einen so hochrenommierten internationalen Klimaforscher wie Herrn Dr Latif bei uns haben um das Thema damit unter uns heute zu diskutieren aber auch um die Offentlichkeit einmal mehr wach Zu rutteln Denn meine sehr verehrten Damen und Herren Kollegin Tanja G nner hat in mehreren Bei spielen schon darauf hingewiesen Worauf warten wir eigentlich Wenn man nur diese Schlag zeilen der letzten Tage der letzten Wochen nimmt Im Juli hie es in einem Report des Deut schen Wetterdienstes Nie war es hei er und sonniger in Deutschland Im Augustreport hie es dann Rekordverdachtig nass und trube Fur morgen ist der hei este Oktobertag seit Tempera turaufzeichnungen gemacht werden oder jedenfalls seit vielen vielen Jahren vorhergesagt Die Schlagzeilen uberschlagen sich sozusagen und immer mehr dringt in das Bewusstsein der brei ten Offentlichkeit dass hier die Klimaveranderung mitten im Gange ist Die Frage stellt sich in der Tat immer starker Worauf warten wir national und international um konsequent gegen die Klimaerwarmung vorzugehen aber auch konsequent die unvermeidliche Anpassung voranzu treiben Lassen Sie mich aus bayerischer Sicht und aus dem Projekt KLIWA ein pa
115. L ndern Baden W rttemberg und Bayern zusammen mit dem Deutschen Wetterdienst gestartet In der Anfangsphase mussten regionale Klimamodelle aufw ndig ermittelt und Wasserhaushaltsmodelle teuer entwickelt wer den Durch die vielen Erfahrungen die wir auf diesem Weg gemacht haben hat das Projekt eine Reife erlangt die es uns erm glicht nun weitere Themenfelder anzugehen Dar ber hinaus haben wir Grundlagen geschaffen die von anderen Disziplinen bei der Beurteilung der Auswir kungen des Klimawandels verwendet werden k nnen Wir sind ein wenig stolz darauf dass wir mit dem Thema Klima nderung und Hochwasser so weit vorangekommen sind und die ent sprechenden Konsequenzen gezogen haben Wir laden alle Interessierten ein an den Erfah rungen des Projekts zu partizipieren Wir wenden uns neuen Themenbereichen der Wasser wirtschaft zu und sind zuversichtlich beim n chsten Symposium konkrete Handlungsempfeh lungen vorlegen zu k nnen 244 KLIWA Symposium 2006 Kurzstatements zur Podiumsdiskussion 245 Kurzstatements der Podiumsdiskussion von Experten zum Problemkreis Gesellschaftliche Auswirkungen des Klimawandels Die gesellschaftlichen Auswirkungen des Klimawandels Claudia Kemfert Deutsches Institut f r Wirtschaftsforschung Humboldt Universit t Berlin Zusammenfassung Internationale Experten sind sich einig dass durch die immer weiter steigenden und durch den Menschen verursachten Treibhausgasemissionen ein Klimawand
116. Ly W Landesamt f r Umwelt Wasserwirtschaft und Gewerbeaufsicht Deutscher Wetterdienst pass E E 5 Bayerisches Landesamt ass cl f r Umwelt er 3 KLIWA Symposium am 25 und 26 10 2006 in Stuttgart Fachvortr ge Klimaver nderung und Konsequenzen f r die Wasserwirtschaft KLIWA Berichte Heft 10 O KLIWA Klimaver nderung und Wasserwirtschaft dam Landesamt f r i Kee al 1 Bayerisches Landesamt Umwelt Wasserwirtschaft O f r Umwelt eco und Gewerbeaufsicht Deutscher Wetterdienst 3 KLIWA Symposium am 25 und 26 10 2006 in Stuttgart Fachvortr ge Klimaver nderung und Konsequenzen f r die Wasserwirtschaft KLIWA Berichte Heft 10 O KLIWA Klimaver nderung und Wasserwirtschaft IMPRESSUM Herausgeber Herausgabedatum ISBN Bearbeitung Redaktionelle Bearbeitung Umschlaglayout Druck Umwelthinweis Bezug uber Arbeitskreis KLIWA LUBW Landesanstalt fur Umwelt Messungen und Natur schutz Baden Wurttemberg Bayerisches Landesamt fur Umwelt BLfU Landesamt fur Umwelt Wasserwirtschaft und Gewerbeauf sicht Rheinland Pfalz LUWG Deutscher Wetterdienst DWD www kliwa de September 2007 978 3 88251 325 7 LUBW Landesanstalt fur Umwelt Messungen und Natur schutz Baden Wurttemberg Karlsruhe Vassilis Kolokotronis Martin Treis LUBW Karlsruhe Referat 43 Stephan Riedlberger Graphik Design Munchen
117. Ministerium f r Umwelt und Verkehr Baden W rttemberg ed 2004 WaBoA Was ser und Bodenatlas Baden Wurttemberg 2 Lfg Willems W 2007 Entwicklung der Niedrigwasserverh ltnisse in S ddeutschland KLIWA Berichte Heft 10 143 161 174 KLIWA Symposium 2006 Klimawandel und Stadthydrologie 175 Entwicklung einer Methodik zur Berucksichtigung des Klimawandels bei der Bemessung von siedlungswasserwirtschaftlichen Entwasserungssystemen Joachim Ruf Landesanstalt fur Umwelt Messungen und Naturschutz Baden Wurttemberg 1 Allgemeines zur Bemessung von siedlungswasserwirtschaftlichen Entwasse rungssystemen Die Bemessung von siedlungswasserwirtschaftlichen Entwasserungssystemen erfolgt haupt sachlich fur Regenereignisse mit Dauern von unter einer Stunde und mit Wiederkehrintervallen von unter 10 Jahren Es ist zu beachten dass siedlungswasserwirtschaftliche Entwasserungs systeme inzwischen hochkomplexe und vernetzte Strukturen darstellen Kennzeichnend ist dass fast immer Ruckhaltekapazitaten das Abflussverhalten beeinflussen haufig sogar domi nieren Generell haben Entwasserungssysteme alleine schon durch die Volumina der Ablei tungskanale Ruckhaltekapazitaten Zudem werden haufig Anlagen zur Ruckhaltung gezielt er richtet Das Versagen von Systemen mit relevanten Ruckhaltekapazitaten hangt nur zum Teil von ei nem einzelnen Starkregenereignis ab Entscheiden ist haufig inwieweit die Ruckhaltekapazita ten b
118. Oktober 2000 zur Schaffung eines Ordnungsrahmens f r Ma nahmen der Gemeinschaft im Bereich der Wasserpolitik Europ ische Gemeinschaft 2004 The EU Water Initiative http www euwi net Henseler M Wirsig A und T Krimly 2006 Anwendung des Regionalmodells ACRE in zwei interdisziplin ren Projekten In Wenkel K O Wagner P Morgenstern Luzi K 210 KLIWA Symposium 2006 und Eisermann Hrsg 2006 Land und Ernahrungswirtschaft im Wandel Auf gaben und Herausforderungen fur die Agrar und Umweltinformatik Tagungsband 26t GlL Jahrestagung Potsdam 6 8 Marz 2006 S 101 104 Krohnert S van Olst N Klingholz R 2004 Deutschland 2020 Die demographische Zukunft der Nation Berlin Institut f r Weltbev lkerung und globale Entwicklung http www berlin institut org Landesanstalt fur Umwelt Messungen und Naturschutz Baden Wurttemberg 2004 Umweltda ten 2003 Baden Wurttemberg http www2 lubw baden wuerttemberg de public abt2 umweltdaten2003_pdf Muller M G Printz A und Schwarz v Raumer H G 2005 MOSDEW ein Werkzeug zur strategischen Planung im integrierten Wassereinzugsgebiets Management In STROBL Josef BLASCHKE Thomas und GRIESEBNER Gerald Angewandte Geoinformatik 2005 Beitr ge zum 17 AGIT Symposium Salzburg Wichmann Ver lag Heidelberg Seite 481 486 Prognos 2000 Deutschland Report 2002 2020 Prognos AG Basel Regierungspr sidium Stuttgart 2004 W
119. Sauerstoff Jahresmittelwerte welche etwa 1 m ber Seegrund in der Seemitte gemessen wurden sind als blaue Kurve gegen bergestellt Die Verifizierung der Sauerstoffdaten lieferte Hinweise darauf dass die wirklichen Werte im Zeitbereich von 1974 bis 1987 im Mittel etwa 0 8 mg l niedriger waren als hier dargestellt was f r die hier durchgef hrte Be trachtung jedoch ohne Relevanz ist Ab den 1990er Jahren f llt der h ufige Wechsel zwischen guter und ausgesprochen schlechter winterlicher Durchmischung auf Die Sauerstoffwerte im Tiefenwasser reagieren entsprechend wobei jedoch wegen der verringerten Ablagerung sauerstoffzehrender Biomasse kein kritischer Sauerstoffmangel mehr erreicht wurde Dieses vermehrte Auftreten von Jahren mit schlechter winterlicher Durchmischung h ngt mit den tendenziell warmeren Wintern seit etwa Ende der 1980er Jahre zusammen Damit Wasser aus den oberen Schichten bis in die Tiefe vordringen kann muss es soweit ausgek hlt werden Auswirkungen klimatischer Veranderungen auf Binnenseen Beispiel des Bodensees 193 dass dessen Dichte das Absinken ermoglicht Diese Auskuhlung des Seewassers blieb in jun gerer Zeit vgl 1988 bis 2003 in Abbildung 9 jedoch ofter unzureichend so dass der vertikale Durchmischungsprozess schwach war oder die Zeitspanne in welcher die vertikale Durchmi schung ablief zu kurz ausfiel Die Tiefenwassertemperatur erwarmt sich somit ofters Uber mehrere Jahre hinweg und erreich
120. TRA DWD 2000 KLIWA 2005 Langzeitverhalten der Schneedecke in Baden Wu rttemberg und Bayern KLIWA Projekt A 1 1 4 Flachendeckende Analyse des Langzeitverhaltens ver schiedener Schneedeckenparameter in Baden Wurttemberg und Bayern KLIWA Heft 6 88 5 KLIWA 2006 Langzeitverhalten der Starkniederschlage in Baden Wurttemberg und Bayern KLIWA Projekt A 1 1 3 Trenduntersuchungen extremer Niederschlagsereignisse an Hand der Niederschlagszeitreihen Tageswerte in Baden Wurttemberg und Bay ern KLIWA Heft 8 93 S 70 KLIWA Symposium 2006 Simulation von Hochwasserereignissen Baden Wurttemberg 71 Simulation von Hochwasserereignissen in Baden Wurttemberg Manfred Bremicker Landesanstalt fur Umwelt Messungen und Naturschutz Baden Wurttemberg 1 Einleitung Um die Auswirkungen von Klimaanderungen auf den Wasserhaushalt und das Hochwasserge schehen zu berechnen sind detaillierte hydrologische Modelle erforderlich Im Rahmen der KLIWA Untersuchungen fur Baden Wurttemberg wird hierfur das Wasserhaushaltsmodell LARSIM Large Area Runoff Simulation Model verwendet das eine prozess und flachendetail lierte Simulation des terrestrischen Wasserkreislaufs in hoher zeitlicher Auflosung ermoglicht Abb 1 Vernetzung der Rasterflachen im Wasserhaushaltsmodell Neckar Fur alle baden wurttembergischen Flussgebiete wurden LARSIM Modelle erstellt die eine ras terbasierte Fl chenaufl sung von 1 x 1 km aufweisen und somit das
121. ZENBERGER 2004 6 1 Einf hrung eines Lastfalls Klimaanderung Die KLIWA Auswertungen wurden in Bayern zum Anlass genommen den bisherigen Weg bei der Festlegung von Bemessungsabflussen fur technische Hochwasserschutzinfrastruktur Zu modifizieren und wegen des voraussichtlichen zukunftigen Klimawandels aus Vorsorgege sichtspunkten einen Lastfall Klimaanderung zu ber cksichtigen Bei der Ermittlung des Be messungsabflusses z B HQ 99 werden deshalb zus tzlich zu den Grundlagen aus der hydro logischen Extremwertstatistik der gemessenen Scheitelabflusse ein klimawandelsbedingter Zu schlag Klima nderungsfaktor im Planungsverfahren ber cksichtigt 6 2 Erh hung der bisherigen Bemessungsabflusse F r die Ermittlung der Bemessungsabfl sse unter Ber cksichtigung des Lastfalls Klima nde rung werden die aus der hydrologischen Extremwertstatistik vorliegenden Abfl sse HQrn direkt um den Klima nderungsfaktor ftx multiplikativ erh ht BHQr K HO Auswirkungen des Klimawandels auf das Hochwassergeschehen bayerischen Maingebiet 89 In Bayern ist ein pauschaler Zuschlagsfaktor von fr x 1 15 f r Hochwasserabflusse der J hr lichkeiten bis zum HQ eingef hrt worden der jedoch in begr ndeten F llen zuk nftig auch regional modifiziert werden kann Der pauschale Klima nderungsfaktor fr ist derzeit bei gerin J hrlichkeiten als HQ 00 in gleicher Gr e anzuwenden Fur das w
122. Zeitreihen fur den Zeitraum 1961 2000 auf der Grundlage der be obachteten Niederschl ge der Niederschlagsmessstationen in Baden Wurttemberg rot e aus berechnete Abflussganglinien f r den Zeitraum 1971 2000 auf der Basis des Enke Daten f r den heute vorhandenen Klimazustand Ist Zustand 1971 2000 blau und e aus berechneten Abflussganglinien auf der Basis der Enke Daten mit den mittleren Zu kunfts Zustand 2021 2050 unter Einbeziehung aller 600 Realisierungsjahre gr n Entwicklung der Niedrigwasserverhaltnisse Suddeutschland 153 Pegel Schwaibach Kinzig Jahresg nge MNQ m und Jahresmittel Zeitspanne Mittelwerte 1 Haltyahr 2 Halbjahr Now 1970 Okt A000 Abfluss 13 40 mils 7 37 mis Nov 1970 Okt 2000 Abfluss Sim 13 34 mis 6 16 mis Nov 1970 Okt 2000 Abfluss et 14 34 ms 8 25 mis Noy 2020 Okt 2050 Abfluss Sze 17 30 mis 6 91 mis rms Abb 7 MNQ Wi MNQ So und MNQ m aus Messungen und Klimaszenarien am Pegel Schwaibach Kinzig Zur weiteren Beurteilung der Unterschiede zwischen zwei Abflusszeitreihen werden jeweils Verhaltnisfaktoren NQ Zukunfts Zustand NQ Ist Zustand berechnet und in Abweichungs klassen eingeteilt Bei den verschiedenen Abfluss Kennwerten wird folgende Klasseneinteilung und zugehorige Bewertung vorgenommen Tabelle 2 Tab 2 Klasseneinteilung und Bewertung der Verhaltnisfaktoren NQ Zukunft NQ Ist starke Abnahme 0 8 0 9 deutliche Abnahme 10 20 0
123. Zukunftsklima auftreten und die Mediane des Ist Zustands fur einige Pegel vom Real Zustand abweichen Fur die Mehrzahl der Pegel berechnet sich jedoch eine Erh hung der Hochwasserabfl sse des Zukunftsszenarios im Vergleich zum Ist Szenario f r kleinere J hrlichkeiten Pettstadt Regnitz Kemmern Main Sz Sz IStR IstR IstE IstE 100 200 300 400 500 200 400 600 800 1000 1200 1400 Kleinheubach Main Gemunden Sinn Sz Sz IstR IstR IstE IstE 900 1000 1500 2000 nn Wolfsm nster Fr nkische Saale Stockstadt Gersprenz Sz Sz IstR IstR IstE IstE 50 100 150 200 250 10 20 30 40 50 60 Abb 6 Boxplots der Hochwasserjahresserien verschiedener Pegel des Main Einzugsgebiets f r IST REAL 1971 2000 Szenario Ist 1971 2000 und Szenario Zukunft 2021 2050 10 Realisationen aus WILLEMS 2006 Auswirkungen des Klimawandels auf das Hochwassergeschehen bayerischen Maingebiet 87 5 3 Berechnung von Klimaanderungsfaktoren aus den Ergebnissen der Szenariomo dellierung Zur Analyse der m glichen Ver nderungen infolge des Klimawandels im Bereich der gro en Hochwasserereignisse wurden fur jeden der ca 50 im Main Einzugsgebiet untersuchten Pegel f r die verschiedenen Jahresserien IST REAL Szenario Ist und Szenario Zukunft die Abflusse bei unterschiedlichen Jahrlichkeiten T n 2 10 20 50 100 bestimmt Fur diese Untersuchung wurde stets mit der Verallgemeinerten Extremwertverteilung
124. abfl s se und der Extremwerte im Vergleich zu einem Referenzzustand vorgestellt z Pegel Kemmern Pegel Wolf unster ER A 26 4 251 km Agze 4 21km i X C a d J 11 TN Ju N i Mk AL 21 491 km Gew sser Modellierte Flussgebiete WHM Unterer Main WWM Oberer Main WHM Tauber WHM Regnitz 10 0 10 20 Kilometer egel Pettstadt m a Apze 6 992 km Abb 4 Wasserhaushaltsmodelle mit dem Modellsystem ASGi fur das Maineinzugsgebiet 84 KLIWA Symposium 2006 5 1 Mittlere Hochwasserabflusse Die Jahresmittelwerte der monatlichen Hochwasserabflusse des WETTREG B2 Szenarios nehmen bezogen auf das hydrologische Jahr zwischen 5 und 39 Prozent zu Die Erhohungen sind insbesondere auf die angestiegenen Werte im Winterhalbjahr zur ckzuf hren Im Som merhalbjahr sind die Veranderungen geringer und vereinzelt werden sogar Abnahmen ermittelt Die Halbjahresmittel der MoMHQ erhohen sich im Winter des Zukunftsszenarios gegenuber dem Ist Zustand zwischen rund 11 und 43 Tabelle 1 Tab 1 Relative nderung der monatlichen mittleren Hochwasserabfl sse MoMHQ zwischen Zukunftsszenario und Ist Zustand f r 6 exemplarische Pegel des Main Einzugsgebiets Pedel AE Kalender Hydrol Sommer Hydrol Winter 9 km jahr Mai Okt Nov April Kleinheubach Main 20 4 7 5 25 9 Stockstadt Gersprenz 25 5 5 7 39 2 Wolfsm nster Frank Saale 38 6 25 9
125. achen Mit den Ergebnissen beider Modelle lasst sich einschatzen in welchem Bereich sich der Klima wandel in Deutschland auspragen durfte und welche Regionen von welchen Auswirkungen be sonders betroffen sein konnten REMO stellt die simulierten Daten in einer horizontalen Auflo sung von etwa 10 x 10 km f r Deutschland sterreich und die Schweiz zur Verf gung WETTREG liefert Modellergebnisse fur 282 Klimastationen und 1695 Niederschlagsstationen in Deutschland Unterstutzt wurden die REMO Simulationen durch das Deutsche Klimarechen zentrum Hamburg Erste Ergebnisse beider Modelle fur den Simulationszeitraum 1961 2100 und die IPCC SRES Szenarien B1 A1B und A2 weniger starker mittlerer und sehr starker An stieg des Strahlungsantriebs vgl IPCC 2000 liegen vor Um die Gute der Modellergebnisse bewerten zu k nnen wurden die Ergebnisse beider Modelle mit Beobachtungen in der Kontrollperiode 1961 1990 verglichen Beide Modelle sind in der La ge die Klimaentwicklung in diesem Zeitraum realitatsnah abzubilden Jacob 2001 Jacob et al 2007a Spekat et al 2007 Beide Modelle zeigen fur die zuk nftige Temperaturentwicklung ein konsistentes Bild Abbil dung 3 4 und 5 In Deutschland ist eine rasche Erw rmung sehr wahrscheinlich Abh ngig von der H he des k nftigen globalen Treibhausgas Aussto es ist eine Erh hung der Jahresmittel temperatur bis zum Jahr 2100 im Vergleich zum Zeitraum 1961 bis 1990 um 1 5 bis 3 7 C zu erwart
126. achengewassertemperaturen verringerte Abfl sse und niedrige Grundwasserspiegel be eintr chtigen Nutzungen und die naturraumtypischen kosysteme gleicherma en Ma nahmen zur Bek mpfung des Klimawandels stehen daher zu Recht ganz oben auf der umwelt politischen Agenda Das Umweltbundesamt f hlt sich diesem Ziel in besonderer Weise verpflichtet hat aber auch die Aufgabe die gew sser kologischen Leitplanken f r Klima schutzma nahmen und Anpassungsstrategien zu definieren und ihre Ber cksichtigung einzu fordern Beispielsweise unterst tzen wir unter bestimmten Bedingungen die Kohlendioxid Abscheidung und Speicherung im Untergrund als bergangstechnologie sprechen uns aber eindeutig gegen eine Verbringung von CO in die Meerwassers ule aus da dies eine Versaue rung im Meer und einen nur kurzfristig wirksamen Klimaschutz bedeuten w rde Bei unterirdi scher Speicherung im terrestrischen Bereich oder unter dem Meeresboden diskutieren wir der zeit als kologische Leitplanke eine j hrliche Entweichungsrate von h chstens 0 01 Dies w rde bedeuten dass nach 1000 Jahren noch etwa 90 des eingelagerten CO in den Kaver nen vorhanden w ren Zus tzlich zu den Klimaschutzma nahmen mitigation measures sind Anpassungsstrategien adaptation measures zu entwickeln um auf bereits eintretende und nicht mehr r ckg ngig zu machende Klima nderungen zu reagieren Dies betrifft sowohl das aktuell steigende Risiko von 254 KLIWA Symposi
127. achteil und fur die andere Art von Vorteil sein Eine breit angelegte Studie in den USA 764 Messstellen sagt unter der Annahme einer CO Verdoppelung in der Atmosph re vorher dass an 36 der untersuchten Standorte keine geeigneten Temperaturbedingungen f r Kaltwasserfische mehr vorliegen Diese Ver nderun gen sind mit einer Verschiebung des Verbreitungsgebietes nach Norden verbunden Im Gegen satz dazu nimmt die Zahl geeigneter Standorte f r Warmwasserfische um 31 zu MOHSENI et al 2003 In sterreich wird ein Zur ckdr ngen der kaltwasserliebenden Salmoniden bef rchtet Einzelne Arten wie z B die sche seien derzeit infolge anderer anthropogener Eingriffe in ihrem Be stand schon so stark gef hrdet dass sie zus tzliche klimabedingte Beeintr chtigung an den Rand des Aussterbens bringen k nnten Da Salmonidengew sser zu den attraktivsten Angel sportgew ssern in sterreich z hlen werden neben kologischen auch deutliche sozio kono mische Folgewirkungen erwartet BUNDESMINISTERIUM F R LAND UND FORSTWIRT SCHAFT UMWELT UND WASSERWIRTSCHAFT 2003 In den Fl ssen und Seen Baden W rttembergs hat sich in den vergangenen Jahrzehnten ein bedeutender Wechsel in der biologischen Besiedlung ergeben Allerdings ist es in vielen F llen schwer nachzuvollziehen ob das Vordringen neuer Arten und das Verschwinden alteingeses sener Arten allein auf einen Klimawandel oder vielmehr auch auf neue Verbreitungsm glichkei ten Schifffa
128. achtete Teilgebiete des bayerischen Main Um die aufwandige Kalibrierung vor allem des Gebiets Unterer Mittlerer Main mit insgesamt 40 Teilgebieten moglichst effizient zu gestalten wird eine Gesamtstrategie zur Kalibrierung des Bodenmodells eingesetzt die aus folgenden Schritten besteht Willems et al 2005 1 _ Vorermittlung des Topmodel Parameter m sowie der R ckgangskonstanten KD und KH mit Hilfe von speziellen R ckgangsanalysen 2 berwachte systematische Parametervariation zun chst von Tkorr und m dann von weiteren Bodenparametern Der Zwischenabfluss ist dabei zun chst abgeschaltet SHmax 0 und wird sp ter zugeschaltet Die berwachung besteht in der laufenden berpr fung von G tema en und der Visualisierung von Ganglinien 3 Parameteroptimierung zun chst von Tkorr und m dann von weiteren Bodenparame tern Die Startwerte und Parametergrenzen werden aus Schritt 2 ubernommen als Parameteroptimierungsverfahren wird das auf der Evolutionsstrategie basierende SCE Verfahren eingesetzt Duan Qingqyun 1992 Duan et al 1992 Im Ergebnis der Kalibrierung Kalibrierungszeitraum 1983 1996 werden bezogen auf das Ge biet Unterer Mittlere Main 80 der Pegelgebiete mit Nash Sutcliff Effizienzen uber 0 7 und 54 der Gebiete mit Effizienzen ber 0 8 abgebildet Bei der nachfolgenden Validierung ber Entwicklung der Niedrigwasserverhaltnisse in S ddeutschland 151 den Zeitraum 1975 bis 1985 werden 68 der Teilgeb
129. ahr 2050 in Baden W rttemberg auszugehen ist Jahreshochstwerte des Abflusses Faktor N a i ei Abb 10 Zukunftige Veranderung der mittleren Hochwasserabflussen infolge des Klimawandels Die Ergebnisse wurden fur die genannten Jahrlichkeiten in Karten ubertragen Die Ergebnisse der einzelnen Karten wurden anschlie end zu einer Gesamtkarte und einer Tabelle zusam mengefasst Damit ergeben sich fur Baden Wurttemberg die in Abbildung x dargestellten funf Bereiche mit jeweils unterschiedlichen Klimaanderungsfaktoren Durch raumliche Zuordnung zu einem der 5 Bereiche stehen Klimaanderungsfaktoren fur Einzugsgebiete im Land und fur die jeweiligen Jahrlichkeiten zur Verfugung Die entsprechenden Werte sind in der Abbildung 11 zusammengestellt Gem der dort abgebildeten Tabelle k nnen folgende Ergebnisse fur die zuk nftige Entwicklung der Hochwasserabfl sse festgehalten werden e Insbesondere die kleineren und mittleren Hochwasserereignisse werden voraussichtlich landesweit zunehmen e Der Hochwasserkennwert f r die J hrlichkeit 100 Jahre erh lt einen Zuschlag von 15 bzw 25 e Das Extremereignis ist f r das Zukunftsszenario im Vergleich zu den gegenw rtigen Verh ltnissen unver ndert da die Extremwertstatistik auf der vorhandenen Datenbasis eine nderung dieses Kennwertes gegenw rtig nicht rechtfertigen w rde Handlungsempfehlungen bei Festlegung des B
130. als Wie ist diese Haufung der Hochwasserereignisse hydrologisch zu bewerten Findet ein grundlegender Wandel des Klimas vor allem im Bezug auf die hydrometeorologischen und hydrologischen Gegebenheiten statt Wie konnen eine zukunftige Klimaentwicklung und die Folgen fur den hydrologischen Wasser kreislauf abgeschatzt werden Wie werden sich voraussichtlich die meteorologischen hydro meteorologischen und hydrologischen Parameter infolge der Erderwarmung regionalspezifisch verandern Wie kann die Klimaanderung in hydrologischer Hinsicht quantifiziert werden damit Anlagen des technischen Hochwasserschutzes gegen mogliche Hochwasserverscharfungen dimensioniert werden k nnen Im folgenden Bericht wird vorgestellt wie in Baden W rttemberg Klima nderungsfaktoren her geleitet wurden und wie diese bei der Bemessung von neuen Anlagen des technischen Hoch wasserschutzes ber cksichtigt werden k nnen 2 Hochwasserentwicklung im 20 Jahrhundert Untersuchungen der vorhandenen langen Messreihen hydrometeorologischer und hydrologi scher Gr en k nnen Aufschluss uber die bisher beobachteten nat rlichen Schwankungsbrei ten und evtl erkennbaren Ver nderungen geben Solche Untersuchungen sind auf der Grund lage einer gro en Datenbasis im Rahmen von KLIWA systematisch f r Baden W rttemberg durchgef hrt worden Dabei ist das Langzeitverhalten der Hochwasserabfl sse der mittleren Abfl sse der Gebiets und Starkniederschl ge der Lufttemperatur
131. als Basis aller Untersuchungen und f r Vergleichsbetrachtungen erforderlich Sie erfolgt durch Analyse langer Messzeitreihen hydrometeorologischer und hydrologischer Gr en Der Bereich A umfasst zahlreiche Einzelprojekte Anlage 2 Neben den Flie gew ssern werden auch stehende Gew sser und das Grundwasser mit den jeweils spezifischen Kenngr en be trachtet Die Bandbreite der zeitlichen nat rlichen Schwankungen und systematische Ver nderungen lassen sich aus den Analysen der langen Messzeitreihen erkennen Die Analyse ist aus folgenden Gr nden besonders wichtig e Sie gibt Aufschluss ber die zeitliche Variabilit t d h ber vorhandene nat rliche Schwan kungen und eventuelle systematische Ver nderungen Trends ebenso ber die r umliche Variabilit t d h ber die spezifischen Verh ltnisse in den einzelnen Teilr umen e Aus dem bisherigen Verhalten lassen sich Eckwerte und Randbedingungen f r Szenarien rechnungen absch tzen K nftige Entwicklungen k nnen damit fundierter beurteilt werden Das Langzeitverhalten von Gebietsniederschl gen Starkniederschl gen Niederschlag Luft temperatur Globalstrahlung Verdunstung Schneedeckenparameter Hochwasserabfl ssen und mittleren Abflussen wurde fl chendeckend in BW und BY untersucht und dokumentiert Die klimatischen Bedingungen in S ddeutschland haben sich demnach in den letzten Jahr zehnten signifikant ver ndert Dies zeigt sich z B bei der festgestellten Erh
132. amt BW By gesamt Anzahl der Pegel 30 60 90 30 E 90 30 60 90 gesamte Zeitreihen 1 22 33 11 44 14 23 37 a gt 80 1 en Io E a EEE DEE er m 19 2 a Bo o e e 5 m a gt 99 9 4 3 7 5 12 1 1 2 7 26 43 15 32 47 14 19 33 o gt 80 1 a 8 e rasen A am _ NO O O oO O O wo N O N a gt 99 9 1 a gt 99 99 NO NO Oo Dm am 140 KLIWA Symposium 2006 asch Abb 8 Pegelanlage Ort fur die Abflussmessung au ergew hnlicher Hochwasserabfluss mogliche Auswirkung einer bereits begonnenen Hochwasserverscharfung 5 Zusammenfassende Bewertung Zur Untersuchung des Langzeitverhaltens der monatlichen Hochstabflusse und damit auch der Hochwasserabflusse konnten 90 Pegel aus Baden Wurttemberg und Bayern mit langen Zeitrei hen statistisch analysiert werden Da die Zeitreihen mit dem hydrologischen Jahr 1932 begin nen sollten weisen alle Zeitreihen mindestens eine Beobachtungsdauer von 72 Jahren auf Aufgrund der Fragestellung lag der Schwerpunkt der Untersuchungen auf der klassischen Trendanalyse der jahrlichen und halbjahrlichen Abflusshochstwerte Die Analyse des Langzeitverhaltens hatte zum Ziel die vorausgegangenen Untersuchungen durch Einbeziehung der letzten Beobachtungsjahre zu aktualisieren und durch die Betrachtung von Teilzeitreihen auch die ze
133. ar erganzende An merkungen machen wobei ich vor allem feststellen mochte dass wir Baden Wurttemberg und Bayern eine gemeinsame Sprache sprechen dass wir eine v llig bereinstimmende Auffas sung in Sachen Klimaschutz haben Meine sehr verehrten Damen und Herren ich glaube wir sollten uns allen und unserer ffentlichkeit bewusst machen dass das Klimathema nicht etwas ist was nur K stenregionen ber hrt Ich habe auf dem Weg hierher die Tageszeitung von heute studiert eine in S ddeutschland erscheinende gro e Tageszeitung wo es hei t Angst vor dem Untergang Durch den Klimawandel steigt der Meeresspiegel an und bedroht die Inseln im S d pazifik Viele Bewohner m ssen bald fliehen Diese Inseln liegen nur wenige Zentimeter ber dem Meeresspiegel und alle Forscher Herr Prof Latif sagen uns der Meeresspiegel steigt um 3 mm j hrlich an und in 10 Jahren um 3 cm Es ist absehbar dass in 10 20 Jahren diese Insel gruppe nicht mehr auf der Karte sein wird Es w re allerdings v llig falsch wenn wir das Thema der Klimaerw rmung reduzieren auf die Bedrohung von Inselgruppen oder K stenregionen So war ja die Diskussion vor einigen Jahren mehr oder weniger zu verstehen Unsere Kolleginnen und Kollegen der Wasserwirtschaftsverwaltungen in Baden W rttemberg und Bayern haben sich sehr viel M he gemacht und die Entwicklung der Temperaturen und der Niederschl ge in S ddeutschland 70 Jahre lang zur ckverfolgt Daf r m chte ich mich noc
134. arium B2 das den Hochwasseruntersuchungen im Rahmen von KLIWA zugrunde liegt wird auch f r die Untersuchungen zur Siedlungswasserwirtschaft verwendet Es wird lediglich die Klassifizierung angepasst mit der die Zirkulationsmuster aus dem generellen Zirkulationsmodell GCM zu Gro wetterlagen klassifiziert werden Klimawandel und Stadthydrologie 177 Fur bestimmte auswahlbare Zeitpunkte zum Beispiel das Jahr 2035 werden dann die Nieder schlagszeitreihen unter Beachtung dieser Randbedingungen stochastisch generiert Die Reihen selbst unterstellen fur ihre Simulationsdauer von beispielsweise 30 Jahren stationare klimati sche Randbedingungen wie sie dem ausgew hlten Zeitpunkt entsprechen Dies ist wichtig f r den geplanten Einsatz mit den bereits heute blichen Langzeitsimulationsmodellen Mit den generierten Zeitreihen k nnen die blichen siedlungswasserwirtschaftlichen Langzeit simulationsmodelle wie Schmutzfrachtmodelle oder Modelle zur Kanalnetzberechnung betrie ben werden Weil die klimatischen Randbedingungen bei der stochastischen Generierung der Niederschlagsreihen entsprechend dem ausgew hlten Jahr konstant gehalten werden kann die H ufigkeit bestimmter Simulationsergebnisse beispielsweise das Uberlaufen eines Kanal schachtes mit der Wahrscheinlichkeit dieses Ereignisses gleichgesetzt werden Somit kann zum Beispiel ein Kanalnetz so bemessen werden dass auch bei Eintreffen eines bestimmten Klimaszenarios bis zu einem
135. ary for Policymakers Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge University Press Cambridge 3 Ihringer J 2004 Ergebnisse von Klimaszenarien und Hochwasser Statistik KLIWA Berichte Heft 4 M nchen 4 Katzenberger B Bisherige Erkenntnisse aus KLIWA Handlungsempfehlungen KLIWA Berichte Heft 4 M nchen 5 KLIWA 2002 Langzeitverhalten der Hochwasserabflusse in Baden Wurttemberg und Bayern KLIWA Berichte Heft 2 Karlsruhe 6 KLIWA 2005 Langzeitverhalten der Lufttemperatur in Baden Wurttemberg und Bayern KLIWA Berichte Heft 5 M nchen 7 KLIWA 2005 Langzeitverhalten der Schneedecke in Baden Wurttemberg und Bayern KLIWA Berichte Heft 6 Munchen 8 Ministerium fur Umwelt und Verkehr Baden Wurttemberg 2005 Klimawandel in Baden Wurttemberg Pressemitteilung des UVM vom 04 03 2005 9 Landesanstalt f r Umweltschutz Baden Wurttemberg 2005 Leitfaden Festlegung des Bemessungshochwassers f r Anlagen des technischen Hochwasserschuizes Karlsruhe 10 Landesanstalt f r Umweltschutz Baden W rttemberg 2005 Abflusskennwerte in Baden W rttemberg Teil 1 Hochwasserabfl sse 11 Straub H Langzeitverhalten von hydrologischen Gr en KLIWA Berichte Heft 4 M nchen Das EU Projekt ESPACE Hochwasserschutzplanung fur die Frankische Saale 105 Das EU Projekt ESPACE Hochwasserschutzplanung fur die Frankische Saale unter Berucksichtigung des Klimawandels Leonard Rosentritt Wasserwirtschaftsamt Bad Kiss
136. as See ae 95 40 BIS lt 15 O PERE ETEBTEHBBEBEBERBERTO EMS E E Ht HH 111 haere 15 BIS lt 20 JM 1 7 77 TI EE 8 206515 lt 25 im ASS pd HE 100 25 UND MEHR RRRRRSSSR OTME E Ei E EEEL 100 ne WR EM GF HYDROMETEOROLOGIE DWD 2003 ee Abb 7 Prozentuale Abweichungen Starkniederschlage nach KOSTRA DWD 2000 1951 bis 2000 von den Starkniederschlagshohen nach KOSTRA DWD 1951 bis 1980 im Winter Oktober bis April 66 KLIWA Symposium 2006 Zusatzliche Vergleichsauswertungen ergaben dass sich gerade die Ergebnisse fur den Zeit raum 1971 2000 deutlich von denen des KOSTRA Zeitraums 1951 1980 unterscheiden Aller dings wurden nicht fur alle Dauerstufen und Wiederkehrzeiten bundesweit die wie manchmal vermutet gr eren Starkniederschlagsh hen gefunden Da sich die Aussagekraft der extrem wertstatistischen Auswertungen mit der Lange des Bezugszeitraums erh ht fiel die Entschei dung zu Gunsten des Zeitraums 1951 2000 als Basiszeitraum fur KOSTRA DWD 2000 Ein Fortschreibungsbericht mit kurz gefassten Begrundungen fur die im Verlauf der Untersu chungen getroffenen Entscheidungen und ein Grundlagenbericht mit Aussagen zu beibehalte nen und veranderten methodischen Schritten sind erganzt durch beispielhaft dargestellte Er gebnisse auf den Internet Seiten des Deutschen Wetterdien
137. atliche mittlere Niedrigwasserabfluss MoMNQ repr sentiert den Mittelwert der jeweils kleinsten simulierten Tagesabfl sse eines Monats der jeweiligen Periode Auch f r die nde rungen der monatlichen Niedrigwasserabflusse zeigt sich im jahreszeitlichen Verlauf ein hnli ches Bild wie bei den Mittelwasserabfl ssen Ansteigende Niedrigwasserabfl sse sind am Pe gel Marburg Lahn f r die Monate Dezember bis M rz zu erwarten Zunahme um 16 bis 18 w hrend in den brigen Monaten und insbesondere in der typischen Niedrigwasserperiode im Hochsommer und Herbst in den Zukunftsszenarien durchg ngig um etwa 10 geringere Nied rigwasserabflusse zu erwarten sind Mittlere monatliche Niedrigwasserabflusse MoMNQ Mittlere monatliche Niedrigwasserabflusse MoMNQ Pegel Marburg Lahn Pegel Helmarshausen Diemel Mittlere relative Ver nderung Mittlere relative Ver nderung MoMNQ 1981 2000 MoMNQ 1981 2000 MoMNQ 2011 2020 s MoMNQ 2011 2020 4 MoMNQ 2021 2030 4 MoMNQ 2021 2030 MoMNQ 2031 2040 MoMNQ 2031 2040 a MoMNQ 2041 2050 a MoMNQ 2041 o q o D relative Ver nderung MoMNQ m s Mittlere relative Veranderung ES Nov Dez Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt
138. auf eine Simulationsdekade annahernd gleich bleiben Von Marz bis Oktober liegen die mittleren Abflusse im Zukunftsszenario deutlich unter den Vergleichswerten des Ist Zustands Bei den brigen untersuchten Flussgebieten ergibt sich fur die Pegel Leun Lahn 3571 km Bad Vilbel Nidda 1755 km und Bad Hersfeld Fulda 2120 km ein dem Pegel Marburg ent sprechendes Muster der Veranderungen Tabelle 1 Der Pegel Schmittlotheim 1202 km am Ederoberlauf zeigt zusammen mit dem Pegel Helmarshausen Diemel ebenfalls eine Abnahme der Abfl sse im Jahr und im hydrologischen Winterhalbjahr und im Vergleich zu den brigen Pegeln deutlich h here Abflussabnahmen f r das hydrologische Sommerhalbjahr Geringere Niederschlagseinnahmen f hren in diesen beiden Einzugsgebieten in Nordhessen zu einem abweichenden Bild gegen ber den anderen untersuchten Einzugsgebieten Tab 1 Prozentuale Ver nderungen der monatlichen mittleren Abfl sse MoMQ in den Zu kunftsszenarien 2011 2050 gegen ber dem Ist Zustand 1981 2000 Hydrologisches Hydrologisches Pegel Jahr Sommerhalbjahr Winterhalbjahr Mai Okt Nov April Marburg Lahn 8 15 18 Leun Lahn 17 10 Bad Vilbel Nidda 9 13 18 Bad Hersfeld Fulda 5 19 17 Schmittlotheim Eder 20 57 8 Helmarshausen Diemel 15 24 10 218 KLIWA Symposium 2006 4 2 Auswirkungen auf die monatlichen mittleren Niedrigwasserabfl sse MOMNQ Der mon
139. b 1 Ergebnisse von Trenduntersuchungen fur den Zeitraum 1931 bis 2000 415 Stationen oben mittlere relative Niederschlagstrends Signifikanz 2 90 unten relative Hau figkeit der Stationen mit Niederschlagstrends Signifikanz 2 90 Starkniederschlage und Schneeschmelze Suddeutschland 57 Mittlere relative Niederschlagstrends Signifikanz gt 90 in Baden W rttemberg und Bayern f r vier Dauerstufen D gt O Baden W rttemberg oo CA N Sommerhalbjahr Ehydrol Winterhalbjahr Ql Relativer Trend N O 10 Dauerstufe Relative H ufigkeit der Stationen mit Niederschlagstrends Signifikanz gt 90 in Baden W rttemberg und Bayern f r vier Dauerstufen 100 o __ 90 Baden W urttemberg Bayern 80 Sommerhalbjahr Whydrol Winterhalbjahr Relative Haufigkeit Dauerstufe Abb 2 Ergebnisse von Trenduntersuchungen fur den Zeitraum 1901 bis 2000 92 Stationen oben mittlere relative Niederschlagstrends Signifikanz 2 90 unten relative Hau figkeit der Stationen mit Niederschlagstrends Signifikanz 2 90 58 KLIWA Symposium 2006 Fur den Zeitraum 1931 2000 ist im hydrologischen Winterhalbjahr der mittlere relative Trend in beiden Bundeslandern fur die vier Dauerstufen sehr ahnlich Abbildung 1 oben Im hydrologi schen Sommerhalb
140. bereinstim mung mit den Ergebnissen benachbarter Bundeslander z B Hessen Berthold amp Hergesell 2005 und wird auch durch globale Simulationen der Grundwasserneubildung bestatigt Doll amp Florke 2005 Mindestens genauso entscheidend wie die zukunftige Entwicklung langjahriger Durchschnitts werte ist fur die Wasserwirtschaft jedoch dass zugleich auch die zeitliche und raumliche Varia bilitat der Grundwasserneubildung zunehmen wird Das hat zur Folge dass extreme Jahre wahrscheinlicher werden sich wichtige Teilbereiche gleichzeitig aber auch entgegen der gro raumigen Entwicklung durch abnehmende Grundwasserneubildungsraten auszeichnen k nnen Vor diesem Hintergrund lassen Trockenjahre insbesondere auch in mehrfacher Folge bei be stimmten Aquiferen Schwierigkeiten im Hinblick auf die Sicherheit der Trinkwasserversorgung erwarten Trotz vermeintlich gunstiger Vorzeichen muss man somit festhalten dass die Was serversorgung in Abhangigkeit von der regionalen Klimaentwicklung und der Ergiebigkeit der Grundwasservorkommen auch in Zukunft eine anspruchsvolle wasserwirtschaftliche Aufgabe sein wird Demgegenuber k nnen haufigere oder extremere Nassjahre lokal ein Ansteigen der Grundwasserstande mit allen positiven und negativen Folgen bewirken Die genannten Aspekte werden in Verbindung mit den Auswirkungen eines geanderten Jahresgangs der Grundwasser neubildung ein Schwerpunkt der weitergehenden Untersuchungen zum Grundwasser im Rah men
141. besonderer Bedeutung ist die Erkenntnis dass sich die Abflussspitzen der haufigen Ereig nisse kleiner J hrlichkeit sehr viel st rker erh hen als die der seltenen Ereignisse gro er Jahr lichkeit F r die Auslegung und Bemessung st dtischer Entw sserungssysteme sind gerade die Spit zenabfl sse kleiner Wiederkehrzeit typischerweise 2 10 Jahre ma geblich Die Auswirkun gen dieser Abfl sse auf Kanalnetze h ngen zus tzlich entscheidend von den Abflussfullen und der Vorfullung der Speicherraume ab so dass kontinuierliche Langzeitsimulationen mit langen hochaufgelosten Niederschlagszeitreihen durchgefuhrt werden mussen Nur so ist eine sichere und dennoch wirtschaftliche Auslegung moglich NiedSim generiert Niederschlagszeitreihen wobei die Systemparameter anhand von Messda ten und unter der Annahme der Stationaritat des Niederschlagsverhaltens ermittelt wurden Ein Klimawandel wird derzeit nicht ber cksichtigt Die KLIWA Ergebnisse zeigen jedoch eindeutig dass sich der Niederschlag als Abfluss verursachende Gr e ndern wird Dies geschieht vor allem bei den Extrema kleiner J hrlichkeit Um Niederschlagszeitreihen f r die Auslegung von Kanalnetzen die den Anforderungen der n chsten 50 100 Jahre gen gen zu generieren ist es notwendig den Klimawandel bei der Generierung der Zeitreihen zu ber cksichtigen Hierzu soll das vorhandene System erweitert werden Es soll in die Lage versetzt werden Niederschlagszeitreihen un
142. bestimmten Jahr beispielsweise dem Planungshorizont eine vor gegebene J hrlichkeit eingehalten wird Eine Vergleichsberechnung mit Niederschlagsreihen die f r die klimatischen Randbedingungen der Jahre 1974 bis 2003 generiert wurden das hei t mit aktuellen NiedSim Reihen kann auf zeigen welche zus tzlichen Aufwendungen durch die Ber cksichtigung des Klimawandels ent stehen 4 Zusammenfassung Das Projektergebnis sind belastbare Aussagen ber das zuk nftige Verhalten des Nieder schlags hoher zeitlicher Aufl sung Das erweiterte System ist in der Lage f r beliebige Punkte in Baden W rttemberg Niederschlagszeitreihen unter den k nftig zu erwartenden Randbedin gungen zu generieren Der Klimawandel kann also bei der Auslegung von siedlungswasserwirt schaftlichen Anlagen ber cksichtigt werden Dabei k nnen die derzeit eingef hrten siedlungs wasserwirtschaftlichen Modelle zur Schmutzfracht und Kanalnetzberechnung unver ndert ein gesetzt werden 178 KLIWA Symposium 2006 Folgen des Klimawandels fur die Gewasserbeschaffenheit Suddeutschland 179 Folgen des Klimawandels fur die Gewasserbeschaffenheit in Suddeutschland Uwe Matthias Landesanstalt fur Umwelt Messungen und Naturschutz Baden Wurttemberg 1 Einleitung Fur die aquatische Tierwelt fungieren Wassertemperatur Stromung Sauerstoffhaushalt und Nahrungsangebot als die wichtigsten Regulatoren der Lebensvorgange Fur Pflanzen sind als weitere Steuergr
143. ch Monaten und Tiefenschichten ge trennte lineare Trendwerte fur die Wasser bzw Lufttemperatur Die mit markierten linearen Trends sind mit p lt 0 1 signifikant Test nach Mann Kendall Auswirkungen klimatischer Veranderungen auf Beispiel des Bodensees 191 geschichtet LO E N E O LO O D J 10 15 20 5 Temperatur C N vw oO ke CN LO N JA SON D Abb 7 Mittlerer Verlauf der Temperaturschichtung des Bodensees Zeitraum 4 1961 bis 11 2004 ng l 0 10 20 30 40 50 600 10 20 30 40 50 600 10 20 30 40 50 60 Tiefe m O 150 200 250 Abb 8 Messprofile f r Orthophosphat Phosphor vom 5 10 1993 links 12 1 1994 Mitte und 8 3 1994 rechts Die gute vertikale Durchmischung im Jahr 1994 gleicht den Konzent rationsgradient der sich im Herbst gebildet hat im Fr hjahr nahezu aus Um der Frage nachzugehen ob sich das j hrliche Durchmischungsverhalten des Sees ver n dert hat wurde eine Ma zahl f r die winterliche Durchmischungsst rke definiert Hierf r wurde der Sachverhalt zu Nutze ge
144. ch die Ver nderungen der Monatsmittelwerte sind als wesentliche Ergebnisse zu beachten Insgesamt k nnen f r das Zukunftsszenario 2021 2050 folgende Prognosen festgehalten werden Handlungsempfehlungen bei Festlegung des Bemessungshochwassers Baden Wurttemberg 95 3 1 Lufttemperatur Die bodennahe Lufttemperatur spielt im Wasserkreislauf eine zentrale Rolle da sie die Auf nahmefahigkeit fur Wasserdampf in einer Luftmasse sowie die Verdunstung beeinflusst Ein Anstieg der mittleren globalen Temperatur treibt die Intensitat des Wasserkreislaufes starker an Mit der Erwarmung der Atmosphare ist ebenso eine Erwarmung der Ozeane und Meere ver bunden Durch den Anstieg der mittleren Wassertemperatur und insbesondere der Wasserober flachentemperatur steigt auch die Hohe der mittleren Verdunstung Demnach konnen atlanti sche Luftstr mungen mehr Feuchtigkeit nach Mitteleuropa transportieren Bei der Lufttempera tur handelt es sich um eine hydrometeorologische Gr e die im Zusammenhang mit der Kli ma nderung in den Klimamodellen am besten simuliert werden kann Die erwartete Tempera turzunahme im Winter ist au erdem von besonderer Bedeutung da die Temperatur gro en Einfluss auf die Zwischenspeicherung von Niederschlag als Schnee hat und somit entscheidend f r die zuk nftig zu erwartenden Abflussverh ltnisse sein kann Nach den Ergebnissen die mit Hilfe der regionalen Klimamodellen berechnet wurden wird die Lufttemperat
145. chen Niederschlagsverteilung in Baden W rttemberg Ge gen berstellung des gemessenen Ist Zustandes 1971 2000 und einzelner Dekaden des Szenariozeitraums F r die Wasserversorgung spielt auch die r umliche Verteilung der Grundwasserneubildung und deren zuk nftige nderung eine wichtige Rolle Die Fl chendifferenzierung der langj hri gen mittleren Grundwasserneubildung in Baden W rttemberg ist entsprechend der unterschied lichen Ausstattung der Naturr ume vgl Abbildung 5 sehr heterogen Der Mittelwert f r Baden W rttemberg betr gt f r den Ist Zustand 1971 2000 ca 225 mm etwa 85 der Landesfl che weisen Werte zwischen 50 und 400 mm auf Die mittlere Abweichung der Szenariosimulation f r die Periode 2021 bis 2050 vom Ist Zustand liegt bei rd 14 es ist jedoch aufgrund der derzeit vorliegenden Eingangsdaten von einer deutlichen regionalen Differenzierung auszuge hen Abbildung 8 Ist 1971 2000 valia LC Jeng 0 50 50 102 10 220 ag SS sto 400 co 0 500 ji deu El au CESP 5 eo Auswirkung der Klimaveranderung auf die Grundwasserneubildung in Suddeutschland 171 Szenario 2021 Abweichung 2050 d r Value D wm A ee D A EN o lt Ai 0 de SCH 400 Abb 8 Raumliche Verteilung der mittleren Grundwasserneubildung in Baden Wurttemberg fur den Ist Zustand 1971 2000 und Szenario
146. chland abzusch tzen und Handlungsempfehlungen fur die wasserwirtschaftliche Praxis zum Umgang mit den Herausforderungen des Klimawandels geben zu k nnen Dabei stand zun chst die Frage nach einer m glichen Hochwasserversch rfung im Vordergrund 2 Regionale Klimamodellierung Im Jahr 2002 wurde durch die KLIWA Partner f r die Gebiete von Bayern und Baden W rttemberg die Erstellung von regionalen Klimaszenarien beauftragt Zur Anwendung kamen ein statistisches Verfahren Modell STAR des Potsdam Instituts f r Klimafolgenforschung ein statistisch dynamisches Verfahren Modell WETTREG der Fa MeteoResearch und ein dyna misches Verfahren Modell REMO des Max Planck Instituts f r Meteorologie nachdem in einer Vorstudie durch SCH R et al 2000 und 2001 aufgezeigt worden war dass es derzeit kein optimales Verfahren zum regionalen Downscaling gibt Nach einer auf methodischen klimatologischen und hydrologischen Kriterien beruhenden Be wertung der verschiedenen regionalen Klimamodelle wurde das statistisch dynamische Verfah ren f r die weiteren hier vorgestellten Untersuchungen ausgew hlt Dieses Downscaling Verfahren nutzt die statistischen Beziehungen zwischen gro r umigen Druckfeldern Wetterla gen und lokalen Wetterstationsdaten F r die hydrologischen Fragestellungen erscheint dieser Modellierungsansatz derzeit am besten geeignet KLIWA 2006 80 KLIWA Symposium 2006 3 Ergebnisse der Regionalen Klimamodellierung
147. chnung der Wahrscheinlichkeiten fur das Eintreten von Extremereignissen durch Klimaanderungen Schwerpunkt Deutsch land UBA FKZ 201 41 254 In UBA Reihe Climate Change 07 05 Berlin Schonwiese C D Janoschitz R 2005 Klima Trendatlas Deutschland 1901 2000 Bericht Nr 4 Inst Atmosphare u Umwelt Univ Frankfurt M Spekat A Enke W Kreienkamp F 2007 Neuentwicklung von regional hochaufgelosten Wet terlagen fur Deutschland und Bereitstellung regionaler Klimaszenarios auf der Basis von globalen Klimasimulationen mit dem Regionalisierungsmodell WETTREG auf der Basis von globalen Klimasimulationen mit ECHAM5 MPI OM T63L31 2010 bis 2100 fur die SRES Szenarios B1 A1B und B2 UBA FKZ 204 41 138 UBA Publikationsreihe Dessau StMUGV 2005 August Hochwasser 2005 in Sudbayern Staatsministerium fur Umwelt Ge sundheit und Verbraucherschutz Bericht von Werner Schnappauf im Ausschuss fur Umwelt und Verbraucherschutz des Bayerischen Landtags am 24 November 2005 www stmugv bayern de Wasser und Klima 2007 Time to Adapt Climate Change and the European Water Dimen sion Vulnerability Impacts Adaptation European Conference 12 14 February 2007 Berlin http www climate water adaptation berlin2007 org documents key messages pdf Zebisch M Grothmann T Schr ter D Hae C Fritsch U Cramer W 2005 Klimawandel in Deutschland Vulnerabilitat und Anpassungsstrategien klimasensitiver Systeme in Deutschland UBA FKZ
148. d der Landbewirtschaftung quantifiziert Das EU Projekt RIVERTWIN Neckar Ein Beitrag zum integrierten Flussgebietsmanagement 203 2 2 Das Regionalmodell MOSDEW MOSDEW besteht aus einer Kette von Teilmodellen die verschiedene Aspekte der Wasser und Landnutzung abdecken Abbildung 4 Jedes Modell wird von einem auf die Anwendung dieses Modells spezialisierten Projektpartner kalibriert und betreut Damit ist eine fachlich opti male Anwendung der Teilmodelle gewahrleistet Das Konsortium setzt sich neben den deut schen Universitaten Hohenheim und Stuttgart sowie deren Ausgrundungen Terra Fusca Con sulting und Schneider amp Jorde Ecological Engineering GmbH aus drei weiteren Partnern aus Schweden Stockholm Environment Institute den Niederlanden Center for World Food Stu dies und Griechenland Aristoteles Universitat zusammen Tabelle 2 Die Abfolge der Einzelmodelle ist durch Schnittstellen definiert welche die Datenubergabe zwi schen den Modellen eindeutig regeln Tab 2 Zustandigkeiten fur die Anwendung der Teilmodelle Partner Teilmodell Inhaltliche Einordnung Universitat Stuttgart MOSDEW Integration der Einzelmodelle Universitat Stuttgart LARSIM HBV Hydrologie Oberflachen und MODFLOW Grundwasser Universitat Hohenheim ACRE Okonomie der landwirtschaftlichen Nutzung Universitat Hohenheim SLISYS Regionalisierung der der pflanzlichen Agrarproduktion sowie der diffusen Austrage an N und P Terra Fusca Consulting EP
149. daten und Wettervorhersagen in die Berechnungen ein gehen Die dabei erstellten Hochwasservorhersagen geben den wasserwirtschaftlichen Behor den dem Katastrophenschutz sowie den betroffenen Anliegern eine Entscheidungsbasis fur das Einleiten geeigneter Schutzma nahmen und leisten damit einen wesentlichen Beitrag zur Gefahrenvorbeugung und Schadensminderung Homagk 1999 Bei Niedrigwasser geben die Vorhersagen Entscheidungshilfen f r das Niedrigwassermanagement von Beh rden Industrie Energieversorgung sowie Landwirtschaft Bremicker et al 2004 Das Wasserhaushaltsmodell f r den Neckar wird dar ber hinaus zur operationellen Vorhersage der Wassertemperatur eingesetzt Hierf r werden im WHM zus tzlich die aktuellen Wassertem peraturen im Neckar und seinen Zufl ssen sowie Angaben ber die Abw rmeeinleitungen aus thermischen Kraftwerken am Neckar ber cksichtigt Haag et al 2005 Weiterhin sind die operationellen WHM ein wesentlicher Baustein f r das in Entwicklung befind liche Hochwasser Fr hwarnsystem f r kleine Einzugsgebiete in Baden W rttemberg Sieber et al 2006 4 Zusammenfassung und Ausblick Wasserhaushaltsmodelle sind universell einsetzbare Instrumente f r die Simulation und Vor hersage von relevanten Wasserhausgr en wie Evapotranspiration Bodenwasserhaushalt und Abfl ssen im Gew sser Fur alle Flussgebiete in Baden W rttemberg liegen fl chendeckende r umlich hochaufgeloste WHM vor Abbildung 7
150. delle sind Zeitreihen fur Niederschlag Lufttempera tur Luftfeuchte Globalstrahlung Windgeschwindigkeit und Luftdruck Berechnungsergebnisse der WHM sind Abflussganglinien fur die rund 36 000 im Modell erfassten Gewasserteilstrecken bzw Berechnungsknoten in Baden Wurttemberg sowie Zeitreihen fur die flachen und landnut Zungsbezogenen hydrologischen Prozesse Die baden wurttembergischen Wasserhaushaltsmodelle wurden anhand von hydrometeoro logischen Messwerten kalibriert und im Hinblick auf ihre Modellqualitat verifiziert Abbildung 3 zeigt exemplarisch fur den Pegel Wendlingen Kla Neckar einen Vergleich zwischen den gemessenen Abflussen und den mit LARSIM berechneten Abfl ssen im Verifizierungszeit raum des Modells Die Berechnungsergebnisse zeigen dass das Wasserhaushaltsmodell die gemessenen Abfl s se gut nachbildet Bestimmtheitsma r 0 88 Auch in sehr unterschiedlichen hydrologischen Situationen wie etwa bei der Niedrigwasserphase im Herbst 1992 oder beim Winterhochwasser im Dezember 1993 zeigt sich eine gute bereinstimmung zwischen gemessenen und berech neten Abfl ssen Simulation von Hochwasserereignissen Baden Wurttemberg 73 Abfluss m s 200 r2 0 88 InE 0 88 gemessen berechnet 150 100 50 Jan 92 Jan 93 Jan 94 Abb 3 Darstellung von gemessener und berechneter Abflussganglinie fur den Pegel Wendlin gen Klaranlage Neckar im Zeitraum vom 01
151. der Anzahl der Tage mit hohen Niederschlagen gr er als 25 mm ausgewertet Im Sommer ergeben sich kaum Veranderungen der Anzahl der Nasstage Tage mit mehr als 25 mm Niederschlag im Schwarzwald und Allgau sogar Abnahmen bei der Anzahl dieser Tage mit hohen Niederschla gen Im Winter gibt es an fast allen Stationen in Baden Wurttemberg Zunahmen Die deutlichs ten Zunahmen gibt es im Schwarzwald an hoher gelegenen Stationen z B in den Stationen Freudenstadt H chenschwand Bad Rippoldsau hier steigt die Anzahl von 8 auf 14 Tage Winter K LI WA Differenz Zukunft Ist Zeit amp K LI WA hr u A e eeng o en o so e De Abb 5 Anderung der mittleren Anzahl der Tage mit N gt 25 mm Quantitative Aussagen zur kunftigen Entwicklung von konvektiven Kurzzeit Niederschlagen Gewitter die fur die Siedlungsentwasserung und fur Sommerhochwasser in kleinen Einzugs gebieten von Bedeutung sind konnen gegenwartig von den verfugbaren regionalen Klimamo dellen derzeit jedoch noch nicht erbracht werden Mit Hilfe der regionalen Klimamodelle wurde die zukunftige Entwicklung der Parameter Lufttemperatur Niederschlag relative Luftfeuchtig keit Windgeschwindigkeit Globalstrahlung und Luftdruck fur den Zeitraum 2021 bis 2050 simu liert Mit den regionalen Klimamodellen lassen sich jedoch noch keine Prognosen fur die zu kunftige Entwicklung der hydrologischen Parameter ableiten Ohne
152. ders warmen Jahren einen erheblichen Beitrag bedeuten 2 2 Blick in die Zukunft Damit alle Arbeitsgruppen von denselben Zukunftsperspektiven ausgingen wurden Klimasze narien bereitgestellt welche dem Stand des heutigen Wissens IPCC 2007 entsprechen Die hier beschriebenen Szenarien st tzen sich auf umfangreiche Simulationen mit globalen und regionalen Klimamodellen in Europ ischen Klimaforschungsprojekten PRUDENCE Christen sen et al 2007 STARDEX Goodess 2003 und deren spezifischen Auswertung f r den Alpen raum Frei 2004 Frei et al 2006 Schmidli et al 2007 Der Einbezug verschiedener Szenarien ber die zuk nftige Emission von Treibhausgasen erlaubt eine quantitative Beschreibung der involvierten Unsicherheiten Die Szenarien beschreiben die nderungen bis zur Mitte des 21 Jahrhunderts 2050 im Vergleich zum Ende des 20 Jahrhunderts 1990 Die Temperatur wird demnach um 1 bis 3 5 C ansteigen Die Jahreszeiten unterscheiden sich dabei nur wenig und regionale Erw rmungsunterschiede sind kleiner als der absch tzbare Un sicherheitsbereich Abbildung 1 Als Folge der Erw rmung verschiebt sich die vertikale Tem peraturstruktur in der Atmosph re Damit wird erwartet dass auch die mittlere Schneegrenze und die Permafrostgrenze um 150 bis 600 m ansteigen Alpennordseite Alpennordseite 2030 2050 2070 Niederschlagsanderung 3 ZU 2060 2070 Temperaturanderung C f
153. die Gletscher im Alpenraum insgesamt schmelzen signifikant ab Meine sehr verehrten Damen und Herren ich m chte den Blick jetzt von den letzten 70 Jahren auf die Prognose der n chsten 40 bis 50 Jahre bis zum Jahre 2050 richten und nochmals aus den Erkenntnissen unserer KLIWA Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter zwei Beispiele her vorhe9ben Nenne ich mal eine Stadt im Allgau und eine Stadt im fr nkischen im Maingebiet W rzburg und Oberstdorf In den letzten 70 Jahren hatten wir in W rzburg eine Temperaturzu nahme von 0 7 C Die Prognose f r die n chsten 44 Jahre bis 2050 sagt 1 6 C zus tzliche Temperatur im Schnitt Das gleiche Bild f r Oberstdorf in den letzten 70 Jahren 0 8 C in den n chsten Jahren bis 2050 1 8 C Das hei t wenn ich nur diese zwei Parameter vergleiche zeigt sich dass der Temperaturanstieg davongaloppiert noch schneller als im letzten Jahrhun dert Noch schneller als in den letzten 70 Jahren die betrachtet worden sind Das gleiche gilt bei den Sommertagen und bei den hei en Tagen W rzburg hat bislang 42 Sommertage d h Tage mit mehr als 25 C Sie werden sich erh hen auf 62 Oberstdorf bisher 28 Sommertage k nftig 47 Das gleiche Bild bei den Hitzetagen W rzburg heute 9 k nftig 15 Oberstdorf heute 3 k nftig 6 Man kann also sagen die Zahl der Hitzetage wird sich tendenziell in den n chsten vier Jahrzehnten verdoppeln Und wenn man dann noch die Niederschlagsentwicklung sieht dann wird
154. die letzten Jahrzehnte berwiegend ein Anstieg der Hochwasserabfl sse f r die untersuchten Pegeln festzustellen Untersuchungsergebnisse zum Langzeitverhalten der Hochwasserabflusse in Suddeutschland 141 Zusammenfassend ist daraus zu folgern dass die Hochwasserabflusse in Suddeutschland an den meisten Pegeln in den letzten Jahrzehnten hinsichtlich Haufigkeit und insbesondere Hohe deutlich zugenommen haben Diese allgemeine Feststellung ist jedoch dahingehend etwas ein zuschranken dass die Befunde regionale Unterschiede zeigen und statistisch nur teilweise als signifikant untermauert sind Die festgestellten Veranderungen bei den Abflusshochstwerten mussen aber auch in Zusammenschau mit der Veranderung der hydrometeorologischen Gro en Temperatur und Starkniederschlag als erste Auswirkungen des seit einigen Jahrzehnten erkennbaren Klimawandels gedeutet werden Die bisherigen Simulationsrechnungen mit den Ergebnissen regionaler Klimaszenarien lassen f r die Zukunft eine weitere Hochwasserver sch rfung erwarten Abschlie end sei noch angemerkt dass die durchgef hrten umfangreichen Auswertungen auch Hinweise f r weitere Untersuchungen nahe legen um die komplexe Fragestellung noch umfas sender beantworten zu k nnen Beispielhaft sei dazu lediglich erw hnt dass die angenommene Stationarit t in den Zeitreihen die vor dem Hintergrund des Klimawandels nicht mehr uneinge schr nkt g ltig ist auch neuere Ans tze und Untersuchungsme
155. diese Prognose zur Ent wicklung des hydrologischen Systemverhaltens waren auch keine Erkenntnisse fur die mogliche wasserwirtschaftliche Vorsorgeempfehlungen zu gewinnen Deshalb musste die Modellkette globale und regionale Klimamodelle durch die Wasserhaushaltsmodelle fortgefuhrt werden Die Ergebnisse aus den regionalen Klimamodellen werden demnach als Input fur die Wasserhaus haltsmodelle verwendet 4 Prognosen fur die kunftige Entwicklung des Wasserhaushalts Wasserhaushaltsmodelle liegen f r Baden W rttemberg mit einer Aufl sung von 1 km fl chen deckend vor In Baden W rttemberg wird das Wasserhausmodell LARSIM Large Area Runoff Simulation Model eingesetzt In diesem Modell ist die Eingabe von bis zu 16 verschiedenen Landnutzungen und Bodendaten pro Rasterelement sowie die Angaben zu Flussl ngen und Handlungsempfehlungen bei Festlegung des Bemessungshochwassers Baden Wurttemberg 97 Gerinnegeometrien m glich Fur die H henangaben wurden die Daten des digitalen Gelande modells Baden Wurttemberg verwendet In e Hochrhein 4 Bodensee Zufl sse Zufl sse f Abb 6 Wasserhaushaltsmodelle in Baden W rttemberg Mit Hilfe der Wasserhaushaltsmodelle k nnen alle wesentlichen hydrologischen Komponenten wie Aggregatzustand des Niederschlags Evapotranspiration Oberfl chenabfluss Infiltration Interflow Grundwasserneubildung und Grundwasserabfluss einschlie lich kapillarer Aufstieg vom Grun
156. dioxid Emissionen von etwa 40 Den aus Sicht der Klimaforscher notwendigen Klimaschutz liefert das Kioto Protokoll in der ge genwartigen Form keineswegs Um gravierende Klimaanderungen in den nachsten hundert Jahren zu vermeiden m sste der Aussto von Treibhausgasen auf ein Bruchteil lt 10 des heutigen Aussto es bis zum Jahr 2100 reduziert werden In der Zukunft muss daher der Einf h rung der regenerativen Energien mehr Gewicht beigemessen werden denn nur diese insbe sondere die Sonnenenergie stehen unbegrenzt zur Verf gung Da das Klima nur auf unsere langfristige Strategie reagiert kann der Umbau der Wirtschaft in Richtung der erneuerbaren Energien allm hlich innerhalb der n chsten hundert Jahre erfolgen Wichtig ist aber dass wir heute bereits alle Energiesparpotentiale aussch pfen und den Weg der Reduzierung der Treib hausgasemissionen beschreiten In sofern ist das Kioto Protokoll ein erster wichtiger Schritt in die richtige Richtung Wenn wir heute die Weichen f r eine nachhaltige Entwicklung stellen dann ist dies auch in konomischer Hinsicht sinnvoll denn es ist insgesamt billiger Vorsorge zu treffen als die sich in der Zukunft h ufenden klimabedingten Sch den zu begleichen Die Dimension der Sch den der Elbe Flut hat uns dies nur zu deutlich vor Augen gef hrt Dar ber hinaus sollten wir nicht mit unserem Planeten experimentieren da die Vergangenheit immer wieder gezeigt hat dass vielerlei berraschungen m
157. dlungsempfehlungen abgeleitet Eine erste Bestandsaufnahme zum Vorhaben fand im Rahmen des 1 KLIWA Symposiums im November 2000 in Karlsruhe statt Zwischenzeitliche Untersuchungen zum Klimawandel in Ba den W rttemberg und Bayern wurden beim 2 KLIWA Symposium im Mai 2004 in W rzburg der interessierten Fachwelt vorgestellt Beim 3 KLIWA Symposium am 25 und 26 Oktober 2006 in Stuttgart standen neu gewonnene Ergebnisse Erkenntnisse und Schlussfolgerungen im Vor dergrund KLIWA Symposium 2006 Begr ung Pr sidentin Margareta Barth 9 Begr ung Margareta Barth Pr sidentin der Landesanstalt f r Umwelt Messungen und Naturschutz Baden W rttemberg Ich freue mich Sie im Namen der LUBW der Landesanstalt f r Umwelt Messungen und Na turschutz Baden W rttemberg zum 3 KLIWA Symposium begr en zu d rfen Ich freue mich ber die gro e Resonanz Herzlich willkommen hei en m chte ich Frau Tanja G nner die Umweltministerin von Baden W rttemberg und Herrn Dr Werner Schnappauf den bayrischen Staatsminister f r Umwelt Gesundheit und Verbraucherschutz Ich danke Ihnen Frau Ministe rin G nner und Herr Minister Dr Schnappauf dass unser Symposium noch einen Platz in Ihrem vollen Terminkalender gefunden hat und Sie nachher ber den Klimawandel und den Klima schutz in Baden W rttemberg bzw Bayern referieren Aus dem Landtag Baden W rttemberg begr e ich die Abgeordneten Dr Gisela Splett Dieter Ehret und Werner Raab
158. ds der klimatologischen und hydrologischen Parameter sind nicht in die Zukunft extrapolierbar da es sich bei den Klimaprozessen und ihren komplexen Wechselwirkungen um nichtlineare und zeitlich veranderliche Prozesse handelt Vielmehr galt es zunachst Erkenntnisse zu gewinnen wie stark die Sonne die Atmosphare bei zunehmenden Konzentrationen an Treibhausgasen erwarmen wird und wie der Wasserkreislauf bei sich verandernden atmospharischen Bedingungen vor allem angetrieben wird Untersuchungen belegen dass gegen ber der vorindustriellen Zeit zu heute der CO2 Gehalt der Atmosph re von 280 ppm parts per million 0 028 auf 380 ppm 0 038 angestie gen ist Die atmosph rischen Konzentrationen der Treibhausgase Kohlendioxid Methan und Lachgas sind die h chsten seit mindestens 650000 Jahren Das Ausma in dem diese Gase heute den Treibhauseffekt verst rken ist beispiellos in den letzten mindestens 20000 Jahren Die j hrliche Zunahme der CO Konzentration betr gt gegenw rtig 1 5 ppm Um die weitere Entwicklung des Erdklimas realistisch absch tzen zu k nnen musste daher neben den nat rlichen Klimafaktoren der Faktor Mensch ber cksichtigt werden Dazu wurden vom Sachverst ndigen Gremium Intergovernmental Panel on Climate Change IPCC der Vereinten Nationen sogenannte Emissionsszenarien entwickelt In diese Szenarien flie t ein wie sich die Weltbev lkerung entwickeln wird welchen Lebensstandard sie anstrebt welche En
159. durch die IGKB fortw hrend Messwerte zur Qualit t des Wassers und des Okosystems erfasst Folgen der berd ngung des Sees Abbildung 2 waren u a Algenbl ten und Sauerstoffdefizite im Tiefenwasser Niedrige Redox Verh ltnisse am Seegrund f hrten zur R ckl sung von Phos phor aus dem Sediment Ver nderungen gab es auch bei der anteilsmaBigen Zusammenset zung der Phytoplankton und Zooplanktonarten F r Fischeier welche in die Tiefe des Sees abgelegt wurden wie etwa jene der Blaufelchen waren die Sauerstoffdefizite sch dlich Bei anderen Fischarten wie etwa dem Barsch f hrte die berd ngung durch das erh hte Nah rungsangebot zu einer Bestandszunahme 0 E O gt 250 1970 1980 1990 2000 Orthophosphat Phosphor ug l 0 50 100 150 Abb 2 Die Uberdtingung des Bodensees dargestellt anhand der Entwicklung der Konzentra tionen an gelostem biologisch verfugbaren Orthophosphat Phosphor Durch die absin kende Biomasse konzentriert sich das Phosphat in der Tiefe des Sees auf Oberfla chennah wird das Orthophosphat in der Wachstumsperiode durch das Plankton aufge braucht 188 KLIWA Symposium 2006 Zuflusse Die 5 Zuflusse Alpenrhein Bregenzerach Argen Alter Rhein und Schussen decken im Jah resmittel bereits etwa 90 der Zuflussmenge ab der Alpenrhein allein etwa 2 3 Abbildung 1 und 3 Das alpine Einzugsgebiet hat starken Einfluss auf den saisonalen Verlauf der Zufluss mengen und somit auch a
160. dwasser und der Bodenverh ltnisse mit Hilfe der Ergebnisse aus den regionalen Kli mamodellen ber die Dauer des Simulationszeitraum berechnet werden Diese Berechnungs m glichkeit erweist sich f r die Beantwortung von Fragestellungen zu den hydrologischen Aus wirkungen infolge des Klimawandels sehr vorteilhaft Gerade die f r die Oberfl chenfl chenab flussbildung ma gebenden Parameter wie Bodenwassergehalt und Bodenzustand k nnen mit dem Wasserhaushaltsmodell LARSIM im Gegensatz zu anderen hydrologischen Verfahren ber den langen Betrachtungszeitraum 2021 bis 2050 sehr genau simuliert werden 98 KLIWA Symposium 2006 en Prozessbeschreibung im WHM Boden als Verteilersystem Wasserdargebot Evapotranspiration Vegetationsschicht schnelle Abflussbildung aus Schneemodell wassergesattigten Flachenanteilen Interflow unges ttigte Bodenzone wasser Grundwasserabfluss Abb 7 Prozessbeschreibung im Wasserhaushaltsmodell 4 1 Klimawandel und Hochwasserabfl sse Die Wasserhaushaltsmodellierungen konzentrierten sich zun chst auf m gliche Ver nderungen des Abflussgeschehens in der Zukunft wobei zuerst die Auswirkungen bei den Hochwasserab fl ssen im Blickfeld waren Die ermittelten Abfl sse aus der Wasserhaushaltsmodellierung wur den daf r mit Methoden der Extremwertstatistik vom Institut f r Wasser und Gew sserentwick lung der Universit t Karlsruhe analysiert Als Daten standen die Messdaten an den Pegeln di
161. e Wasserverf gbarkeit Wasserqualit t als auch konomische Aspekte Wasserbedarf Wasserentnahmen des Wassermanagements integriert 200 KLIWA Symposium 2006 Als Untersuchungsregionen wurden drei Einzugsgebiete in der Gr e von 10 000 bis 50 000 km mit stark unterschiedlichen Rahmenbedingungen ausgew hlt Gemeinsam mit den potenziellen Nutzern in Baden Wurttemberg wurde das Regionalmodell MOSDEW zun chst im Neckareinzugsgebiet entwickelt und angewandt Momentan erfolgt die bertragung der Modelle auf die Flusseinzugsgebiete des Oueme Benin und des Chirchik Usbekistan Abbildung 1 Im Neckareinzugsgebiet sollen die Projektergebnisse die Formulierung von Handlungsempfeh lungen f r den von der WRRL geforderten Bewirtschaftungsplan unterst tzen Se Central Europe E Neckar E Central Asia Chirchik basin Sr x N ie 1000 2000 mir I 1 S wae West Africa 2 Oueme basin Abb 1 RIVERTWIN Projektgebiete 2 Ziele des Forschungsprojekts RIVERTWIN im Neckareinzugsgebiet Mit In Kraft Treten der EU Wasserrahmenrichtlinie RL 2000 60 EG am 22 12 2000 und deren Umsetzung in nationales Recht sind die Anforderungen an die Gewasserbewirtschaftung deut lich anspruchsvoller geworden Die gro e Herausforderung fur die wasserwirtschaftlichen Ak teure ergibt sich neben den zeitlichen Vorgaben in der Betrachtung von Flusseinzugsgebieten in ihren nat rlic
162. e Einrichtung eines von verschiedenen Organisationen getragenen Energieberatungszent rums als eine unabh ngige Einrichtung welche Hausbesitzer bei der Planung von Energie sparma nahmen ber t Ebenso ist das kommunale Altbausanierungsprogramm zu nennen durch das energetisch sinnvolle Sanierungen gef rdert werden und somit ein attraktiver und aktiver Beitrag zur Verminderung des Aussto es von CO geleistet wird Im Zeitraum von 1998 bis 2005 konnten in diesem Programm ca 10 Mio bewilligt werden mit denen insgesamt In vestitionen in H he von 58 Mio ausgel st wurden Klimaschutz ist somit auch ein Programm f r die rtliche Wirtschaftf rderung Doch die Stadt m chte nicht nur private Eigent mer zu Investitionen in Energiesparma nahmen und damit zum Klimaschutz ermutigen sie leistet nat rlich auch selbst einen gro en Beitrag Teil dieses Klimaschutzkonzeptes ist auch das nun schon seit mehr als 25 Jahren bestehende st dtische Energiemanagement welches das Ziel hat die st dtischen Liegenschaften energie sparend zu betreiben So ist ein weiterer Schwerpunkt die Sanierung von st dtischen Geb u den besonders von Schulen die in Bezug auf W rmed mmung und den Einsatz von energieef fizienten und umweltfreundlichen Heizanlagen und zum gr ten Teil sogar mit erneuerbaren Energien wie z B Hackschnitzeln oder Kl rgas betrieben werden Seit 1977 ist daher der Energieverbrauch in den st dtischen Liegenschaften um ca 45 zu
163. e Gr e modelliert werden Die Parameterschatzung kann bei Erweiterung nur mittels der Ma ximum Likelihood Methode erfolgen Prinzipiell strebt man an bei der Beschreibung der Wahrscheinlichkeitsverteilung der Extrem wertserie NMxQ t m glichst wenige Parameter zu sch tzen Zur Festlegung der signifikanten Terme hat sich der aus der Theorie der Verallgemeinerten Linearen Modelle entlehnte Devianz Test bew hrt s z B ANDRER 1986 Zentrale Pr fgr e ist dabei die so genannte Devianz D die als globale oder partielle Devianz definiert werden kann Die hier nur betrachtete partielle Devianz berechnet sich wie folgt D M1 M2 2 L1 M1 L2 M2 Dabei sind M1 und M2 zwei m gliche Modellformen zur Beschreibung von NMxQ t wobei M2 das gegen ber M1 h her parametrisierte Modell ist und L1 und L2 die logarithmierten aus der Maximum Likelihood Sch tzung resultierenden maximierten Likelihood Werte der Modelle M1 bzw M2 Sind nun die p f r das Modell M2 zus tzlich zu ermittelnden Parameter in Wahr heit Null dann ist die partielle Devianz mit Df p Freiheitsgraden X verteilt Mit anderen Worten ist D gr er als XC ten dann spricht dies f r die Verwendung des komplexeren Modells M2 ist D kleiner oder gleich X dann sollte das einfachere Modell M1 verwendet werden Dabei ist a die angenommene Irrtumswahrscheinlichkeit Regionale Wahrscheinlichkeitsanalyse Die regionale Wahrscheinlichkeitsanalyse die urspr nglich auf Arbeiten
164. e Z co Ed Ed E WE Be EEE reesen rt EI RE aa SA A H DJF MAM JJA SUN DJF MAM SOW Jahreszeit Jahreszeit Abb 1 nderung der mittleren Temperatur links in Grad und des mittleren Niederschlags rechts Verh ltnis Zukunft Gegenwart in den vier Jahreszeiten f r die Nordschweiz Die Balken zeigen die Unsicherheiten und die Linien die jeweils beste Sch tzung der nderung Die nderungen sind dargestellt f r die Perioden 2020 2040 blau 2040 2060 rot 2060 2080 gr n gegen ber 1980 2000 aus Frei 2004 Im Gegensatz zur Temperatur ndert sich der mittlere Jahresgang der Niederschlagsmengen erheblich mit Zunahmen von 0 20 im Winter Dezember Februar und Abnahmen von 5 30 im Sommer Juni August Im Fr hling und Herbst liegen die nderungen dazwi schen Die Verschiebung zu trockeneren Sommern dominiert die nderung in den Jahresnie derschlagsmengen fur welche eine Abnahme um 5 10 gesch tzt wird Abbildung 1 Diese Ver nderungen resultieren im Mittel in einer Abnahme der mittleren j hrlichen Niederschl ge um 5 7 Prozent entsprechend im Norden um 75 mm und im S den um 140 mm Die Auswertungen der Klimasimulationen erlauben eine grobe Quantifizierung der Nieder schlagsextremwerte f r J hrlichkeiten zwischen 5 und 50 Jahren Es zeigen sich nur geringe Unterschiede f r die Extreme mit einer Dauer zwischen 1 und 5 Tagen Zwischen den
165. e an Hand von Hochwassermarken ist erfolgversprechend und sollte im Interesse des Hochwasserschutzes f r wichtige Gew sser erstellt werden sofern die verf gbaren Unterlagen ausreichend sind und sofern die nderungen am Gew sser gegen ber dem damaligen Zustand dies sinnvoll erscheinen lassen Hochwassermarken dienen auch dazu das Bewusstsein dass ein totaler Hochwasserschutz nicht m glich ist in der Bev lkerung wach zu halten Weiterhin tragen sie dazu bei das Wissen ber historische Hochwasser zu pflegen wie dies z B in Ettlingen f r das Hochwasser vom August 1542 erfolgt ist Abbildung 13 128 KLIWA Symposium 2006 ES Tausend funf hundert vierzig Zwei bracht uns der August ein leidig Gschrei am sechsten Tag einer Nachtzeit reicht das Wasser wie der Riss anzeigt Abb 13 Hochwassermarke des Hochwassers vom August 1542 in Ettlingen Alb T Zusammenfassung Lange Zeit waren Hochwassermarken die einzige Moglichkeit abgelaufene Hochwasserereig nisse und deren Auswirkungen auf besiedelte Flussauen zu dokumentieren und diese Kennt nisse an die folgenden Generationen weiterzugeben Diese historischen Informationen konnen heute von Bedeutung sein um e das Extremhochwasser festzulegen und die daraus sich ergebenden Uberschwemmungs gebiete in Hochwassergefahrenkarten darzustellen e das Bemessungshochwasser fur Anlagen des technischen Hochwasserschutzes festzule gen siehe Leitfaden des Landes Baden W rttemberg vom Juli 200
166. e des Bayerischen Landesamtes fur Wasser wirtschaft Heft 5 99 S 225 239 KLIWA 2006 Regionale Klimaszenarien fur Suddeutschland KLIWA Heft 9 ISBN 3 88251 305 5 Ludwig K Bremicker M 2006 The Water Balance Model LARSIM Design Content and Ap plications Freiburger Schriften zur Hydrologie Band 22 Institut fur Hydrologie der Universitat Freiburg www hydrology uni freiburg de Sieber A Badde U Bremicker M 2006 Entwicklung eines Hochwasserfruhwarnsystems fur kleine Einzugsgebiete In Forum fur Hydrologie und Wasserbewirtschaftung Heft 16 06 Niederschlag Abfluss Modellierung Beitrage zum RIMAX Workshop am 10 11 04 2006 S 95 100 78 KLIWA Symposium 2006 Auswirkungen des Klimawandels auf das Hochwassergeschehen bayerischen Maingebiet 79 Auswirkungen des Klimawandels auf das Hochwassergeschehen im bayerischen Maingebiet Alexander Kleinhans amp Winfried Willems Bayerisches Landesamt f r Umwelt Institut fur Angewandte Wasserwirtschaft und Geoinformatik 1 Einleitung Unter den Klimaforschern ist es weltweit mittlerweile unstrittig dass die beobachtete globale Temperaturerhohung der vergangenen Dekaden nicht nur den naturlichen Klimaeinflussen und Klimaschwankungen zuzuschreiben sondern auch als Folge eines anthropogen verstarkten Treibhauseffekts einzustufen ist Um die Entwicklung des weltweiten und des regionalen Klimas einzuschatzen rechnen die Klimaforscher Klimaszenarien mit
167. e des mehrstufigen Mesohabitatmodells Mesohabitate und Aggregation zu Lebensraumen Lebensraumeignungen basierend auf unterschiedlichen Kriterien Weitere Informationen zum Projekt und zu den Ergebnissen der Szenarienrechnungen sind auf der Projekt Homepage http www rivertwin org bzw dem MOSDEW Map Server http mapserver ilpoe uni stuttgart de rivertwin index php verf gbar 5 Danksagung Den folgenden Einrichtungen sei f r Ihre Zusammenarbeit und die Zurverf gungstellung von Daten f r die Durchf hrung der Forschungsarbeiten gedankt Umweltministerium Baden W rttemberg Landesanstalt f r Umwelt Messungen und Naturschutz Baden Wurttemberg Regierungspr sidium Stuttgart Landesamt f r Geologie Rohstoffe und Bergbau Baden W rttemberg Statistisches Landesamt Baden W rttemberg Landeswasserversorgung Bo denseewasserversorgung und alle Landrats mter im Neckareinzugsgebiet Das Projekt wurde gef rdert durch das 6 Rahmenprogramm der Europ ischen Kommission GOCE CT 2003 505401 6 Literatur Bardossy A and W Yang 2005 Highly resoluted climate scenarios for the Neckar basin rivertwin project deliverable 03 http www rivertwin de assets publications DO3 _ downscaled_highly_resolution_Neckar pdf B rsch Supan A 2003 Herausforderungen an den Standort Baden W rttemberg durch den demographischen Wandel Europ ische Gemeinschaft 2001 Richtlinie 2000 60 EG des Europ ischen Parlaments und des Rates vom 23
168. e effect of climate change dominates any other major strategic influences on the catchment 1000 00 00 n dier e pm TE TEE AT 4 U a alas ss i i i i i i i i ses e ee E P i i Fis m s EA lime hours H VU male Chae C1 be im ails Gelert 1 Cio pele chars HS hin rendered of Reading 1 lLpsiream sicorage reservar 9 17 Figure 4 27 Comparison of the Din 100 year climate change and infrastructure related scenarios at Kingston Source Thames CFMP summary document Environment Agency 2007 The peak flows at Kingston which is at the downstream limit of the fluvial Thames show that the effects of climate change are similar to artificially removing the floodplain for about half the Thames length It will be uneconomic to manage the increase in risk from climate change by improving and or building flood defences Therefore it is recommended that an approach is taken which tailors the strategic response to the differing characteristics of the catchment The main messages coming out of the strategy are Climate change will be the major cause of increased flood risk in the future li Flood defences cannot protect everything U The floodplain is our biggest asset in managing flood risk IV Planning is critical cycle of development and urban regeneration is a crucial oppor tunity to manage flood risk The challenge will be to impleme
169. e mit den gemessenen Niederschlagsh hen simulierten Abfl sse die Abflusswerte die mit den Ergebnissen aus den Klimamodellen f r den Ist Zustand Referenzlauf 1971 2000 und f r das Klimaszenario 2021 2050 simuliert wurden als Tageswerte zur Verf gung Die Tageswerte wurden als mittlere Monatsh chstwerte f r das Jahresmittel mittleres Hoch wasser MHQ sowie f r die Halbjahresmittel f r das 1 und 2 Halbjahr sowie die Extremwerte f r die Hochwasserkennwerte Jahreswerte HQ J Halbjahreswerte HQ 1 Halbjahr und HQ 2 Halbjahr ausgewertet Handlungsempfehlungen bei der Festlegung des Bemessungshochwassers Baden Wurttemberg 99 Mittlere monatliche Hochwasserabflusse Pegel Schwaibach Kinzig 160 Ist Zustand 140 Zukunftsszenario 120 Halbjahresmittel Ist Zustand ZS Halbjahresmittel Zukunftsszenario E 100 O 80 o 60 lt 40 20 Sommer 2 Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Abb 8 Jahresgang der mittleren monatlichen Hochwasserabfl sse der Kinzig Schwarzwald am Pegel Schwaibach Zunahme der Halbjahresmittel im Winter um 35 im Januar sogar 50 dagegen Abnahme im Sommer um 7 im Juli sogar im 50 Damit ver ndert sich der Jahresgang der Kinzig deutlich Mittlere monatliche Hochwasserabfl sse Pegel Rockenau Neckar Abfluss MoMHQ m s B 8 B amp
170. e unterschiedlichen Ab fluss Szenarien an den einbezogenen Pegel und Gewasserstellen miteinander vergleichen und bewerten zu k nnen werden jeweils Veranderungsfaktoren fur die verschiedenen Abfluss Kennwerte abgeleitet aus jeweils zwei Abflusszeitreihen ermittelt Dabei werden zur Bewer tung der G te des Klimamodells f r den Ist Zustand und zur Quantifizierung einer Abflussver nderung infolge des Klimawandels folgende Zeitreihen miteinander verglichen e Ist Zustand mit Abflusssimulation Abflussberechnung mit den gemessenen Niederschl gen Der Vergleich zwischen der Abflusssimulation und dem Klimaszenario f r den heuti gen Klimazustand Ist Zustand zeigt ob das Klimamodell den heutigen Klimazustand mit ausreichender Genauigkeit beschreibt Dieser Vergleich basiert auf der gemeinsamen Zeit spanne 1971 2000 e Zukunfts Zustand mit Ist Zustand Aus dem Vergleich der Szenariorechnung f r den zu k nftigen Klimazustand Zukunfts Zustand mit dem zugeh rigen Ist Zustand kann die er wartete Abflussver nderung infolge eines Klimawandels abgeleitet und beurteilt werden In der folgenden Abbildung 7 werden die Ergebnisse f r das MNQ Wi das MNQ So und das monatliche MNQ m exemplarisch fur den Pegel Schwaibach Kinzig dargestellt Im Einzelnen werden die Niedrigwasserkennwerte dabei aus folgenden Zeitreihen gewonnen e aus gemessenen Abfluss Zeitreihen ber den gesamten Beobachtungszeitraum schwarz e aus berechneten Abfluss
171. e vorhandenen Unsicherheiten in Entscheidungsprozessen nicht ausgeblendet 40 KLIWA Symposium 2006 sondern bewusst in Planungsentscheidungen im Rahmen von AnpassungsmaBnahmen einbe zogen werden Ensembles von regionalen Klimaszenarien gebildet aus einer Vielzahl von Ex perimenten mit verschiedenen Modellen mehreren Modell ufen sowie verschiedenen Emissi onsszenarien spannen einen Bereich k nftiger m glicher gleich wahrscheinlicher Klimaent wicklungen auf Erst das vorhandene Ensemble eines Multi Modell Ansatzes erm glicht Wahr scheinlichkeitsaussagen und damit auch eine Quantifizierung von Unsicherheiten k nftiger Kli maentwicklungen Da in den meisten Entscheidungsprozessen im Rahmen von Anpassungs ma nahmen eine Fokussierung auf einen oder mehrere bestimmte Bereiche der Ergebnis spanne von Klimaszenarien erfolgt sollten die Gr nde die zu dieser Fokussierung f hrten etwa Vorsorgegr nde oder die Vermeidung seltener aber sehr schadintensiver Ereignisse transparent und explizit kommuniziert werden 4 Politischer Rahmen f r Anpassung an den Klimawandel Der Handlungsdruck Anpassungsstrategien an Klima nderungen zu entwickeln entsteht nicht nur unmittelbar aus den sich voraussichtlich einstellenden nachteiligen Folgen der Klima nde rungen und den sich daraus ergebenden Sch den und volkswirtschaftlichen Kosten Deutsch land hat sich mit der Ratifizierung der Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen UNFCCC auch
172. ecken Ebel et al 2000 Mittels der Stationsweise vorliegenden regionali sierten Klimadaten fur den Vergleichszeitraum 1981 2000 und fur die Szenariendekaden 2011 2050 werden im Modell LARSIM die hydrologischen Teilprozesse auf Rasterbasis simuliert Als Ergebnis liegen fur gr ere Einzugsgebiete bezogen auf Pegelmessstellen Zeitreihen des Abflusses mit taglicher Auflosung vor Insbesondere der Vergleich von aus den Tageswerten abgeleiteten statistischen hydrologischen Kennwerten wie mittlere monatliche Mittelwasser Niedrigwasser und Hochwasserabflusse zwischen der simulierten Bezugsperiode und den Szenariodekaden erlaubt eine Quantifizierung der Auswirkung des Klimaeinflusses auf das mogliche zukunftige Abflussverhalten Auswertungen erfolgten fur die in Abbildung 6 dargestell ten Pegel hessischer Gewasser wobei fur jede Dekade 10 Realisierungen des Klimaregionali sierungsverfahrens durchgerechnet wurden Richter u Czesniak 2004 und als Ergebnis je weils die Mittelwerte dieser 10 statistisch gleich wahrscheinlichen Realisierungen verglichen werden 216 KLIWA Symposium 2006 Helmarshausen e Bad Vilbel Abb 6 Untersuchte Pegel an hessischen Gewassern 4 1 Auswirkungen auf die monatlichen mittleren Abflusse MoMQ Das Abflussregime der hessischen Gewasser ist gekennzeichnet durch hochste Monatsabflus se von Dezember bis Marz und danach deutlich abfallenden Monatswerten bis in den Spat sommer Gegenuber der Referenz
173. edort Weile Traun 32 Staudach Tiroler Achen 33 llsank Ramsauer Ache 34 Oberammergau Ammer 35 Sonthofen Ier 36 Reckenberg Osterach 5400000 5300000 5200000 4300000 4400000 4500000 4600000 4700000 4500000 Rv Abb 1 Untersuchungsgebiete In den folgenden Kartendarstellungen werden die Ergebnisse des Mann Kendall Tests fur das NM1Q des Winter Abbildung 2 links und des Sommerhalbjahres Abbildung 2 rechts sowie die Ergebnisse der Devianztests auf Trends im GEV Lokationsparamter von NM7Q fur das Win terhalbjahr Abbildung 3 links sowie im Skalenarameter von fur das Wasserhaushalts jahr Abbildung 3 rechts dargestellt ermittelt uber den gemeinsamen Messzeitraum 1951 2001 Abnahme ge Aber ga Are rer ny Ae pc 1 Zunahme sig ei de 8 Deng me chy Zune Ch sig i a amp ditt mio 4490500 44100006 Bel Bal Abb 2 Ergebnisse des Mann Kendall Tests fur das NM1Q des Winter links und des Som merhalbjahres rechts 148 KLIWA Symposium 2006 4100000 4491080 4180600 4h 0000 Ba ied ee Fi Abb 3 Ergebnisse der Devianztests auf Trend des Lokationsparameters fur das NM7Q fur das Winterhalbjahr links und des Skalenparameters fur das Wasserhaushaltsjahr rechts Um neben der r umlichen Verteilung auch die Gr enordnungen der Ver nderungen zu quanti fizieren werden in Abbildung 4 H ufigkeitsverteilungen der
174. eichnen waren scheint diese Erwartung bereits zu bestati gen Die Fragestellung ob und in welchem Umfang die Zeitreihen der beobachteten Abfl sse der Vergangenheit Hinweise auf einen Klimawandel durch eine bereits erkennbare Ver nderung der statistischen Eigenschaften des gemessenen Abflussverhaltens einzelner Flussgebiete ent halten war seit Beginn des Kooperationsvorhabens KLIWA Gegenstand von Untersuchungen Schwerpunkt war bisher das Langzeitverhalten der gemessenen Hochwasserabfl sse Dazu sind auch schon bei den vorausgegangenen KLIWA Symposien Untersuchungsergebnisse pr sentiert worden Die fr heren Auswertungsergebnisse f hrten zu der Feststellung dass eine signifikante fl chendeckende Ver nderung im Langzeitverhalten der Hochwasserabfl sse in Baden W rttemberg und Bayern bisher nicht eingetreten ist es ergaben sich aber Hinweise auf nderungen im Jahresgang und regional auf eine H ufigkeitszunahme von Hochwasserabfl s sen Die au ergew hnlichen Hochwasserereignisse im Zeitraum von 1999 bis 2005 in Teilen des KLIWA Untersuchungsgebietes waren Anlass erneute Auswertungen mit den aktualisierten Abflusszeitreihen durchzuf hren Die umfangreichen und vertieften statistischen Analysen zum Langzeitverhalten der Hochwasserabfl sse wurden in schon bew hrter Weise wiederum am Institut f r Wasser und Gew sserentwicklung der Universit t Karlsruhe durchgef hrt Die we sentlichen Ergebnisse der umfangreichen Analysen sind nac
175. einzelne Regionen des Maineinzugsgebiets F r das Flussgebiet der Fr nkischen Saale errechnete sich beispielsweise mittels regionaler Wahrscheinlichkeitsanalyse f r das eine prozentuale Erh hung von 15 F r die weiter stlich gelegenen Flussgebiete des Oberen Mains und der Regnitz konnten keine so deutlichen Hochwassererh hungen f r den HQ400 Wert ermittelt werden 88 KLIWA Symposium 2006 Ca 2 5 2 e g E O S 1 5 T 2 o E E T 10 OT 20 6 OT 50 E T 100 7 UN 0 e x gt c c sf Es N N Ed sg Es Es x Rd N Es N A N x x RS E amp S SF A yr LS Gs s d A AS Q No dot ge Abb 7 Ausgewahlte Quantilquotienten der Jahrlichkeiten T 2 bis T 100 im Flussgebiet des Unteren Mains 6 Hochwasserschutzplanung und Klimawandel Unter Berucksichtigung der im Rahmen von KLIWA durchgefuhrten Auswertungen galt es aus Vorsorgegrunden fur den Bereich des technischen Hochwasserschutzes eine Anpassungsstra tegie zu entwickeln die zwar die mogliche Entwicklung der nachsten Jahrzehnte berucksichtigt aber auch den bestehenden Unsicherheiten Rechnung tragt Festlegungen sollten daher als Kernpunkt enthalten dass sie einerseits langfristig das Sicherheitsbedurfnis berucksichtigen und gleichzeitig bei Bedarf z B bei neuen Erkenntnissen der Klimaforschung anpassbar sind flexible and no regret Strategie KAT
176. eiten 1 10 100 Jahre im hydrologischen Winterhalbjahr vor Es wurden Dauerstufen bis zu 10 Tagen untersucht da sich der Schmelzprozess der Schneedecke bei Einzelereignissen ber einen l ngeren Zeitraum er streckt und dadurch der Extremwertzuwachs auch f r gr ere Dauerstufen noch erheblich sein kann Die f r die Extremwertstatistik von Starkniederschl gen angewendeten Methoden wie z B die Erstellung von partiellen Extremwertserien und die Anpassung an eine Verteilungsfunk tion sind in modifizierter Form auch f r die extremwertstatistische Analyse des Niederschlags dargebots g ltig In Anbetracht der Problematik wurden die Extremwerte nicht den Wintermona ten des Kalenderjahres sondern dem hydrologischen Winterhalbjahr November April des Folgejahres zugeordnet um die Schneedeckenentwicklung als kontinuierlichen Prozess in die Berechnungen einbeziehen zu k nnen Die Abbildung 8 zeigt eine REWANUS Karte mit Ex tremwerten des Niederschlagsdargebots f r die Dauerstufe D 72 h und die J hrlichkeit T 100 a In mittleren und h heren Lagen sind die REWANUS Werte oftmals h her als die winterli chen KOSTRA Werte bei gleichen D und T An einigen Standorten k nnen jedoch die dazu geh rigen sommerlichen KOSTRA Werte sowohl die winterlichen KOSTRA Werte als auch die REWANUS Werte bertreffen 67 Starkniederschlage und Schneeschmelze in Suddeutschland EE m Grp CT E E
177. eiteren nderungen k nftig mit dem sich ab zeichnenden Klimawandel wahrscheinlich erscheinen empfiehlt es sich ein Wasserhaushalts Auswirkungen klimatischer Veranderungen auf Binnenseen Beispiel des Bodensees 197 modell anzuwenden Da ein solches Modell fur das Einzugsgebiet des Bodensees bereits exis tiert ist dies mit vergleichsweise geringem Aufwand moglich Nachteilige Folgen verringerter sommerlicher Pegelwerte konnten sich fur Flora und Fauna in den seeangrenzenden Feuchtgebieten ergeben wenn diese hierdurch vermehrt trocken fallen Hierbei handelt es sich haufig um Naturschutzgebiete so dass diese hydrologische Entwicklung moglicherweise Schutzziele fur bedrohte Tier und Pflanzenarten gefahrdet Auch fur Pflanzen und Tiere im Uferbereich andern sich die Lebensbedingungen wobei hier jedoch eine Anpas sung der Organismen leichter moglich erscheint Auch die durch Wellen und Stromungskrafte angetriebenen Erosions und Sedimentationsprozesse werden bei veranderten Wasserstanden zu Umlagerungen fuhren was beispielsweise fur die archaologischen Relikte fruhzeitlicher Pfahlbauten von Bedeutung sein kann 5 Zusammenfassung Ein umfangreicher Bestand an langjahrigen Messreihen bildete die Grundlage fur ein breites Spektrum an Untersuchungen zu Veranderungen des Bodensees und deren moglichen Ursa chen Bei der Analyse der Zeitreihen auf Signale klimatischer Veranderungen ist eine Vielzahl anderer Entwicklungen am Bodensee zu be
178. el erzeugt wird Die wesentli chen Auswirkungen des Klimawandels sind der Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur und des Meeresspiegels sowie die Zunahme extremer Wetterereignisse und Naturkatastro phen welche enorme volkswirtschaftliche Sch den verursachen Bei einer Temperatur nde rung um 3 5 C bis zum Jahr 2100 werden global enorme volkswirtschaftliche Sch den auftre ten wenn die Treibhausgase nicht gen gend vermindert werden um eine solche Temperatur erh hung zu vermeiden Die Kosten der Emissionsminderung sind weitaus geringer Sie ver mindern sich zus tzlich wenn m glichst fr h mit Emissionsvermeidung begonnen wird und technologische Innovationen m glichst fr hzeitig gef rdert werden Zus tzlich k nnen die Kos ten der Emissionsminderung reduziert werden wenn L nder mit hohen Treibhausgasemissio nen wie die USA und China in ein internationales Emissionsrechtehandelssystem eingegliedert werden Vor allem kann Russland von einem internationalen Emissionsrechtehandel profitieren da es als Anbieter und Verkauf von Emissionsrechten gro e Gewinne erwirtschaften kann Zu k nftige Klimaschutzpolitik sollte m glichst viele L nder integrieren und kostenminimierende Verfahren wie den Emissionsrechtehandel einbeziehen Zudem sollten Kooperationen in For schung und Entwicklung emissionsarmer Technologien m glichst fr hzeitig geschlossen wer den Der Klimawandel ist nicht zu bremsen ohne einen technologischen Durchbruch hin
179. ellen kombiniert haben was uns regional differenzierte Aussagen erlaubt So k nnen wir detaillierte Handlungsempfeh lungen f r die Planer geben Dabei verfolgen wir die Strategie flexible and no regret d h zu sp terer Zeit erforderliche Bauma nahmen zwar vorbereiten aber heute noch nicht durchf h ren Es ist ja nicht nur das Hochwasser das uns als Extremereignis in Zukunft treffen wird sondern auch das Niedrigwasser Einen Vorgeschmack hatten wir schon im Sommer 2003 landesweit und im Herbst 2004 am Bodensee Weitere Themen die in KLIWA angegangen wurden sind das Grundwasser die Stadthydrolo gie sowie die Gew sserbeschaffenheit und die Limnologie ber den derzeitigen Stand der Un tersuchungen werden wir morgen Vormittag im Teil Klimawandel und Wasserwirtschaft infor miert werden Im letzten Block werden wir ber den Tellerrand blicken und h ren wie die Kollegen aus Eng land der Schweiz und Hessen das Problem einsch tzen An dieser Stelle darf ich recht herzlich begr en Herrn Tim Reeder von der Evironment Agency London Herrn Dr Bruno Sch dler vom Bundesamt f r Umwelt in Bern und Herrn Dr Gerhard Brahmer vom Hessischen Lan desamt f r Umwelt und Geologie Herzlichen Dank f r Ihre Bereitschaft ber den Klimawandel und die Auswirkungen in Ihren L ndern zu referieren Den abschlie enden H hepunkt bildet morgen die Podiumsdiskussion mit hochrangigen Fach leuten zum Problemkreis Gesellschaftliche Aus
180. ellierung Die hier verwendeten ECHAM4 B2 MR Szenarien sind auch zur Betrachtung hydrologischer Fragestellungen einschlie lich der Grundwasserneubildung geeig net Bronstert et al 2006 und stellen die aktuelle methodische Grundlage der durchgef hrten KLIWA Untersuchungen dar 166 KLIWA Symposium 2006 Auswertungen Die bisher durchgefuhrten Untersuchungen zur Grundwasserneubildung in Suddeutschland beziehen sich auf den Vergleich des dreiBigjahrigen Mittels 1971 2000 mit den entsprechen den Daten fur den Szenariozeitraum 2021 2050 Daruber hinaus werden die drei Einzeldeka den des Zukunftsszenarios gesondert ausgewertet Kurzere Betrachtungszeitraume z B ein zelne Extremjahre oder innerj hrliche nderungen der Grundwasserneubildung werden zuk nf tig Gegenstand weiterer Untersuchungen sein Hierzu sind im Vorfeld noch methodische An passungen der beschriebenen Modellkonzepte erforderlich 3 Ergebnisse der Szenariosimulationen 3 1 Ergebnisse fur Bayern Die im weiteren Verlauf erlauterten Ergebnisse der Szenariosimulationen in Bayern beziehen sich auf das bislang exemplarisch untersuchte Maingebiet Betrachtet man hier in einem ersten Schritt die Ver nderungen der mittleren Wasserhaushaltsgr en dann zeigt sich das in Tabelle 1 dargestellte Bild Die mittlere drei igj hrige korrigierte Niederschlagsh he nimmt um ca 10 von 789 mm a auf 867 mm a zu Dieses zus tzlich im Einzugsgebiet verf gbare Was ser vo
181. eln die Zeitreihen mit Abflussen erst ab ca 1930 beginnen und die Abflusse fur die Hochwasser 1824 und 1882 wegen fehlender Unterlagen nicht ermittelt werden k nnen 5 Auswertungen fur das Hochwasser vom Oktober 1824 Das Hochwasser vom Oktober 1824 ist das extremste Ereignis im Bereich des Landes Baden Wurttemberg uber das Informationen zu den Hochst Wasserstanden in Form von Hochwas sermarken vorliegen Es war verursacht durch ein bis zu 36h anhaltendes Niederschlags Ereignis mit extremen Niederschlagen in Freudenstadt 194 mm in 36 h 3 und durch einen auf Grund eines feuchten Sommers gesattigten Bodenspeicher Daher ist beabsichtigt dieses Hochwasser bei den Hochwasserschutzplanungen zu berucksichtigen Um uber die in Archiven vorhandenen Unterlagen uber dieses Hochwasser zu verfugen wurde das Meteorologische Institut der Universitat Freiburg beauftragt diese fur das Einzugsgebiet des Neckars zu sichten und zu bewerten Weiterhin ergab sich die Moglichkeit an Hand der von dem Institut rekon struierten Niederschlage 3 die Abflusse des Neckars mit dem Wasserhaushaltsmodell LARSIM zu ermitteln Die mit dem Wasserhaushaltsmodell ermittelten Hochstabflusse langs des Neckars sind in Ab bildung 10 dargestellt Ebenso sind im Bild die Hochwasser Abfl sse HQ 99 und HQ 00 der Jahrlichkeiten 100 und 1000 Jahre Ergebnisse der Hochwasser Regionalisierung des Landes sowie die Hochwasser Abflusse entsprechend dem im Jahre 1896 erstellten V
182. emessungshochwassers Baden Wurttemberg 101 Faktor f r Klimaver nderung Bereiche gleicher Faktoren le NERNEY 4 ER a a bi a C Landesgrenze C Flussgebiete Bereiche keine Angabe Hoch u Oberrhein Abb 11 Regionale Klima nderungsfaktoren in Baden W rttemberg 5 Anpassung der Hochwasserschutzplanungen Vor diesem Hintergrund galt es aus Vorsorgegrunden fur den Bereich des Hochwasserschut zes eine Anpassungsstrategie zu entwickeln die zwar die mogliche Entwicklung der nachsten Jahrzehnte berucksichtigt aber auch den bestehenden Unsicherheiten Rechnung tragt Festle gungen sollten daher als Kernpunkt enthalten dass sie einerseits langfristig unschadlich und gleichzeitig bei Bedarf z B bei neuen Erkenntnissen der Klimaforschung anpassbar sind fle xible and no regret Strategie Die Auswertungen gaben Anlass den bisherigen Weg bei der Festlegung von Bemessungsab flussen zu modifizieren und auf Grund des Klimawandels einen Lastfall Klima nderung zu berucksichtigen Anhand von Fallbeispielen aus der Praxis wurde dazu nachgewiesen dass eine Berucksichtigung der Auswirkungen der Klimaanderung bei technischen Hochwasser schutzma nahmen in den meisten Fallen zu relativ moderaten Kostensteigerungen gef hrt h t te wenn dieser Lastfall bereits bei der Planung ber cksichtigt und beim Bau zumindest ent sprechende Vorkehrungen f r eine sp tere Anpassung getroffen worden w
183. en simulierte Klimadaten prognostizierte Klimadaten W asserhaushaltsmodell Ist Zustand berpr fung Ist Zustand Gage Zukunftsszenario gemessene Abfliisse Po simulierte A bfliisse prognostizierte Abfliisse statistische Analyse Ist Zustand a Ist Zustand Zukunftsszenario Abflussstatistik Uberprifung Abflussstatistik Ver nderung Abflussstatistik auf Basis der Messungen auf Basis der Simulation auf Basis des Szenarios Bewertetes Szenario der klimatisch bedingten Ver nderungen wasserwirtschaftlicher Rahmenbedingungen Abb 3 Vorgehensweise bei der Verwendung von Klimaszenarien f r Wasserhaushalts simulationen mit abflussbezogener Auswertung GERLINGER 2004 Auswirkungen des Klimawandels auf das Hochwassergeschehen bayerischen Maingebiet 83 5 Ergebnisse der Wasserhaushaltssimulation mit Klimaszenario Die Wasserhaushaltsmodellierung unter Verwendung der Szenariodaten wurde fur die Teilge biete des bayerischen Mains durchgefuhrt Insgesamt liegen fur den Main derzeit Simulations ergebnisse fur ber 50 Pegel mit einer Einzugsgebietsgr e zwischen 76 km und 21 491 km vor Die statistische Auswertung der Abflusszeitreihen erfolgte fur den Szenario Ist Zustand 1971 2000 und die zehn Simulationen des Zukunfts Zustands 2021 2050 Anhand von sechs beispielhaft ausgewahlten Pegeleinzugsgebieten unterschiedlicher Lage und Gr e wird exemplarisch die m gliche zuk nftige Entwicklung der Mittleren Hochwasser
184. en Sehr wahrscheinlich ist dabei eine Erw rmung um 2 bis 3 C Diese Erw rmung w r de sich saisonal unterschiedlich stark auspr gen Der gr te Temperaturanstieg w re im Winter zu erwarten 3 ECHAMS 1 2 1 Abb 3 WETTREG nderung der Jahrestemperatur 1961 1990 f r die Szenarien B1 A1B und A2 jeweils fur 10 WETTREG Simulationen Zum Vergleich die entsprechen den Simulationen des Globalmodells fur die Deutschlandboxen Jacob Kreienkamp et al 2006 36 KLIWA Symposium 2006 Deutschland Jahrestemperaturanderung gegenuber dem Zeitraum 1961 1990 10 Jahre gleitendes Mittel C20 A1B B1 2 Temperaturanderung C 1 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 Jahr Abb 4 REMO nderung der Jahrestemperatur gg 1961 1990 f r die Szenarien B1 A1B und Jacob et al 2007b REMO 50km ECHAMS 130k REMO 10km WETTREG 1980 1970 1960 1990 2000 2010 2020 2050 2040 AA 2060 208 2090 Abb 5 nderung der Wintertemperatur gg 1961 1990 f r das Szenario A1B simuliert durch die Regionalmodelle WETTREG 10 Simulationen REMO mit 50 km Auflosung 3 Si mulationen und mit 10 km Aufl sung 1 Simulation sowie durch das Globalmodell 3 Simulationen fur die Deutschlandboxen Jacob Kreienkamp et al 2006 Beide Modelle zeigen leicht unterschiedliche regionale Erwarmungsmuster fur den Zeitraum 2071 2100
185. en f r eigene Minderungsbeitr ge gewinnen m ssen Den Entwicklungs und Schwellenl ndern ich habe es vorher bereits gesagt m ssen wir einen steigenden Energie verbrauch und damit verbunden insgesamt h here CO2 Emissionen zugestehen Es gilt bereits heute die richtigen Ans tze f r die Zeit nach 2012 zu finden und zu vereinbaren Deswegen geht es im Kern gerade aus Sicht des Klimaschutzes um die zentrale Frage ob es uns in den n chsten Jahren gelingen wird eine nachhaltige Energieversorgung bei uns und dar ber hinaus aber auch weltweit aufzubauen damit wir zumindest einen Teil des Problems dann auch entsprechend angehen k nnen Meine Damen und Herren ich hoffe sehr dass uns Ma nahmen zum Klimaschutz helfen werden den Klimawandel beherrschbar zu machen Wir werden ihn aber das habe ich vorhin angesprochen nicht verhindern denn er ist bereits in vol lem Gange Wir m ssen uns deshalb mit ebenso gro er Intensit t mit den bereits eingetretenen und den noch zu erwartenden Folgen auseinandersetzen Deswegen haben wir neben KLIWA vor drei Jahren das Projekt KLARA Klimawandel Auswir kungen Risiken Anpassung gestartet Mit KLARA konnte gezeigt werden dass der Klimawan del in vielerlei Auswirkungen auf Okologie und Okonomie haben wird Wir k nnen aber davon 18 KLIWA Symposium 2006 ausgehen dass in Baden Wurttemberg eine Anpassung moglich sein wird Es ist zu hoffen und zu erwarten dass sich in manchen Bereichen wie
186. en Auswertungen die Jahresserien gebildet mit unterschiedlichem Zeitbezug namlich fur das hydrologische Jahr das Sommer und das Winterhalbjahr sowie die Kalendermonate Weiterhin wurden aus den jeweiligen Jah resserien durch eine Teilung in den aufgrund von Bruchpunktanalysen festgelegten Trennungs jahren entsprechende Teilzeitreihen gebildet diese wurden fur die Perioden vor und nach den Trennungsjahren 1951 1964 und 1974 jeweils vergleichend analysiert 2 2 Statistische Methoden Untersuchungen Ausgehend von der Kernfrage ob die Jahresserien der monatlichen Hochstabflusse trendhafte Veranderungen erkennen lassen waren die Analysen auf die Bestimmung des Trendverhaltens der einzelnen Datenkollektive ausgerichtet Analog zu den fruheren Untersuchungen im Vorha ben KLIWA kamen die folgenden statistischen Verfahren bzw Berechnungen zur Anwendung e Trendermittlung durch Anpassung einer Trendgeraden mittels der Methoden der kleinsten Fehlerquadrate Annahme eines linearen Trends e Trendtest nach dem Verfahren von Mann Kendall Bewertung eines Trends als signifikant wenn die Testsignifikanz a gt 80 e Trendverhaltens nderung in Abh ngigkeit von der Zeitreihenl nge r ckschreitender Trend mit punktueller Analyse und Darstellung f r die Jahre 1951 1964 und 1974 e Bruchpunktanalyse nach Mann Whitney sowie Summenlinienanalyse als Methoden zur Homogenit tspr fung der Zeitreihen und schlie lich e Analyse des Jahrgangs der mit
187. en bayerischen Teil des Maineinzugsgebietes ermittelt Baden W rttemberg In Baden W rttemberg erfolgte die Modellierung der Grundwasserneubildung f r den Zeitraum 1961 90 mit dem Berechnungsverfahren TRAIN GWN Armbruster 2002 Dabei wurden die mit Hilfe eines Bodenwasserhaushaltsmodells rasterbezogen ermittelte Gesamtabflussh hen mit regressionsbasierten Baseflow Indizes im Einzugsgebietsma stab verkn pft Die entsprechen den Ergebnisse wurden im Wasser und Bodenatlas Baden W rttemberg ver ffentlicht UVM Baden W rttemberg 2004 GWN BW als weiterentwickelte Desktop Anwendung von TRAIN GWN ist ein deterministisches fl chendifferenziertes Modell zur Berechnung der aktuellen Evapotranspiration zur Simulation des Bodenwasserhaushaltes und zur Bestimmung der un terhalb der durchwurzelten Bodenzone gebildeten Sickerwassermenge auf Tagesbasis In den einzelnen Teilmodulen kommen berwiegend physikalisch basierte Ans tze zur detaillierten Beschreibung der an den Vorg ngen der Verdunstung und der Sickerwasserbildung beteiligten Prozesse zur Anwendung Die Berechnung der j hrlichen bzw langj hrig mittleren Grundwas serneubildung erfolgt durch nachgelagerte Multiplikation der Sickerung mit dem Baseflow Index BFI bzw dem Quotienten Rg R Vergleich der Methoden Die Vorgehensweisen in den beiden Bundesl ndern Bayern und Baden W rttemberg hneln sich konzeptionell stark da sie beide auf der beschriebenen Kopplung von fl chendiffer
188. en f r die Wasserwirtschaft im Namen von Oberb rgermeister Schuster und auch im Namen des Gemeinderates hier begr en zu d rfen Stuttgart selbst soll in diesem Zusammenhang nicht nur ein attraktiver und angenehmer Tagungsort sein sondern auch wir als Kommune sind sehr an den Ergebnissen ihrer Forschung zum Klimawandel interessiert Sind wir doch speziell im technischen Referat f r das ich als B rgermeister verantwortlich zeichne auch selbst vielf ltig betroffen Das Thema Hochwasserschutz von Frau Barth eben kurz gestreift trifft uns als Stadt beson ders da das baden w rttembergische Wassergesetz die Bundeswasserstra e Neckar leider nicht als Gew sser erster Ordnung einstuft und wir damit in der Verantwortung f r den Hoch wasserschutz stehen Der Klimawandel f hrt aber nicht nur zu ver nderten Hochwasserereig nissen sondern auch zu Niedrigwasserperioden was zur Folge hat dass die Wasserqualit t der Gew sser extrem beeinflusst wird Gerade am staugeregelten Neckar der durch einen Bal lungsraum flie t in den viele Kl ranlagen einleiten und aus dem einige Kraftwerke ihr K hlwas ser entnehmen kann Niedrigwasser zum Problem in Sachen Gew sserg te f hren Hier kann nur ein durchg ngiges Konzept das ber die Region Stuttgart hinausreicht Abhilfe schaffen Aber auch als Betreiber eines gro en Kanalnetzes und mehrerer Kl ranlagen wollen wir die Gew sserg te erhalten und ggfs noch verbessern Dies wird im Hinblick au
189. en in Baden Wurttemberg die sich regionalspezifisch wie folgt zusammenfassen lassen Abnehmende Tendenzen sind vor allem in den sudlichen Einzugsgebieten zwischen Donau und Bodensee dem Hochrhein Gebiet und dem sudlichen Oberrhein Gebiet bis zur Murg zu erwarten Im nordlichen Ober rhein Gebiet ab der Murg ergeben sich dagegen Zunahmen bei den T jahrlichen Niedrigwas serabflussen 7 Literatur AndreR H J 1986 GLIM Verallgemeinerte Lineare Modelle Braunschweig Belke D Demuth S Draschoff R Finke W Koehler G Prellberg D Walther J und Wil lems W 2003 Anthropogene Einflusse auf Niedrigwasserabflusse Arbeitsbericht der ATV DVWK Arbeitsgruppe Niedrigwasser Belz J Engel H und Krahe P 2004 Das Niedrigwasser 2003 in Deutschlands Stromgebie ten In Hydrologie und Wasserbewirtschaftung Band 48 Heft Nr 4 Seite 162 169 BLfW 2004 Wasserwirtschaftlicher Bericht Trockenperiode 2003 Bayerisches Landesamt fur Wasserwirtschaft Munchen Coles S 2001 An Introduction to Statistical Modeling of Extreme Values Springer Series in Statistics London Cleveland W S 1981 LOWESS A program for smoothing scatterplots by robust locally weighted regression The American Statistician 35 54 Dalrymple T 1960 Flood Frequency Analysis U S Geological Survey Water Supply Paper 1543 A Demuth S 2004 Niedrigwasser und Durre eine europaische Perspektive Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 48 H
190. en interpretiert werden 134 KLIWA Symposium 2006 Abb 3 Pegel Donauw rth Donau Ergebnisdarstellung der Analyse des Jahresgangs der mo natlichen H chstwerte HQ m und der mittleren halbjahrlichen Hochwasserabfl sse MHQ HJ f r drei unterschiedliche Zeitspannen Das Ergebnis der Trenduntersuchung hier bezogen auf die Gesamtreihe der Jahresh chstwer te HQ J ist in Abbildung 4 obere Grafik dargestellt Die Gesamtreihe weist einen deutlich steigenden Trend auf erkennbar an der berechneten roten Trendgeraden Die nderung des Trendverhaltens sowie die jeweilige Trendsignifikanz sind als r ckschreitender Trend in Abbil dung 4 untere Grafik erkennbar Daraus ist beispielsweise ablesbar dass der ansteigende Trend im Jahr 1959 seinen h chsten Betrag erreicht hat und die Teilzeitreihen ab 1964 bis zum Zeitreihenende 2005 einen insgesamt nicht mehr signifikanten und zeitweilig auch fallenden Trend aufweisen 1000 E 2 D 5 A i TI 214 EA ZK Tiaa LSA Traetkigerachs quad Fehler Erich Mittelwert Bruchpunkt nach Mann Whitney und linearer Trend 2 574 m s a Trend Signifikanz nach Mann Kendall 99 Trend mris a gmat 9 nen R ckschreitender Trend mit Signifikanz nach Mann Kendall Abb 4 Pegel Donauw rth Donau J hrliche H chstabfl sse HQ J 1924 2005 hydrologi sche Jahre mit den Ergebnissen der Tre
191. en unterliegen welche sich in der Standardabwei chung von etwa 20 cm ausdruckt Um langjahrige Veranderungen erkennbar zu machen wurde in Abbildung 13 das gleitende Mittel mit einem Zeitfenster von 11 Jahren also insgesamt 23 Jahren eingezeichnet Die Schwankungen der Kurve zeigen verschiedene Phasen tendenziell erh hter oder erniedrigter Wasserst nde auf Am deutlichsten ist die Ver nderung welche um 1940 eintrat und zu einem seither stets unterdurchschnittlichen mittleren Jahrespegel f hrte Auswirkungen klimatischer Veranderungen auf Binnenseen Beispiel des Bodensees 195 Dies wurde bereits bei Luft 1997 identifiziert und auf Veranderungen im Abflussregime zu ruckgefuhrt Die Ursachen hierfur sind jedoch nicht hinreichend bekannt Ausbaggerungen oder Erosion sind mogliche Erklarungen Relevante Eingriffe durch den Menschen gab es auch schon in fruheren Zeiten Eine Holzbru cke welche seit dem Mittelalter den Seerhein auf Pfahlen uberspannte und auf welcher zudem Muhlen betrieben wurden stellte sicherlich einen nicht Zu vernachlassigenden Stromungswi derstand dar Diese Brucke brannte 1856 ab Moglicherweise hangt der kurzzeitige leichte Ruckgang im Pegelverlauf in den Jahren danach hiermit zusammen gleitendes Mittel 11 Jahre langjahriger Mittelwert Mittelwert Standardabw 1 e tle 4 d N Land ad a 420 380 wm n ef NS ARS D d u H MII 1810 1830 1850 1870
192. endklassen pro Jahr proz Anteil der Pegel fur verschiedene Trendklassen Winter Halbjahr m9gesamt mab 1932 mab 1951 mab 1974 Antei der Pegel 2 00 bis 1 75 1 75 bis 1 50 1 50 bis 1 25 1 25 bis 1 00 1 00 bis 0 75 0 75 bis 0 50 0 50 bis 0 25 0 25 bis 0 0 0 0 bis 0 25 0 25 bis 0 50 0 50 bis 0 75 0 75 bis 1 00 1 00 bis 1 25 1 25 bis 1 50 1 50 bis 1 75 1 75 bis 2 00 Trendklassen pro Jahr proz Anteil der Pegel fur verschiedene Trendklassen Sommer Halbjahr Migesamt mab 1932 mab 1951 Mab 1974 Antei der Pegel 2 00 bis 1 75 1 75 bis 1 50 1 50 bis 1 25 1 25 bis 1 00 1 00 bis 0 75 0 75 bis 0 50 0 50 bis 0 25 0 25 bis 0 0 0 0 bis 0 25 0 25 bis 0 50 0 50 bis 0 75 0 75 bis 1 00 1 00 bis 1 25 1 25 bis 1 50 1 50 bis 1 75 1 75 bis 2 00 Trendklassen pro Jahr Abb 7 Darstellung der relativen Trends der Zeitreihenkollektive der Abflusshochstwerte nach Trendklassen fur die Zeitperioden Gesamtjahr Winterhalbjahr und Sommerhalbjahr Untersuchungsergebnisse zum Langzeitverhalten der Hochwasserabflusse in Suddeutschland 139 Tab 1 Ubersicht ber die Pegel in den unterschiedlichen Klassen der Trendsignifikanz nach MANN KENDALL fur die einzelnen Zeitreihenkollektive Anzahl der Pegel bei Datenkollektiv hab Gesamtjahr Winter Halbjahr Sommer Halbjahr Bw BY gesamt Bw BY ges
193. enen Aussa gen sicherlich kritisch hinterfragen und kommentieren werden Ich darf mich auch bei den Partnern des Projekts KLIWA den Vertretern des Bayerischen Um weltministeriums und des Deutschen Wetterdienstes sehr herzlich f r die gute und vertrauens volle Zusammenarbeit bedanken Seit dem letzten Symposium waren es wieder zwei Jahre voller Engagement in Sachen Klimawandel und Wasserwirtschaft Auf was warten wir Sicherlich auf eine Versachlichung der Diskussion Mir f llt dabei eine Passage aus dem Buch von Frau Dr Niedek ein die r t besser von Klima nderung als von Klimakatastrophe zu reden Uns liegen mittlerweile so viele fundierte Ergebnisse der Klimafor schung vor dass wir heute einigerma en gesicherte Aussagen zu m glichen Folgen einerseits und entsprechenden Strategien und Handlungsempfehlungen andererseits diskutieren und tref fen k nnen Auf was warten wir Sicherlich nicht mehr auf den Nachweis dass es den Klimawandel gibt Nicht zuletzt die Referentinnen und Referenten des 3 Symposiums haben bewiesen der Kli mawandel findet statt und wir beobachten schon heute tiefgreifende nderungen die in der Zukunft Auswirkungen bewirken denen wir uns stellen m ssen Ein Ziel dieser Veranstaltung war es auch bei der Verwaltung ein Bewusstsein zu schaffen dass dieses Thema ernst zu nehmen ist und uns vor viele neue Herausforderungen stellen wird Ich m chte dabei die Worte von Frau Ministerin G nner zu Beginn aufgreifen
194. eng 15T Zustand Tinted EHRE at d F A 10 To i d ait nat e 40 10 E en Max Det Je Feb Ae Me Am Ai Au Sep M Dei Ae Eu Age Me Ae AM Aug Sep KlieinheubachMain 21081 GemOndentinn Me 820 kee 800 eo 3 100 s n Et Peale ng SS Peru Habaan Habisi ST Zustand Malhas rabos Zoe en 3 s Zuunt p3 shj De rn Se e Tera sao e 15T Zustand a 15T Zustand EHRE E C je F p E 15 45 E 240 4 i 4 200 T ER e i EA IM CG Do calo tdo DS LO Seck End ez ei na ai mE d 40 Max De Je Feb W Me Am Ai Sep We Dar Am Fe Ae Ma Ae A Aug Sep Ce Rica Hong Welfsm nsberfr n tsche Bale 2121 ker ND Tr Prei ering Hk LE Tieta 90 Haan Zulu et i Das Lae so d pa Em pa pmi Ted Fal 20 a i 20 Tee geg H Ew Dep Jee Fan W Ae We Ae A Abb 5 Monatliche mittlere Hochwasserabflusse MoMHQ und Halbjahresmittelwerte des Sze nario Ist Zustands und des Zukunftsszenarios mit prozentualer monatlicher Abwei chung 5 2 Extremwerte Neben dem nderungsverhalten der mittleren Hochwasserabfl sse stehen jedoch Aussagen zur Entwicklung von Extremw
195. ent challenges in the Thames catchment The Thames catchment comprises about 8 of the land Area of England and Wales whilst housing about 23 of the population and generating about 27 of GDP 10 of the land is at risk from flooding with 80 billion of property value in London alone Therefore the catchment is under pressure in terms of the amount of development in or near in the flood plain There are plans to develop many more homes with 160 thousand in the Thames Gateway east of London in the next 10 years However there are extensive areas of undeveloped rural landscapes in the west of the catchment The map below summarises the main characteristics of the catchment OTT 224 KLIWA Symposium 2006 Climate Change effects Climate change will have a significant effect on the sources of flood risk in the catchment The UK Climate Impacts Programme provide a central national resource to assess the impacts of climate change across the UK They produced scenarios in 2002 which predict varying changes in climate for the Thames catchment They all point in a similar direction with respect to flood risk with increasing temperatures winter rainfall and sea level and decreasing summer rainfall There are a number of uncertainties particularly with respect to any changes in wind strengths storm surges and frequency of intense summer rainfall The following table demonstrates the main effects of climate change on the sources of
196. enzier ter Gesamtabflussmodellierung und der Verwendung regressionsbasierter BFI Werte beruhen Die wesentliche methodische Parallele ist jedoch dass in beiden F llen derselbe Basisabfluss MoMNQ reduziert nach Kille als Kalibrierungs und Validierungsgr e verwendet wird Dies hat zur Folge dass die Ans tze trotz deutlicher Unterschiede im Detail einheitliche lan der bergreifende Ergebnisaussagen f r S ddeutschland erm glichen So zeigt Abbildung 2 die f r Baden W rttemberg und Bayern ermittelten BFl Werte in einer gemeinsamen Kartendarstel lung die z B den dominanten Einfluss der hydrogeologischen Eigenschaften ber L ndergren zen hinweg sehr anschaulich zum Ausdruck bringt Anzumerken ist au erdem dass vergleich bare Konzepte auch zur deutschlandweiten Modellierung der Grundwasserneubildung im Rah men des Hydrologischen Atlas Neumann 2005 sowie in anderen Bundesl ndern wie z B in Hessen Hergesell amp Berthold 2004 eingesetzt worden sind Im Zuge der Validierung zeigen sowohl die Modellergebnisse aus Baden W rttemberg als auch die Rasterwerte aus Bayern eine gute bereinstimmung mit den entsprechenden pegelbezogenen Baseflowindizes Auswirkung der Klimaver nderung auf die Grundwasserneubildung in S ddeutschland 165 Abb 2 Gemeinsame Darstellung des l nderbezogen ermittelten Baseflow Index von Baden W rttemberg und Bayern 2 2 Ber cksichtigung des Klimawandels Die Auswirkungen des Klimawandel
197. er Acht gelassen werden Tab 1 Starkniederschlagsh hen nach KOSTRA DWD 2000 in Abh ngigkeit von der Dauer stufe D und der Wiederkehrzeit T f r einen Beispielstandort im Norden Baden W rttembergs 1951 bis 2000 Januar bis Dezember m Teta Tesa 20 T 1004 D 12h D 24h 107 6 mm D 72h 129 4 mm 164 0 mm Entsprechend KOSTRA DWD liefert auch KOSTRA DWD 2000 Karten die deutschlandweit flachendeckend die raumliche Verteilung von Starkniederschlagshohen fur Rasterfelder von 8 45 x 8 45 km in Abhangigkeit von der Dauerstufe D 18 Dauerstufen zwischen 5 min und 72 h und der Jahrlichkeit T 8 J hrlichkeiten zwischen zweimal pro Jahr und einmal in 100 Jahren enthalten Die bisher verfolgte Aufteilung in die Auswertung langer D gt 24 h und kurzer D lt 24 h Niederschlagsdauer auf der Basis taglicher Niederschlaghohen einerseits und hoch auf geloster 5 min Werte des Niederschlags andererseits wird beibehalten Die Ergebnisse sind in 52 Karten der regionalisierten Starkniederschlagshohen fur Deutschland sowohl bezuglich des Gesamtjahres als auch getrennt fur Sommer und Winterhalbjahr aufbereitet und dargestellt Als Stutzstellen haben nach wie vor die Dauerstufen D 15 min 60 min 12 h 24 h 48 h 72 h und die J hrlichkeiten T 1 a 10 a und 100 a eine besondere Bedeutung Im Unterschied zu KOSTRA DWD werden bei KOSTRA DWD 2000 nicht die stationsbezoge nen Tageswerte der Niederschlagsh he zun chst punktuell aus
198. er die Art des Trends ge macht z B linear oder nichtlinear da lediglich nach einem relativen Ansteigen oder Abfallen der Reihenwerte gesucht wird Auf diese Art sind zwar Aussagen Uber die Signifikanz der Ande rung m glich es k nnen aber keine Informationen uber den zeitlichen Verlauf oder die Gr en ordnung der nderung abgeleiten werden Auf eine Beschreibung des Verfahrens wird hier ver zichtet s Willems Dick 2003 McCuen 2003 Lokale Wahrscheinlichkeitsanalyse Zur Extremwertanalyse von hydrologischen Extremwerte Serien mit dem Ziel der Ermittlung von Bemessungsgr en sind in den zur ckliegenden Jahren zahlreiche Wahrscheinlichkeitsvertei lungen und mehrere Parametersch tzmethoden Momente L Momente Maximum Likelihood entwickelt worden s z B DVWK 1983 DVWK 1999 Willems Dick 2003 Eine Sonderstellung Entwicklung der Niedrigwasserverhaltnisse Suddeutschland 145 nimmt dabei die Verallgemeinerte Extremwertverteilung ein im Weiteren mit GEV abgekurzt entspricht der in DWVK 1999 mit AEV bezeichneten Verteilung So geht theoretisch bei sehr gro er Werteanzahl jede innerhalb zeitlich konstanter Bl cke hier Jahre gebildete Extremwer teserie in die GEV ber Coles 2001 und zudem enth lt die Verteilung die drei Extremwertver teilungen Gumbel Frechet und Weibull als Spezialf lle Bei der Anpassung der GEV sind der Lokationsparameter u der Skalenparameter o und der Formparameter y zu sch tzen Die
199. ereits durch Vor Regen belegt sind Folge dieser komplexen Strukturen ist dass alle Be messungsverfahren mehr oder weniger deutlich erkennbar auf der Methode der Langzeitsimula tion beruhen Langzeitsimulation bedeutet dass alle Abflusse in einem Entwasserungssystem uber einen langeren Zeitraum mit einem Computermodell nachgebildet werden Aus der Hau figkeit des Nicht Versagens innerhalb des simulierten Zeitraums kann dann auf die Sicherheit meist ausgedruckt als Versagens Wiederkehrintervall von n Jahren geschlossen werden Die Methode Langzeitsimulation kann direkt zur Bemessung angewandt werden Um der Pla nungspraxis die gelegentlich als zu aufwendig empfundene Langzeitsimulation Zu ersparen ist auch eine indirekte Anwendung verbreitet Die bedeutet dass zur Entwicklung von Bemes sungsregeln zunachst Langzeitsimulationen fur typische Fallgestaltungen durchgefuhrt werden Die Ergebnisse dieser Simulationslaufe werden dann dazu verwendet um Bemessungsdia gramme oder vereinfachte Faustformeln abzuleiten 2 Generierung von Niederschlagsreihen fur die Langzeitsimulation Zur Generierung von Niederschlagsreihen fur die Langzeitsimulation wird in Baden Wurttemberg das Programmsystem NiedSim Niederschlags Simulation eingesetzt Dieses System ist im Auftrag der Wasserwirtschaftsverwaltung am Institut fur Wasserbau Lehrstuhl fur Hydrologie und Geohydrologie der Universitat Stuttgart entwickelt worden Die programmtech nische Umsetzung d
200. ergietr ger sie verwenden und wie viel Energie sie verbrauchen wird Diese Szenarien rei chen von einer Wir machen weiter wie bisher Gesellschaft bis zu einer sich vom Materialismus abkehrenden umweltbewussten Weltbev lkerung Bereich der individuellen Szenanen aller SRES Familien_ Bereich der gemittelten Szenarien aller 592e hoch SRES Familien S92a Po O fu CH E E CG t d re Bereich der indivi duellen Szenarien der jeweiligen Fa milien im Jahr 2100 esch 2000 2020 2040 2060 208 2100 Jahr Abb 3 IPCC Emissionsszenarien und globaler Temperaturanstieg 94 KLIWA Symposium 2006 Dieser Ausschuss hat m gliche Klimaszenarien bis 2100 zusammengestellt Es mag hilfreich sein den m glichen Verlauf der klimatischen Entwicklung bis zum Jahr 2100 abzusch tzen Die Entwicklung der Zunahme der mittleren Globaltemperatur kann sich nach dem Bericht der IPCC in einem Bereich zwischen 1 4 C und 5 8 C bewegen Prognosen f r die Entwicklung des Wasserkreislaufes sind dagegen sehr stark temperatur und wetterlagenabh ngig Daher wurde in KLIWA entschieden die Prognosen nicht f r 2100 zu berechnen da die mittlere Temperatur erh hung f r diesen Zeithorizont noch viel zu unsicher ist Auf Grund dieser Unsicherheit w ren Antworten auf wasserwirtschaftliche Fragestellungen ebenfalls in einem sehr gro en Spektrum zu erwarten gewesen Aufgrund dieser Tatsache h tten wider
201. ernd Katzenberger Landesanstalt fur Umwelt Messungen und Naturschutz Baden Wurtemberg En EE 45 Klimawandel und Hochwasser Starkniederschlage und Schneeschmelze in Suddeutschland Gabriele Malitz Deutscher Wetterdienst Abteilung Hydrometeorologie Berlin 55 Simulation von Hochwasserereignissen in Baden W rttemberg Manfred Bremicker Landesanstalt f r Umwelt Messungen und Naturschutz Baden Wurtemberg Karls UNG io pe seele 11 Auswirkungen des Klimawandels auf das Hochwassergeschehen im bayerischen Maingebiet Alexander Kleinhans Bayerisches Landesamt fur Umwelt Hof Winfried Willems Institut fur Angewandte Wasserwirtschaft und Geoinformatik OOD et ee latte ae note CR RR DD RR RR 79 Handlungsempfehlungen bei der Festlegung des Bemessungshochwassers in Ba den Wurttemberg Wolfgang Hennegriff Landesanstalt fur Umwelt Messungen und Naturschutz Baden W rttemberg EEN e LEE 91 Das EU Projekt ESPACE Hochwasserschutzplanung fur die Frankische Saale unter Berucksichtigung des Klimawandels Leonard Rosentritt Wasserwirtschaftsamt Bad Kissingen 105 Historische Hochwasserinformationen und deren Nutzung Helmut Straub Landesanstalt f r Umwelt Messungen und Naturschutz Baden Wurtembpera 113 Untersuchung zum Langzeitverhalten der Hochwasserabflusse Suddeutschland Hans Weber Bayerisc
202. erneubildung kam ein zweistufiges GIS gest tztes Verfah ren zum Einsatz mit dem sich sowohl die zeitliche als auch die r umliche Variabilit t der Grundwasserneubildung untersuchen l sst Hergesell und Berthold 2005 Bei dem Verfahren handelt es sich um die Kopplung eines empirischen Einschicht Bodenwasserhaushaltsmodells mit einem speziell f r Hessen entwickelten Regressionsmodell zur Ermittlung des Baseflow Index Entsprechend der hohen r umlichen Modellaufl sung von 100 m x 100 m wurden die zu langj hrigen monatlichen Mittelwerten aggregierten Klimadaten einer Regionalisierung mit an schlie endem Downscaling unterzogen Auf Grundlage der gleichen Klimaszenarien wie bei den Oberfl chengew ssern wurden die Auswirkungen auf die Grundwasserneubildung unter sucht als Referenzperiode wurde hier der Zeitraum 1971 2000 gew hlt Berthold u Herge sell 2005 Da f r die Grundwasserneubildung der Niederschlag die wichtigste Einflussgr e ist wurde neben der Simulation f r die gesamte Dekade auf Basis der vorliegenden Niederschlagsdaten aus den jeweils 10 Realisierungen jeder Dekade jeweils eine Trocken und eine Feuchtrealisie rung ausgew hlt In Abbildung 13 sind die Modellergebnisse der Grundwasserneubildung auf Grundlage dieser Varianten f r jede Szenariodekade zusammen und den Ergebnissen der Dekaden aus dem Referenzzeitraum gegen bergestellt Grundwasserneubildung Mittelwerte und Extrema Referenz penode Szenanen
203. erschiedenen Teileinzugsgebieten des bayerischen Main Insgesamt sind damit die Uberschreitungen in der Regel dann besonders deutlich und oft signi fikant wenn bereits jetzt die hochsten MoMNQ im Jahr auftreten und die Unterschreitungen treten dann auf wenn bereits jetzt die niedrigsten MoMNQ stattfinden Um die Grunde fur diese innerjahrlichen Veranderungen besser zu verstehen werden harmonische Analysen der mittle ren Tagessummen von Gebietsniederschlag Verdunstung und Abfluss f r die verschiedenen Klimaszenarien durchgef hrt Die Ergebnisse zu Niederschlag und Abfluss f r den Pegel Wal denhausen Tauber zeigt Abbildung 11 Dabei wird deutlich dass beim Niederschlag eine voll st ndige Phasenumkehr verbunden mit einer leichten Phasenverschiebung zu einem etwas fr her in der Jahresmitte auftretenden Maximum auftritt Beim Abfluss f hrt dies zu einer Ver st rkung heutiger Saisonalit tsmuster also zu einer Verst rkung der Amplitude 158 KLIWA Symposium 2006 Tag m Jah Tag im Jahr Abb 11 Harmonische Analyse der mittleren t glichen Gebietsniederschlagssumme links und des mittleren taglichen Abflusses rechts am Pegel Waldenhausen Tauber Die Ergebnisse der extremwertstatistischen Untersuchung der Niedrigwasserabfl sse mittels regionaler Wahrscheinlichkeitsanalyse zeigt Tabelle 4 Dargestellt sind dabei die rechnerisch sich ergebenden Klimafaktoren in der Form KF NM1Qs T NM1Qise T 1 100 wobei fur die Szena
204. erten im Vordergrund da diese seltenen Ereignisse f r die Was serwirtschaft von gro er Bedeutung sind Die Eintrittswahrscheinlichkeiten hydrologischer Ex tremwerte k nnen prinzipiell ber die Extremwertanalyse der modellierten Szenarioabfl sse abgeleitet werden Die Aussagekraft der Ergebnisse ist jedoch aufgrund der bestehenden Unsi cherheiten in der Modellkette Globales Klimamodell Regionale Klimamodelle Wasserhaus haltsmodellierung statistische Auswertung eingeschr nkt Abbildung 6 zeigt den Vergleich der Boxplots von Hochwasserjahresserien f r 6 Pegel im Main Einzugsgebiet f r den heutigen Zustand Abflusssimulation mit gemessenen Klimaparametern IstR sowie die Szenariozust nde fur 1971 2000 IstE und 2021 2050 Sz unter Ber cksichti gung aller 10 Simulationsl ufe Die rechten und linken Whiskers u ere senkrechte Linien 86 KLIWA Symposium 2006 markieren dabei Minimum und Maximum der jeweiligen Jahresserie Zusatzlich ist der Median das 25 Quantil und das 75 Quantil dargestellt Die Hohe der Boxplots ist proportional zum jeweils zugrundeliegenden Stichprobenumfang also 29 Werte bei IstE und IstR und 570 Werte bei Sz Die Boxplotdarstellungen zeigen fur die Mehrzahl der im Main Einzugsgebiet unter suchten Pegel eine Erhohung der Hochwasserquantile des Szenariozustandes 0 25 0 5 und 0 75 im Vergleich zum Szenario Ist Zustand Es wird aber auch deutlich dass die hochsten Werte nicht zwingend im
205. erungsbedingungen F r die Blaufelchen konnte beispielsweise aufgezeigt werden dass zwischen der Laichzeit dieser Fischart und der Wasser temperatur im November ein enger Zusammenhang besteht Eine Analyse auf Einfl sse klima tischer Ver nderungen auf die Entwicklung und die Best nde der Fische ist daher nahe liegend Auf der anderen Seite ist der menschliche Einfluss auf die Fische ber die Befischung aber auch durch Besatzma nahmen besonders hoch Neben Ver nderungen in der Befischungs technik wirken sich auch Ma nahmen und Vorschriften der Fischereibewirtschaftung aus Am Beispiel des Blaufelchenbestands wird in Abbildung 4 die stark ver nderliche Entwicklung seit den 1950er Jahren dargestellt Die Bestandszahlen sind aus den Fangen und deren Alters struktur errechnet und reichen daher nicht bis in die Gegenwart da die j ngeren Felchenjahr g nge noch nicht ausgefischt waren Auswirkungen klimatischer Veranderungen auf Binnenseen Beispiel des Bodensees 189 Markant ist der Einbruch im Bestand gegen Ende der 1950er Jahre Dieser lasst sich auf ver besserte technische Methoden der Befischung zuruckfuhren wie insbesondere dem Einsatz von Nylonnetzen welche wesentlich fangiger sind als die vormals benutzten Baumwollnetze Mit einem kurzzeitigen Fangverbot wie auch mit einer Erhohung der Netzmaschenweite wurde dieser Entwicklung von fischereiwirtschaftlicher Seite begegnet Zudem wurde der Besatz des sees mit Felchenlarven aus
206. erwaltungsbe richtes der K niglichen Ministerialverwaltung fur den Wasser und Stra enbau enthalten Es 126 KLIWA Symposium 2006 zeigt sich dass die Abflusse des Hochwassers vom Oktober 1824 ab der Filsm ndung h her als das HQjo9 und ab der M ndung von Kocher und Jagst h her als das Sind Hochwasserabflusse des Neckars e HQ100 HQ1000 HQ1824 V HQ1824 Uni Rockenau Besigheim Plochingen Gew sser Steinlach 6 O q Abb 11 Langsschnitt der Hochwasserabflusse des Neckars Die an Hand des Wasserhaushaltsmodells ermittelten Hochstabflusse wurden fur die Enz de ren Hochstabfluss ca 600 m s betrug siehe Abbildung 11 an Hand der der Enz fur ca 30 km vorhandenen Hochwassermarken fur deren Wasserstande die Abfl sse mit hydrauli schen Berechnungen rekonstruiert wurden verifiziert Dabei wurden die heutigen Gewasser Querschnitte verwendet dies schien gerechtfertigt da in diesem Bereich die Anderungen ge genuber dem ursprunglichen naturlichen Zustand gering sind In Abbildung 12 sind die Abflus se aus dem Wasserhaushaltsmodell den an Hand der Hochwassermarken rekonstruierten Ab flussen gegenubergestellt Diese ersten Ergebnisse zeigen dass die meisten rekonstruierten
207. es vor allem im Winterhalbjahr h here Niederschl ge geben F r W rzburg werden bis 2050 20 30 mehr prognostiziert f r Oberstdorf 10 20 mehr Das hei t also eine weitere Beschleunigung des Trends Immer h here Temperaturen und speziell im Winter mit mehr Niederschl gen speziell im s d deutschen Raum Das bedeutet dass die Hochwassergefahren steigen wie Tanja G nner an Beispielen schon deutlich gemacht hat Wir erleben ganz besonders dass die so genannten Wetterextreme die Starkregenereignisse signifikant zunehmen quasi wie aus heiterem Him mel wenn ich das so in Anf hrungszeichen sagen darf Diesen Sommer hatten wir im Raum Bayreuth Kulmbach Wunsiedel also im Fichtelgebirgsraum ich nehme an dass einige Kol legen auch aus dem Hofer Gebiet da sind wo wir unser neues Landesamt f r Umwelt etabliert haben also praktisch vor der Haust re von Hof extrem starke Niederschl ge w hrend an an deren Stellen praktisch nichts war Wir erinnern uns an Meldungen aus Berlin wo in einigen Stadtteilen berflutungen waren in anderen praktisch nichts Diese lokal au erordentlich zuge spitzten Starkregenereignisse stellen die Wasserwirtschaft vor eine gro e Herausforderung Wir rechnen insgesamt damit dass im westlichen Mainfranken das so genannte 100j hrige Hoch wasser bis zum Jahr 2050 um 15 bis 20 ansteigen wird Das hei t also aus diesen Progno sen ist schon heute konkreter Handlungsbedarf abzuleiten Das gleiche g
208. eter Chlorophyll a und Sauerstoff welche in den oberen Was serschichten in engem Zusammenhang mit dem Phytoplanktonwachstum stehen Beide Para meter weisen in den Monaten M rz und April trotz abnehmender N hrstoffgehalte des Sees einen signifikant ansteigenden Trend auf Abbildung 11 Da sich das Phytoplankton erst bei einsetzender Schichtung gut entwickeln kann unterst tzt diese Feststellung die Vermutung einer fr her einsetzenden thermischen Schichtung Deutlich wird hierbei auch dass die in den physikalischen Prozessen erkennbaren Auswirkun gen klimatischer Ver nderungen sich auch auf das kosystem auswirken Es ist anzunehmen dass ein fr her einsetzendes Phytoplanktonwachstum in komplexer Weise auf andere Bereiche der Limnologie wirkt wie etwa auf das Zooplankton oder auch die Fische Vereinzelt wurden solche Aspekte bereits schon untersucht wie etwa bei Straile et al 2003b 20 Mai 30 Apr 10 Apr 21 Mrz 7 BEE BERN a 1 Mrz 5 Ke 10 Feb 21 Jan 1 Jan 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 Abb 10 Zeitreihe der jahrlichen Termine mit der besten vertikalen Durchmischung ermittelt aus den Messprofilen von Orthophosphat rot bzw Silikat grun Fur beide Kurven sind li neare Trendgeraden eingezeichnet welche die Tendenz zu fruhren Zeiten aufzeigen 194 KLIWA Symposium 2006 0 18 Sauerstoff Jahr J F M A J J A S O N D
209. etwa dem Sommertourismus oder dem Weinbau sogar Vorteile ergeben zumindest in dem mit KLARA betrachteten moderaten Zu kunftsszenario Dort wo Probleme ins Haus stehen sollen m glichst fr h Anpassungsma nah men entwickelt und umgesetzt werden Mit der Einf hrung eines Fr hwarnsystems f r Hitzepe rioden haben wir gemeinsam mit dem Deutschen Wetterdienst dies bis auf das besonders sen sible Feld der Gesundheitsvorsorge im vergangenen Jahr schnell und effektiv gezeigt Auch dies war eine Reaktion auf den schon angesprochenen Hitzesommer des Jahres 2003 mit den auch vom B rgermeister angesprochenen europaweiten Todesopfern Die regionalen Auswirkungen der Klima nderung auf das Hochwassergeschehen haben wir dann im Projekt KLIWA weitgehend untersucht Der von mir genannte Klima nderungsfaktor f r Hochwasserschutzma nahmen ist die konkrete Antwort genau darauf Gerade im Zusammen hang mit den zu erwartenden Auswirkungen sind jedoch auch die Instrumente der Hochwasser vorsorge besonders wichtig Ich nenne hier die Erstellung der Hochwassergefahrenkarten die in Baden W rttemberg bis 2010 abgeschlossen sein sollen Erfolgreich sind auch die Hochwas serpartnerschaften die einen wichtigen Beitrag zu Kontinuit t und zur Wissensvermittlung bei den Betroffenen vor Ort leisten Und gerade die Betroffenen vor Ort sind diejenigen die wir ein binden m ssen wenn es dann doch zu einem gr eren Hochwasserereignis kommt Derzeit entwickeln wir zusa
210. euchten Zu kunftsdekaden 2031 2040 und 2041 2050 ergeben sich bei der raumlichen Auswertung Z B fur die Dekade 2021 2030 trotz mittlerer Zunahme um 16 im S den und Nordosten Hessens auch lokale Bereiche mit einer Abnahme der Grundwasserneubildung gegen ber der Referenz periode Berthold u Hergesell 2005 6 Schlussfolgerung Aus den Untersuchungsergebnissen l sst sich unter Zugrundelegung des verwendeten Klima rechenlaufs und des eingesetzten Regionalisierungsverfahrens eine deutliche Ver nderung im Abflussverhalten hessischer Gew sser ableiten Insbesondere eine Umverteilung hin zu Mehr abfl ssen im Winterhalbjahr und verminderten Abfl ssen im Sommerhalbjahr mit korrespondie render Abnahme der Niedrigwasserkenngr e MNQ ist anzunehmen Eine Versch rfung der Hochwassersituation aufgrund einer zuk nftigen Klimaver nderung scheint nach den Ergeb nissen wahrscheinlich Eine zuk nftige Versch rfung der Niedrigwasserproblematik bei som merlichem Niedrigwasser muss angenommen werden Die Ergebnisse der Pegel aus Sud und Mittelhessen stimmen qualitativ mit Untersuchungen aus anderen Flussgebieten S ddeutsch lands Bartels et al 2004 Zimmermann et al 2004 AK KLIWA 2006 berein wenngleich das Ausma der Ver nderung an den hessischen Pegeln hinter diesen zuruckbleibt Auch f r die Grundwasserneubildung ist von einer deutlichen Ver nderung unter dem Einfluss des Klimawandels auszugehen Die Zunahme winterlicher Niederschl
211. f die h ufigeren Regenereignisse noch wichtiger als bisher Im Stuttgarter Mischsystem m ssen deshalb die M glichkeiten zur R ckhaltung von Niederschlagswasser auch auf privatem Gel nde zur Redu zierung der Gew sserbelastung durch Einleitung aus dem Kanalnetz verst rkt in Erw gung gezogen werden Konkrete Daten und Fakten wie Sie sie eben beschrieben haben Frau Barth zur Niederschlagsh ufigkeit und Intensit t geben uns hier die notwendigen Bemessungs und Planungssicherheiten f r die Zukunft Doch vom Klimawandel sind nicht nur unsere Gew sser sondern auch die Trinkwasserversor gung betroffen So werden nderungen der Grundwasserneubildung Auswirkungen auf Ge w sserst nde und damit auch die Trinkwasserversorgung langfristig haben Und auch vor dem Bodensee wir haben das vorhin schon geh rt der uns bisher als unersch pfliches Grundwas serreservoir galt machen klimatische Ver nderungen leider keinen Halt wenn auch die Trink wasserversorgung aus der heutigen Perspektive ich m chte sagen als langfristig noch gesi chert gilt Die Einfl sse eines m glichen Klimawandels treffen uns in vielen Bereichen und nur durch ei nen langfristigen Aktionsplan der auf fundierten Erkenntnissen beruht kann richtig und wirt schaftlich auf die Herausforderungen reagiert werden Grundlage hierf r ist ein Forum wie ihres Hier haben sich Kr fte zusammengeschlossen die mit ihrer Fachkompetenz ein Konzept entwi ckelt haben mit dem die
212. findet man dagegen im hydrologi schen Sommerhalbjahr Der mittlere relative Trend im Zeitraum 1901 2000 ist in Bayern in der Dauerstufe D 24 h fast 6 mal so gro wie bei den Berechnungen des Zeitraumes 1931 2000 Die Anzahl der betroffenen Stationen ist etwa 3 mal so gro Im hydrologischen Sommerhalb jahr ist der mittlere relative Starkniederschlagstrend in Baden W rttemberg im Zeitraum 1901 2000 deutlich niedriger als im Zeitraum 1931 2000 Die Zahl der betroffenen Stationen hat sich dagegen verdreifacht In den Karten der r umlichen Verteilung relativer Trends erfolgt die Darstellung der Trendst r ken und Trendrichtungen durch die Verwendung von symbolischen Uhren Dabei wird das Zif ferblatt zu einer mehr oder weniger ausgef llten Kreisfl che Die zunehmende Auff llung der linken Seite bezieht sich auf die Klassen f r den fallenden Trend die zunehmenden Auff llung der rechten Seite bezieht sich auf die Klassen f r den steigenden Trend F r eine bessere bersicht werden beide Trendrichtungen zus tzlich farblich unterschieden Die rote Farbe steht f r einen fallenden Trend die blaue Farbe f r einen ansteigenden Trend Die benachbarten Klassen des schw chsten fallenden Trends gef llt von 11 bis 12 Uhr und des schw chsten ansteigenden Trends gef llt von 00 bis 01 Uhr weisen jeweils den geringsten F llungsgrad auf Das Vorliegen eines stark fallenden Trends wird durch eine vollst ndig rot ausgef llte linke H lfte d h
213. formance and utility of regional climate models The PRUDENCE project Clim Change in press Frei C 2004 Die Klimazukunft der Schweiz Eine probabilistische Projektion Erh ltlich unter http www occc ch Products CH2050 ch2050_scenario_d html Frei C R Scholl S Fukutome J Schmidli und P L Vidale 2006 Future change of precipita tion extremes in Europe Intercomparison of scenarios from regional climate models J Geophys Res 111 006105 doi 10 1029 2005JD005965 Goodess C M 2003 Statistical and regional dynamical downscaling of extremes for Europe an regions STARDEX EGGS 6 IPCC 2007 Climate Change 2007 Fourth Assessment Report KOHS 2007 Auswirkungen der Klimaanderung auf den Hochwasserschutz in der Schweiz ein Standortpapier der Kommission Hochwasserschutz im Schweizerischen Was serwirtschaftsverband KOHS Wasser Energie Luft Heft 1 2007 OcCC 2007 Klimaanderung und die Schweiz 2050 Erwartete Auswirkungen auf Umwelt Ge sellschaft und Wirtschaft OcCC ProClim Bern 168 p Die Schweiz im Jahre 2050 Auswirkungen Klimaanderung 239 PRUDENCE Prediction of regional scenarios and uncertainties for defining European climate change risks and effects Forschungsprojekt der Europ ischen Union http prudence dmi dk Sch dler B Bigler R 1992 Wasserhaushalt gro er Einzugsgebiete In Hydrologischer Atlas der Schweiz Tafel 6 1 Weingartner R Spreafico M eds Bundesamt f
214. g der Schadenserwartungen stehen die Investitions und lau fenden Kosten der R ckhaltema nahmen gegen ber Diese wurden detailliert f r die geplanten Becken ermittelt Im Rahmen der Analyse wurde der konomische Effizienznutzen der Varianten berechnet und ein analytischer Nutzen Kosten Vergleich durchgef hrt Nicht monet r bewertbare Kriterien wurden nur verbal beschrieben und gingen nicht in die Bewertung mit ein Das Schadensbild im Untersuchungsgebiet ist f r den Istzustand gekennzeichnet durch bereits relativ hohe Sch den f r kleine HQ und einen berproportionalen Schadensanstieg Faktor 3 4 zwischen einem HQio9 und einem HQextrem Die Schadensminderung wirkt nur bei einem und dem HQs Beim HQ und HQs findet nur eine marginale Schadensreduktion statt beim HQextrem Keine Die Untersuchungen zeigen dass keine der untersuchten R ckhaltevarianten als optimal be zeichnet werden kann Die berechneten Wirtschaftlichkeitskriterien lassen zwar eine relative Vorteilhaftigkeit der Variante 1 gegen ber der Variante 2 erkennen die absolut erreichbaren konomischen Schutzgrade rechtfertigen jedoch die Realisierung der einen oder anderen Vari ante f r sich alleine gesehen nicht 8 Das EU Projekt ESPACE Im Rahmen des EU Projektes ESPACE wird die Fragestellung behandelt wie der Klimawandel in der raumbezogenen Planung berucksichtigt werden kann Da die Datengrundlage im Pla nungsraum Frankische Saale sehr umfangreich war wu
215. ge ring erachtet e Das gr ne Bewusstsein in der Bev lkerung stieg in den 80er und 90er Jahren stark an Somit waren Gew sserausbauten und bauliche Eingriffe in den Ortschaften die von der Be v lkerung als sehr negativ bewertet wurden nicht bzw nur schwer umsetzbar 3 Gew sserentwicklungsplan Vor allem die Hochwasser an Donau Elbe und Rhein in den letzten Jahren wurden in Bayern zum Anlass genommen f r alle Gew sser 1 und 2 Ordnung und f r bedeutende Gew sser 3 Ordnung Gew sserentwicklungspl ne aufzustellen bzw aufstellen zu lassen Die vorrangigen Ziele der Gew sserentwicklungspl ne sind e Der Erhalt und die Wiederherstellung naturnaher Zust nde am Gew sser und in der Aue e Die Verbesserung der Strukturgef ge ausgebauter Gew sserabschnitte in Ortsbereichen ohne Einbu en f r den Hochwasserschutz und die Sicherheit der Anlieger e Vorbeugender Hochwasserschutz f r An und Unterlieger durch den Schutz und Erhalt der nat rlichen berschwemmungsgebiete sowie gezielte Ma nahmen am Gew sser und in der Aue e Das Aufzeigen wo technischer Hochwasserschutz erforderlich ist e Die F rderung der Eigenentwicklung des Gew ssers in der freien Landschaft soweit Fl chen zur Verf gung stehen Der Gew sserentwicklungsplan der Fr nkischen Saale wurde Ende des Jahres 1999 der f fentlichkeit vorgestellt und war der erste in Bayern der den vorbeugenden Hochwasserschutz als Ziel mit Ma nahmen hinterlegte
216. gelegt in Kap 5 wird ausschlie lich mit x 1 gearbeitet Im Falle unbeeinflusster Ab flusszeitreihen sollte sich das NM7Q nicht wesentlich vom NM1Q unterscheiden 144 KLIWA Symposium 2006 In Kap 5 2 wird die NM1Q Serie mit NQ J die monatlichen Niedrigwasser mit MNQ m und das 10 jahrliche NM1Q mit NQ bezeichnet 3 Statistische Untersuchungsmethoden Fur die statistische Untersuchung der Niedrigwasserkennwerte werden die im Folgenden be schriebenen Methoden angewandt Dabei sind t Test des Steigungskoeffizienten Mann Kendall Test und Devianztest im Rahmen der instationaren Wahrscheinlichkeitsanalyse die zugrundeliegenden Ansatze fur Kap 4 und der t Test zum Mittelwertsvergleich sowie die lokale und regionale Wahrscheinlichkeitsanalyse die Ansatze fur Kap 5 t Test des Steigungskoeffizienten Beim Test des Steigungskoeffizienten wird die Geradengleichung NMxQ t a B t durch Minimierung der Fehlerquadratsumme angepasst und anschlie end mittels t Test gepr ft ob sich der Steigungskoeffizient B signifikant von Null unterscheidet s z B Willems Dick 2003 Da der t Test die Normalverteilung der Daten voraussetzt ist das Testergebnis nur n herungs weise g ltig Wie bei allen weiteren nachfolgend erl uterten Signifikanztests wird eine Irrtums wahrscheinlichkeit von 5 zugrunde gelegt Zur berpr fung inwieweit die Linearit tsannah me des Trends gerechtfertigt ist wird zus tzlich zur Trendgeraden eine Trendl
217. genargen 7 Literatur Eurolakes 2003 Renewal of constituents study Authoren U Lemmin H Baumert K Duwe E Hollan B Wahl Beitrag zum EU Projekt Eurolakes workpackage 6 report D27 Bericht verfugbar unter www eurolakes org Gude H H Ro knecht und G Wagner 1998 Anthropogenic impacts on the trophic state of Lake Constance during the 20th century Archiv fur Hydrobiologie Special Issues Advances in Limnology 53 85 108 Hollan E 2000 M gliche Auswirkungen einer Klimaveranderung auf gr ere Binnenseen KLIWA Berichte Heft Nr 1 213 235 Landesanstalt fur Umweltschutz Baden W rttemberg Bayerisches Landesamt f Wasserwirtschaft Deutscher Wetterdienst Editor IGKB 2004 Der Bodensee Zustand Fakten Perspektiven Internationale Gew sser schutzkommission f r den Bodensee IGKB 1 Auflage IGKB 2005 Seedaten zum Bodensee ver ffentlicht unter www igkb de KLIWA Heft 5 Langzeitverhalten der Lufttemperatur in Baden W rttemberg und Bayern KLIWA Berichte Heft 5 verf gbar unter www kliwa de KLIWA Heft 6 Langzeitverhalten der Schneedecke in Baden W rttemberg und Bayern KLIWA Berichte Heft 6 verf gbar unter www kliwa de Livingston D M 1997 An example of the simultaneous occurrence of climate driven sawtooth deep water warming cooling episodes in several Swiss lakes Verh In ternat Verein Limnol 26 822 828 Luft G G van den Eertwegh H Vieser 1990 Veranderung der Bodensee Wasse
218. gende Schneefallgrenze dazu dass Skigebiete in den Voralpen langfristig kaum mehr rentabel betrieben werden k n nen H here Frequenzen im Sommer werden die Einnahmenausf lle von Bergbahnen und Ho tellerie im Winter nicht kompensieren k nnen Hoch gelegene Wintersportorte k nnen m gli cherweise profitieren In diesen Gebieten muss mit einem Druck auf den Zweitwohnungsmarkt gerechnet werden Die zunehmende Gef hrdung der Verkehrswege durch Extremereignisse in den Alpen erschwert die Erreichbarkeit der Tourismusorte Die abnehmende Schneesicherheit oder die erwarteten Ver nderungen im Landschaftsbild insbesondere durch den massiven R ckzug der Gletscher werden die Attraktivit t der alpinen Tourismusgebiete stark beeinflus sen Der tauende Permafrost stellt f r zahlreiche Bergbahnen ein kostspieliges Risiko dar da Fundamente von Masten und Stationen in h heren Lagen h ufig im gefrorenen losen Gestein verankert sind Die Steinschlag und Felssturzgefahr im Gebirge erh ht sich ebenfalls Um die Attraktivit t von Tourismusdestinationen zu erhalten muss das Angebot den neuen Be dingungen angepasst werden M gliche klimatische und landschaftliche Ver nderungen m s sen bereits in der Planung ber cksichtigt werden 6 2 Landwirtschaft F r die Schweizer Landwirtschaft d rfte sich eine moderate Erw rmung von weniger als ca 2 3 C im Allgemeinen positiv auswirken Die Produktion der Wiesen und der potenzielle Ern teertrag vieler la
219. genen CO gt Emissionen im Meer und zu einer Erw r mung der Oberflachengewasser kommen wird Zunehmende Winterniederschl ge k nnen ins besondere in Westdeutschland die winterlichen Abflussmengen der Fl sse erh hen Bei stei genden Temperaturen wird winterlicher Niederschlag eher als Regen weniger als Schnee nie dergehen Das Verschwinden der alpinen Gletscher ist schon heute nicht mehr aufzuhalten Starkniederschl ge werden voraussichtlich h ufiger und intensiver auftreten Dadurch kann im Winter und Fr hjahr die Hochwassergefahr zunehmen Neben den winterlichen Starkniederschl gen k nnen sommerliche Trockenperioden verst rkt auftreten Daraus resultierende niedrige Wasserst nde in den Fl ssen f hren zu einer Verst r kung von Nutzungskonflikten an den Gew ssern z B bei der Entnahme von K hlwasser oder hinsichtlich der Schifffahrt und der Wasserkraftnutzung In Abh ngigkeit von regionalen Gege benheiten sind bei l nger anhaltender Trockenheit auch Auswirkungen auf die Trinkwasserge winnung aus Oberflachengewassern nicht auszuschlie en Zus tzlich k nnen sich bei der Trinkwassergewinnung aus Grundwasserbrunnen Probleme durch aufsteigendes salzhaltiges Grundwasser verst rken Fehlt das S wasser das normalerweise durch den Boden von oben einsickert und einen Druck auf tiefer liegende Gesteinsschichten aus bt steigt Salzwasser in den Grundwasserk rper auf und macht ihn f r die Trinkwassergewinnung unbrauchbar Hohe Oberfl
220. gesicherte Erkenntnis dass menschliches Handeln seit 1750 das Klima erw rmt hat vorrangig durch den fossilen Brenn stoffverbrauch die Landwirtschaft und eine ge nderte Landnutzung Um Aussagen ber m gliche k nftige Klima nderungen treffen zu k nnen wurden Klimamodel le entwickelt In den letzten Jahren ist das Vertrauen in die Ergebnisse globaler und insbeson dere auch regionaler Klimaprojektionen gestiegen da die Klimamodelle verbessert sowie gro Bere Rechenkapazit ten genutzt werden konnten und nunmehr ein gro es Ensemble von Mo dellrechnungen zur Beurteilung m glicher k nftiger Entwicklungen zur Verf gung steht Die Klimamodelle zeigen dass sich die bereits in den letzten 50 Jahren beobachteten regionalen Muster des Erw rmungstrends ohne Klimaschutz fortsetzen werden Danach steigen die Tem peraturen insbesondere ber den Landmassen und den hohen n rdlichen Breiten st rker als im globalen Durchschnitt IPCC 2007a 2 Regionale Klima nderungen in Deutschland 2 1 Bereits beobachtete Klima nderungen Die Jahresmitteltemperatur stieg in Deutschland im Zeitraum 1901 2000 um 1 0 C Der Er w rmungstrend beschleunigte sich im Laufe der vergangenen Jahrzehnte deutlich Abbildung 1 Vor allem die Wintermonate wurden w rmer Sch nwiese und Janoschitz 2005 Die letzten zehn Jahre des 20 Jahrhunderts waren das w rmste Jahrzehnt dieses Jahrhunderts Wie im globalen Mittel waren auch in Deutschland die letzten zehn
221. gewertet und anschlie end re gionalisiert Datengrundlage sind vielmehr t gliche Niederschlagsh hen auf Rasterbasis 1 km x 1 km die im DWD HM r ckwirkend seit 1951 und mittlerweile routinem ig berechnet werden Das hierf r verwendete REGNIE Verfahren Regionalisierung von Niederschlagsh hen hat den Vorteil l ckenlose homogene Zeitreihen zu liefern Die Informationsdichte wird von rund 3 000 Stationen auf mehr als 300 000 Rasterfelder erh ht Eine anschlie ende Regio nalisierung kann somit entfallen Wie bisher enthalten aber die vorgelegten extremwertstatisti schen Auswertungen f r den Bezugszeitraum 1951 2000 fl chendeckende Punktaussagen f r Deutschland Als Fazit zahlreicher Detailuntersuchungen k nnen daher die Ergebnisse der Kurzzeitauswer tungen f r D 15 min und D 60 min unver ndert aus KOSTRA DWD bernommen werden F r die in kleineren meist kommunalen Entw sserungssystemen relevanten kurzzeitigen Starkniederschl ge ist eine Extrapolation bis zu D 5 min m glich Ein methodisch ver nderter Starkniederschlage und Schneeschmelze Suddeutschland 65 Ansatz liefert etwas geringere Starkniederschlagshohen fur D lt 15 min Verandert sind die Nie derschlagsverteilungen einzelner Karten insbesondere bei Dauerstufen von D 2 24 h Winter liche Starkniederschl ge nehmen insbesondere bei h heren Jahrlichkeiten in einigen Regionen Deutschlands zu Die Abbildung 7 zeigt welche Regionen von Starknieder
222. ginn bei 1951 und das fr heste Ende bei 2001 Die nachfolgend erl uterten Untersuchungen werden sowohl f r die jeweiligen Maximalzeitr ume als auch f r den gemeinsamen Zeitraum 1951 bis 2001 durchgef hrt Zun chst werden die NM1Q und NM7Q Serien f r das Wasserhaushaltsjahr sowie das Som mer und das Winterhalbjahr aus den Messwerten aller Pegel extrahiert Bezogen auf die Ge samtjahr Serien wird der Korrelationskoeffizient zwischen NM1Q und NM 7Q f r alle Pegel er mittelt Die 36 Korrelationskoeffizienten liegen zwischen 0 92 und 0 99 mit einem Mittelwert von 0 97 Entwicklung der Niedrigwasserverhaltnisse in Suddeutschland 147 1 H lle Selbitz 2 Schweinhof Brend 3 Bad Kissingen Fr nkische Saale 4 Marktleuthen Eger 5 Wolfsm nster Fr nkische Saale 6 Bad Berneck Wei er Main T Leucherhof Baunach 5 Bayreuth Roter Main 9 R ck Elzava 10 Erbendorf Fichtelnaab 11 R bersdorf Reiche Ebrach 12 Lauferm hle Aisch 13 Yildenau Haidenaab 14 B hmischbruck Pfreimd S6O0000 5500000 15 Hohenstact Pegnitz 16 Amberg 7 wils 17 K tzting 7 Wei er Regen 15 Schonach Gro e Laber 13 Eberhardsreuth Mitternacher Che 20 Aurikofen Abens 21 Harburg I W rnitz 22 Pfaffenhofen Zusam 23 Offingen 7 Mindel 24 Vilebiburg Gro e Vile 25 Hohenkammer Glonn 26 Engfurt 4 Sen 27 Bad Aibling Glonn 25 Weilheim do Ammer 29 H rmanshofen Geltnach 30 verleen Rote Traun 31 Sieg
223. gionale Klimaszenarien mit drei unterschiedlichen Verfahren zu erstellen n mlich e mit einem statistischen Downscaling Verfahren mittels Clusteranalyse Potsdam Institut f r Klimafolgenforschung PIK e mit einer statistisch dynamischen Downscaling mittels Wetterlagenklassifikation Fa Meteo Research MR und e mit einem regionalen dynamischen Klimamodell REMO Max Planck Institut fur Meteoro logie MPI Um vergleichbare Ergebnisse zu bekommen gaben die Partner von KLIWA weitgehend identische Randbedingungen vor Messdaten 1951 2000 Verifikationszeitraum 1971 2000 Globalmodell ECHAM 4 IPCC Emissionsszenario B2 Szenariozeitraum 2021 2050 Fur das Klimaszenario 2021 2050 wurden zehn Varianten realisiert wobei jede Dekade nochmals mit zwei L ufen simuliert wurde Insgesamt stehen somit f r dieses Klimaszenario insgesamt 10 x 2 30 600 Modelljahre zur Verf gung Nach dem Vergleich und der Bewertung der Ergebnisse aus den drei Verfahren die erwar tungsgem eine gewisse Bandbreite bei den Ergebnissen lieferten wurden den weiteren Auswertungen prim r die Ergebnisse der Methode von Meteo Research zugrunde gelegt Generell ist zur Auswertungsmethodik zu erw hnen dass nicht nur die Ver nderungen der Jah resmittel sondern insbesondere die nderungen im hydrologischen Sommer und Winterhalb jahr zu untersuchen waren da die nderungen Abnahmen im Sommer Zunahmen im Winter sich zum Teil kompensieren w rden Aber au
224. h einmal besonders bedanken Damit k nnen wir mit Daten und Fakten aus den vergangenen sieben Jahrzehnten konkret den Klimawandel in unseren Regionen belegen Und dabei hat sich f r mich hoch interessant eines gezeigt Die Welttemperaturerh hung im letzten Jahrhundert lag im Schnitt bei 0 7 C Die Temperaturerh hung in S ddeutschland in den letzten 70 Jahren 22 KLIWA Symposium 2006 bei 1 2 C Wer in der breiten ffentlichkeit hatte das au er vielleicht der Wissenschaft und der Forschung vor Jahren vermutet dass die Entwicklung in Suddeutschland intensiver verlaufen ist als im globalen Durchschnitt Ja im Monat Dezember war die Temperaturerh hung in Sud deutschland in diesen letzten 70 Jahren im Schnitt sogar 2 7 C Wir erleben eine Beschleuni gung dieses Zustands mit unwahrscheinlichen Auswirkungen Ich darf das mal an einem baye rischen Beispiel deutlich machen Ich war in diesem Hitzesommer im Juli 2006 auf der Zugspit ze Und wenn man dann unseren letzten Gletscher auf der Zugspitze sieht der in einem Hitze monat wie Juli f r das blo e Auge sichtbar an einem einzigen hei en Tag um 10 cm abschmilzt und dabei ca 35 Millionen Liter Wasser verliert Das ist die gleiche Menge Wasser die eine Stadt wie Augsburg an einem Tag verbraucht Eine unvorstellbare Menge In 15 20 Jahren sp testens bis in 25 Jahren rechnen wir damit dass auch der letzte Gletscher den wir in Bay ern noch haben verschwunden sein wird Und auch
225. h der zu k nftigen Sicherstellung der regionalen Wasserversorgung besonders nach Extremjahren wie 2003 von gro em ffentlichen Interesse Im Rahmen von KLIWA erfolgen deshalb quantitative Absch tzungen wie sich der Klimawandel in S ddeutschland Zeitraum 2021 2050 auf die Grundwasserneubildung auswirkt Bilanzgleichungen GWN R Ro mit R P ETa GWN Rs GWN BFI R mit BFI mit Niederschlag Gesamtabfluss irre Ro Direktabfuss crente ation Abb 1 Schematische Darstellung neubildungsrelevanter Bilanzzusammenhange des Ge bietswasserhaushalts Einflussfaktoren auf Abflussbildung und konzentration Jan kiewicz et al 2005 Orundwasserabhies 2 Methodische Vorgehensweise 2 1 Ermittlung der Grundwasserneubildung Der Ermittlung der Grundwasserneubildung liegt hier die Annahme zugrunde dass die Hohe der Grundwasserneubildung Input auf der Zeitskala von Jahreswerten der Hohe des Basis abflusses Output entsprechen muss vgl Abbildung 1 Ausgehend von der Niederschlags hohe erfolgt eine flachendifferenzierte Wasserhaushaltsmodellierung zur Ermittlung der tatsach lichen Verdunstung und daraus resultierenden Gesamtabflusshohe In einem nachsten Schritt wird die erforderliche Abtrennung der schnellen Abflusskomponenten Rp unter Berucksichti gung hydrogeologischer Einflussgr en auf der Grundlage regressionsbasiert ermittelter Re duktionsfa
226. habe Die Alternative zur vorherr schenden Klimaforschung und Klimapolitik heilt Vorsorge 2 Die Industriel nder werden k nftig noch mehr klimasch dliche Treibhausgase aussto en Die Emission vor allem an Kohlendioxyd wird aller Wahrscheinlichkeit im Zeitraum 2000 2012 in Europa Japan den Vereinigten Staaten und anderen Industriel ndern um 17 Prozent steigen Nach dem Kyoto Protokoll m ssen die Industriel nder ihre Treibhausgase von 1990 bis 2012 allerdings um 5 2 Prozent vermindern F r Entwicklungs und Schwellenl nder wie China und Indien besteht derzeit weder eine Pflicht die Treibhausgas Emissionen zu reduzieren noch ber sie zu berichten Wir haben also keine genauen Daten der Treibhaus Emissionen dieser Staaten k nnen aber mit Sicherheit davon ausgehen dass ihr Anteil am globalen Haushalt der Treibhausgase st ndig zunimmt 3 Die Natur ist tr ge Die bisher diskutierten und politisch durchsetzbaren Formen der modera ten M igung von Treibhausgasen beeinflussen den Klimawandel kaum auch wenn Gegentei liges behauptet wird Die f r einen Stopp des Klimawandels notwendige Reduktion des Aussto Res von Treibhausgasen bel uft sich auf etwa 70 bis 80 Prozent Wie man eine solche Reduk tion erreichen will ohne dass man die Hoffnungen und Erwartungen von mehr als achtzig Pro zent der Weltbev lkerung ignoriert wird kaum diskutiert Folgerung Vorsorge Anpassung hei t Wissen verbreiten und Chancenzug nge schaffen W
227. haben wir nat rlich andere Erfahrungen Wir tun aus unserer Sicht meine sehr geehrten Damen und Herren gut daran nicht nur auf Anpassungsma nahmen an den Klimawandel zu setzen sondern auch mit aller Kraft den Kli maschutz voranzubringen also ganz bewusst Vermeidung und Anpassung Anpassung deswe gen weil der Klimawandel bereits heute erkennbar ist weil er eingetreten ist weil wir uns dar auf einstellen m ssen aber Anpassung ist das eine wir m ssen Vermeidungsstrategien auch entsprechend voranbringen Konkret hei t dies dass wir die Treibhausgasemissionen reduzie ren m ssen Heute bestreiten nur noch Au enseiter es gibt sie noch dass jedenfalls der groR te Teil der festgestellten Temperaturerh hungen menschlichen Ursprungs ist auch wenn na t rliche Einfl sse wie periodische Ver nderungen der Sonneneinstrahlung hinzukommen Deswegen m ssen wir im Zusammenhang mit Klimaschutz vor allen Dingen ber Energie spre chen Unser hoher Energieverbrauch in Zahlen Jeder Deutsche emittiert f nf Mal mehr Koh lendioxid als ein Mensch aus einem Entwicklungs oder Schwellenland Jeder Amerikaner sogar die zehnfache Menge Den Menschen der Entwicklungs und Schwellenl nder m ssen wir aber auch eine Perspektive er ffnen Wir m ssen in den kommenden Jahren einen steigenden Energieverbrauch genau diesen Menschen zugestehen Noch immer sind ca 1 8 Mrd Men schen auf der Erde ohne Zugang zu elektrischer Energie und darin zeigt sich auch
228. he mittlere Hochwasserabflusse MoMHQ fur den Ist Zustand und das Zu kunftsszenario sowie relative Abweichungen fur vier Pegel in Baden Wurttemberg Wasserhaushaltsmodell LARSIM 3 Einsatz der Wasserhaushaltsmodelle fur die operationelle Vorhersage Die Hochwasser Vorhersage Zentrale der LUBW setzt die Wasserhaushaltsmodelle ein zur taglichen Wasserstands und Abflussvorhersage fur rund 90 Pegel in Baden Wurttemberg Ein gangsdaten fur die Berechnungen sind hydrometeorologische Messdaten Stundenwerte aus den online abrufbaren Messnetzen von LUBW DWD und Meteomedia Als meteorologische Daten nach dem Vorhersagezeitpunkt werden die numerischen Wettervorhersagen von DWD und Meteomedia verwendet Die Abbildung 5 zeigt im Januar 2005 operationell erstellte Vorhersagen fur den Pegel Stein Kocher Der Vorhersagezeitraum betragt fur diesen Pegel bei Hochwasser 9 Stunden hinzu kommt eine Abschatzung der weiteren Entwicklung bis zur 14 Vorhersagestunde Im Niedrig und Mittelwasserbereich betragt der berechnete Abschatzungszeitraum an den HVZ Vorhersagepegeln 7 Tage Hierdurch werden bereits mehrere Tage im Voraus Hinweise auf die weitere Niedrigwasserentwicklung gegeben bzw Fruhwarnungen im Vorfeld moglicher Hoch wasser bereitgestellt Bremicker et al 2006 In Abbildung 6 ist als weiteres Beispiel fur den operationellen WHM Einsatz das am 14 Februar 2006 operationell vorhergesagte Wasserdargebot fur den 16 Februar dargestellt Auf Grundla ge
229. hen Grenzen als Planungsraum Das Neckareinzugsgebiet erstreckt sich ber eine Fl che von mehr als 13 000 km und beinhal tet neben gr eren Gebieten mit intensiver landwirtschaftlicher Nutzung einen der am dichtes ten besiedelten industriellen Ballungsraume in Deutschland Daraus ergeben sich unterschiedli che Nutzungskonflikte bzw Gef hrdungspotenziale f r die Gew sser Das Projekt RIVERTWIN liefert einen wesentlichen Beitrag f r die Definition von Basisszenarien Baseline Szenarios f r das Einzugsgebiet auf deren Grundlage dann durch die Flussgebietsbeh rde Ma nahmen zur Umsetzung der EU Wasserrahmenrichtlinie auf regionaler und lokaler Ebene identifiziert wer den k nnen 2 1 Szenarienentwicklung Ein wesentliches Werkzeug f r die Absch tzung von Ma nahmeneffekten sind Szenarien Sze narien d rfen nicht verwechselt werden mit Wunschvorstellungen oder Vorhersagen Mit Hilfe von Szenarien sollen zuk nftige Entwicklungen sowie m gliche Interventionen in ihren komple xen Auswirkungen besser abgesch tzt werden Sie sollen den zust ndigen Beh rden und Ent Das EU Projekt RIVERTWIN Neckar Ein Beitrag zum integrierten Flussgebietsmanagement 201 scheidungstragern ein Planungsinstrument zur Verf gung stellen das konomische und okolo gische Belange des Wassermanagements integriert und gemeinsam mit ffentlichen und priva ten Entscheidungstr gern m gliche Entwicklungsszenarien f r das Wassermanagement unter Ber
230. hen Klima nderungsfaktoren auf das zu realisierende Bauwerk auswirken D h dass entweder die Anlage bereits heute entsprechend gr er dimen sioniert oder aber so geplant wird dass bei Bedarf sp ter wirtschaftlich nachger stet werden kann und gerade das ist ja auch entscheidend denn die Nachr stung ist das eine die Frage der wirtschaftlichen Nachr stung das andere und genau deswegen achten wir darauf bereits heute Der Bau von Hochwasserschutzmaf snahmen ist nach wie vor ein vorrangiges Ziel in Baden W rttemberg wozu erhebliche Investitionen notwendig sind Dies gilt umso mehr weil es um die Verh tung von Sch den und um den Erhalt von Arbeitspl tzen aber vor allen Dingen auch um volkswirtschaftlich au erordentlich rentierliche Investitionen geht Ich habe mich daher ge rade in den letzten Wochen im Zuge der anstehenden Haushaltsberatungen in Baden W rttemberg f r den Doppelhaushalt 2007 2008 auch bei knappen Kassen und den von allen unterst tzten und wichtigen Ziels der Nettonullverschuldung bis zum Jahr 2011 um eine aus reichende Finanzausstattung eingesetzt Dies ist nat rlich nicht immer ganz einfach das will ich durchaus zugeben Allerdings weise ich auch immer gern darauf hin dass Baden W rttemberg in den vergangenen Jahren ungew hnliches Gl ck hatte bei der Frage von Hochwasserereig nissen wobei h ufig nat rlich die Gefahr besteht wenn man kein Wasser sieht dass man glaubt es kommt nie wieder Aber auch dort
231. hen Raum Schwarz meerk ste aus 182 KLIWA Symposium 2006 Hierzu gehoren beispielsweise Hockerfloh krebse Dikerogammarus villosus Schlick krebse Chelicorophium curvispinum und Donauassel Jaera istri Mittlerweile sind sowohl am Rhein wie auch am Neckar mehr als 30 Neozoenarten bekannt Diese haben die heimische Fauna sehr stark verdrangt und machen z B im Rhein bei Basel mehr als 90 der Biomasse aus Auch der Bo Abb 3 Sonnenbarsch Foto P Rey densee und zahlreiche kleinere Stehgew s ser werden derzeit von Neozoen bedr ngt So sind z B in den oberrheinischen Bag gerseen vermehrt Schwebgarnelen Lim nomysis benedeni aus dem Donauraum und S Rwasserquallen Craspedacusta sowerbyi aus dem tropischen S damerika anzutreffen Gerade bei letzteren ist zu vermuten dass zunehmende Wassertem peraturen ihre Verbreitung beg nstigen rechts Aufsammeln der Muschelk rper zur Anlieferung in eine Tierk rperbeseitigungs anstalt Fotos LUBW Folgen des Klimawandels fur die Gewasserbeschaffenheit Suddeutschland 183 In Baden Wurttemberg wurden in den Hitze und Niedrigwasserjahren 2003 und 2006 auch einige biologische Sonderuntersuchungen im Zusammenhang mit wasserrechtlichen Ausnah megenehmigungen bzw Duldungen f r K hlwassereinleiter durchgef hrt kologisches Begleitmonitoring Die Ergebnisse haben gezeigt dass sich beim Makrozoobenthos im Nahbe reich der Einleitungsstellen ko
232. hes Landesamt f r Umwelt 131 Klimawandel und Wasserwirtschaft Entwicklung der Niedrigwasserverhaltnisse in S ddeutschland Winfried Willems Institut f r Angewandte Wasserwirtschaft und Geoinformatik ee et 143 Auswirkung der Klimaveranderung auf die Grundwasserneubildung in Suddeutsch land Jorg Neumann Bayerisches Landesamt fur Umwelt Hof Thomas Gudera Landesanstalt fur Umwelt Messungen und Naturschutz Baden Karlsruhe 163 Entwicklung einer Methodik zur Berucksichtigung des Klimawandels bei der Bemes sung von siedlungswasserwirtschaftlichen Entwasserungssystemen Joachim Ruf Landesanstalt fur Umwelt Messungen und Naturschutz Baden Alen Eelere os NDA NE IRS SR RS MED ETR RE ER A 175 Folgen des Klimawandels fur die Gewasserbeschaffenheit in Suddeutschland Uwe Matthias Landesanstalt fur Umwelt Messungen und Naturschutz Baden Wurtemberg IK ANISM UNINC eis 179 Auswirkungen der Klimaveranderung auf Binnenseen am Beispiel des Bodensees Bernd Wahl Institut fur Kustenforschung des Grossforschungszentrums GKSS For schungszentrum Geesthacht GmbH fur das Institut fur Seenforschung der Landes anstalt f r Umwelt Messungen und Naturschutz Baden Wurttemberg Langenargen 185 Das EU Projekt RIVERTWIN Neckar Ein Beitrag zum integrierten Flussgebie
233. hnungen mit hochaufl senden regionalen Klimamodellen wird sich die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von sehr trockenen und sehr warmen Sommern in Europa dramatisch erh hen Sommer wie der des Jahres 2003 w rden im Jahr 2070 im Mittel alle zwei Jahre auftreten Das Kioto Protokoll ein erster wichtiger Schritt Die Klimaproblematik steht inzwischen an oberster Stelle auf der Agenda der Weltpolitik Am 10 Dezember 1997 haben die Vertragsstaaten der Rahmenkonvention der Vereinten Nationen zu Klima nderungen einstimmig das so genannte Kioto Protokoll angenommen Die Industrie l nder verpflichten sich mit ihm ihre Treibhausgasemissionen um im Mittel 5 2 bezogen auf 30 KLIWA Symposium 2006 die Emission im Jahre 1990 bis zur Periode 2008 bis 2012 zu mindern Mit der Ratifizierung Russlands im Februar 2005 ist das Kioto Protokoll volkerrechtlich verbindlich Die Europaische Union muss im Mittel um 8 reduzieren starker als die USA mit 7 oder Japan mit 6 Russland soll nur stabilisieren und Norwegen darf gar zulegen Diese unterschiedlichen Minde rungssatze sind Resultat nachweislich unterschiedlicher Bedingungen aber auch teilweise Fol ge des Verhandlungsgeschicks einzelner Lander Die USA haben sich allerdings inzwischen vom Kioto Protokoll losgesagt Und auch die Schwellenlander wie etwa China oder Indien sind im Kioto Protokoll nicht berucksichtigt Dabei haben die USA und China zusammen einen Anteil an den weltweiten Kohlen
234. hr in S ddeutschland Abbil dung 5 unten berwiegen zwar die Abnahmen leicht am Ostrand des Schwarzwaldes und in den mittleren bis nord stlichen Teilen Bayerns nehmen diese Starkniederschlagstage jedoch zu Sowohl bei den Zunahmen als auch bei den Abnahmen treten signifikante Werte auf die teilweise gt 25 vom Mittelwert betragen Im hydrologischen Winterhalbjahr Abbildung 6 dominiert fast im gesamten Untersuchungsge biet die Zunahme der Tage mit Niederschlag gt 20 Bei den Starkniederschlagstagen gt 20 mm betragen die Zunahmen fast immer 25 und mehr Es gibt auch kaum Unterschiede in den Auswertungen der beiden Zeitspannen 1901 2000 und 1931 2000 KLIWA Symposium 2006 62 SIONI varer 01020 ENT FRD N ANGABEN M II v KA Ze SIGN we N PRAZ PR PRUZ PROZ H O 13 O N B LEI E g 95 d oO lt 15 O N Abb 5 Ver nderung der Anzahl von Tagen mit Niederschlagsh hen 2 20 mm im hydrologi schen Sommerhalbjahr Starkniederschlage und Schneeschmelze in Suddeutschland ANGABEN 1 28 a ge 5 2 CI
235. hreitungen analysiert Im Rahmen der Trenduntersuchungen wurden die Trendgeraden an die Zeitreihen der jahrli chen Niederschlagsh chstwerte f r Dauerstufen von D 24 h bis D 240 h angepasst Um eine Vergleichbarkeit der Trendhinweise aller Stationen unabh ngig von ihrer H henlage zu gew hrleisten sind die absoluten nderungen mit den Mittelwerten je Station skaliert worden So ergaben sich die relativen Trends in Prozent bezogen auf die Mittelwerte In der Abbildung 1 1931 2000 und der Abbildung 2 1901 2000 sind die mittleren relative Nieder schlagstrends Signifikanz 2 90 und die relativen H ufigkeiten der Stationen mit entspre chenden Trends in Baden W rttemberg und Bayern f r vier Dauerstufen dargestellt 56 KLIWA Symposium 2006 Mittlere relative Niederschlagstrends Signifikanz gt 90 in Baden Wurttemberg und Bayern fur vier Dauerstufen O Baden W rttemberg OO Ql LA oO NO Elhydrol Sommerhalbjahr Bhydrol W interhalbjahr Relativer Trend NO Dauerstufe Relative Haufigkeit der Stationen mit Niederschlagstrends Signifikanz gt 90 in Baden W rttemberg und Bayern fur vier Dauerstufen 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Baden Wurttemberg Eihydrol Sommerhalbjahr Whydrol Winterhalbjahr Relative H ufigkeit Dauerstufe Ab
236. hrhunderts Niederschlagsr ckg nge in der Gr enordnung von 20 40 projiziert Besonders stark k nn te der Niederschlagsr ckgang in S d und S dwestdeutschland sowie in Nordostdeutschland sein Abbildung 6 Hier k nnten gegen Ende dieses Jahrhunderts etwa nur noch zwei Drittel oder sogar noch weniger Niederschl ge fallen als bisher gewohnt Hohe sommerliche Tempe raturen sorgten neben diesen ungewohnt niedrigen Regenmengen daf r dass sich falls Was ser zur Verdunstung verf gbar ist diese Verdunstung deutlich erh hte Diese Entwicklung k nnte in Regionen die schon heute Trockenheiten erleben wie der Nordosten Deutschlands ohne geeignete Anpassung zu Problemen f hren WETTREG 45 ao 25 15 5 18 25 Oo 45 Abb 6 Relative Niederschlagsanderung im Sommer fur das Szenario A1B 2051 2080 im Ver gleich zum Zeitraum 1961 1990 modelliert mit WETTREG links und REMO rechts Jacob Kreienkamp et al 2006 Im Gegensatz hierzu konnte im Winter ganz Deutschland feuchter werden Insbesondere in Sudwest Deutschland ist abhangig vom genutzten Modell und verwendeten Emissionsszena rio ein bis zwei Drittel mehr Niederschlag als heute zu erwarten Jacob et al 2007b Spekat et al 2007 Wegen gleichzeitig steigender Wintertemperaturen in den Mittel und Hochgebirgen wird der Niederschlag haufiger als Regen denn als Schnee fallen Fiel in der zweiten Halfte des 38 KLIWA Symposium 2006 en
237. hrt Zent raler Bestandteil des statistischen Downscaling Modells von Enke 2003 ist eine Wetterlagen Klassifikation bei der zun chst objektivierte durch charakteristische Temperatur und Feucht regime definierte Wetterklassen erzeugt werden Ingesamt handelt es sich bei den ENKE Klimaszenarien um jeweils 10 Realisationen von An wendungen des Downscaling Modells auf die ECHAM4 Ergebnisse f r die drei Dekaden 2021 2030 2031 2040 sowie 2041 2050 Jede Dekade wird dabei durch 20 Jahre repr sentiert Zu s tzlich liegt eine Enke Realisation f r die Periode 1971 2000 vor Kontrolllauf 150 KLIWA Symposium 2006 Im Folgenden werden die durchgefuhrten Wasserhaushaltsmodellierungen in den Einzugsge bieten des bayerischen Main kurz beleuchtet Willems et al 2005 Auf die vom Ingenieurb ro Dr Ludwig Karlsruhe mit dem Modell LARSIM durchgef hrten Wasserhaushaltsmodellierun gen in Baden W rttemberg deren niedrigwasserbezogenen Ergebnisse in Kap 5 2 erl utert werden wird hier nicht weiter eingegangen Eine bersicht ber das f r die Wasserhaushaltsmodellierungen betrachtete Untersuchungsge biet zeigt Abbildung 5 Es handelt sich um die Teilgebiete des Unteren Mittleren Main der Tauber und der Regnitz Als Wasserhaushaltsmodell wird das Modell ASGi WaSiM eingesetzt Schula 1997 UntMitt Main Regnitz Tauber 5550000 5450000 HW 5350000 5250000 4300000 4400000 4500000 4600000 RV Abb 5 Betr
238. hrtskan le etc zur ckzuf hren ist Bei einigen Arten z B mediterrane Libellen scheint das Vordringen n rdlich der Alpen haupts chlich durch klimatische Ver nderungen be dingt OTT 2000 Bei der berwiegenden Zahl von Neubesiedlern aus anderen Regionen Neozoen ist unklar ob ihr Auftreten im Wesentlichen auch durch klimatische Ver nderungen hervorgerufen wird Vor aussetzung ist zumindest dass sie durch neue Ausbreitungswege Zugang zu unseren heimi schen Gew ssern gefunden haben Die Transportwege sind dabei sehr unterschiedlich Einige neue Arten sind beliebte Aquarien oder Gartenteichpflanzen bzw fische So wird vermutet dass z B Kanadische Wasserpest Elodea canadensis Brasilianisches Tausendblatt Myri ophyllum acuaticum oder Sonnenbarsch Lepomis gibbosis auf diesem Wege in unsere Ge w sser gelangten Andere Arten haben den stark zunehmenden Schiffsverkehr genutzt und sind beispielsweise im Ballastwasser aus fernen Regionen zugewandert Ein Beispiel hierf r ist die Korbchenmuschel Corbicula fluminea die in Asien China Korea beheimatet ist Der Erstnachweis f r diese Art erfolgte Ende der 80er Jahre im Rheindelta Mittlerweile ist die Muschel auch in Nebengew ssern wie dem Neckar und dem Bodensee in hoher Dichte bis zu mehr als 1 000 Tiere pro m zu finden Ei nen weiteren Zuwandererschub brachte die ffnung des Rhein Main Donau Kanals Dadurch breiten sich derzeit viele Arten aus dem pontokaspisc
239. hstehend in aller K rze dargestellt 2 Langzeitverhalten von Zeitreihen methodisches Vorgehen Ausgehend von der Fragestellung ob die beobachteten Abflusszeitreihen bei den Hochwasser abfl ssen trendhafte Ver nderungen aufzeigen erstreckte sich die Analyse ihres Langzeitver haltens prim r auf die Ermittlung eventuell vorhandener Trends Dabei ist das Langzeitverhalten der Jahresserien der j hrlichen und halbj hrlichen Abflussh chstwerte untersucht und bewertet worden Erg nzend war der mittlere Jahresgang der Monatsh chstwerte f r die jeweiligen Ge samt und Teilzeitreihen zu ermitteln dessen monatliche Ver nderungen ebenfalls Hinweise auf m gliche Trends liefern k nnen Von der Aufgabenstellung her waren schlie lich m glichst vie le lange und repr sentative Abflusszeitreihen mit in diese Untersuchung einzubeziehen 2 1 Datengrundlage Ausgehend von unterschiedlich langen Abflusszeitreihen wurde festgelegt dass nur die Daten von Pegeln ber cksichtigt werden deren Beobachtung mit dem hydrologischen Jahr 1932 bzw fr her begonnen wurde und deren Messreihen m glichst ohne Unterbrechung und qualit tsge 132 KLIWA Symposium 2006 man sichert vorliegen Diesen Anforderungen entsprachen 60 Messstellen aus Bayern und 30 aus Baden W rttemberg siehe Abbildung 1 Langzeitverhalten der Hochwasserabfl sse 1 Einbazogane Pegel Eme repetindo Ae ZE Qe Fee gees r PER eee ee
240. htungen konnten damit auch mogliche kunftige Entwicklungen abgeschatzt wer den Zur Verbesserung des Verstandnisses der hydrophysikalischen Vorgange welche fur viele Fra gestellungen der Limnologie der Gewasserbewirtschaftung und des Gewasserschutzes von Bedeutung sind wurde im September 2006 ein KLIWA Teilprojekt begonnen in welchem die hydrodynamischen Prozesse mittels numerischer Modelle untersucht werden Kombiniert mit Klimaszenarien wie sie u a bereits in KLIWA entwickelt wurden oder momentan werden kon nen mit solchen Modellen Aussagen uber mogliche kunftige Folgen der klimatischen Entwick lung auf den Bodensee dessen Okosystem und der Wasserqualitat abgeleitet werden 6 Dank Das KLIWA Teilprojekt A 2 2 1 wurde finanziert vom Land Baden Wurttemberg Neben den am Institut fur Seenforschung und anderen Abteilungen der Landesanstalt fur Umwelt Messungen und Naturschutz des Land Baden Wurttemberg LUBW vorliegenden Datenbestanden wurden dem Projekt durch zahlreiche weitere Institutionen Daten zum Bodensee den Zuflussen und zur 198 KLIWA Symposium 2006 Meteorologie zur Verfugung gestellt Der Deutsche Wetterdienst das Land Vorarlberg das Schweizer Bundesamt fur Wasser und Geologie die Internationale Gewasserschutzkommission fur den Bodensee IGKB das Limnologische Institut der Universitat Konstanz die Internationa le Bevollmachtigtenkonferenz fur die Bodenseefischerei IBKF und die Fischereiforschungsstel le in Lan
241. hung der Lufttem KLIWA Regionale Untersuchungen fur die Wasserwirtschaft 47 peratur der Zunahme von Starkniederschlagen im Winter bei der Haufigkeit von Hochwasser ereignissen sowie in einer Zunahme von Dauer und Haufigkeit von Westwetterlagen Die KLIWA Ergebnisse zu den Veranderungen der Starkniederschlage waren Anlass fur den DWD die fur die wasserwirtschaftliche Bemessungspraxis bedeutsamen KOSTRA Werte fort zuschreiben 3 2 Bereich B Auswirkungen von Klimaver nderungen auf den Wasserhaushalt Die Untersuchungen erfolgen auf der Basis von Simulationsrechnungen mit Wasserhaushalts modellen WHM fur die einzelnen Flussgebiete Als Input fur die WHM werden die Ergebnisse aus regionalen Klimaszenarien verwendet Die verschiedenen Einzelprojekte sind in Anlage 3 aufgefuhrt Da es bei den in Betracht kommenden regionalen Klimamodellierungen bislang keine optimale Methode gibt wurden drei Institutionen beauftragt Zum Einsatz kamen 2 statistische Verfahren u a WETTREG sowie das dynamische Modell REMO Alle drei Verfahren hatten die gleichen Randbedingungen Globalmodell ECHAM4 Emissionsszenario B2 Verifikationszeitraum 1971 2000 Szenario 2021 2050 Ergebnis waren Datensatze Tages bzw Stundenwerte von Nie derschlag Temperatur usw f r die simulierten Zeitr ume Bei den Ergebnissen zeigte sich er wartungsgem eine Bandbreite Insgesamt aber ist f r das Zieljahr 2050 zu erwarten dass die Erw rmung weiter geht d
242. icherheit im Umweltbundesamt ein Kompetenzzentrum Klimafolgen und Anpassung einge richtet KomPass 2007 9 Zusammenfassung Beobachtungen und Messungen lassen keinen Zweifel dass das Klima sich andert nicht nur global sondern auch in Deutschland Die Jahresmitteltemperatur stieg in Deutschland im Zeit raum 1901 2000 um 1 0 C Winterliche Niederschlage nahmen vor allem im Westen deutlich zu sommerliche Niederschlage insbesondere im Osten deutlich ab Extreme Wetterereignisse wie Hitzeperioden und Starkniederschlage treten jetzt langer haufiger oder intensiver auf Diese Trends konnten sich bei fortschreitenden Emissionen von Treibhausgasen fortsetzen und verst rken Beide vom UBA genutzte Klimamodelle REMO sowie WETTREG zeigen fur die zuk nftige Temperaturentwicklung ein konsistentes Bild In Deutschland ist eine rasche Erwar mung um 2 bis 3 C sehr wahrscheinlich Der gr te Temperaturanstieg ware im Winter zu er warten Hitzewellen k nnten in Zukunft nicht nur h ufiger sondern auch in l nger anhaltenden Serien auftreten Die sommerlichen Niederschl ge k nnten in Zukunft gro fl chig um 15 25 abnehmen Besonders stark k nnte der Niederschlagsr ckgang in S d und S dwestdeutsch land sowie in Nordostdeutschland sein Im Gegensatz hierzu k nnte im Winter ganz Deutsch land feuchter werden Insbesondere in S dwest Deutschland ist abh ngig vom genutzten Mo dell und verwendeten Emissionsszenario ein bis zwei
243. ie Erstellung der Datenbanken aus Beobachtungsdaten und die Program mierung der Endanwender Schnittstelle sind im Jahr 2000 am Institut abgeschlossen worden Das System wird seitdem vom Lehrstuhl gepflegt und aktualisiert Die LUBW wendet dieses System an und generiert bei Bedarf Niederschlagsreihen fur beliebige Standorte in Baden W rttemberg Diese werden den planenden Ingenieurb ros zur Verf gung gestellt Seit Sommer 2004 wird NiedSim weiterentwickelt so dass es simultane Niederschlagsreihen f r mehrere Orte generieren kann Diese Erweiterung ist zur Bemessung gr erer Entw sserungs systeme notwendig bei denen die Repr sentativit t einer einzelnen Niederschlagsreihe nicht gegeben ist 176 KLIWA Symposium 2006 3 Konzept zur Berucksichtigung des Klimawandels Da nicht genau bekannt ist wie sich das Klima ver ndert man aber davon ausgeht dass die Entwicklung der Erdbevolkerung beispielsweise ber den globalen CO AusstoR Einfluss auf die Veranderung hat werden fur die Simulation des Klimawandels Klimamodelle unter der An nahme verschiedener Szenarien betrieben Diese Modelle berechnen das historische und aktu elle Klima und Prognosen fur das 21 Jahrhundert Die Berechnungen mit den verschiedenen Klimamodellen haben fur den Niederschlag in den meisten Gebieten Suddeutschlands eine Zunahme im Volumen und eine Verschiebung von Sommer und Winterniederschlagen erge ben die jedoch von Modell zu Modell variieren Von
244. ie Winter feuchter und die Sommer trockener werden Wasserhaushaltsmodelle beschreiben und quantifizieren die r umliche und zeitliche Verteilung der Wasserhaushaltskomponenten Sie erm glichen Aussagen zu den Abfl sse z B Hoch wasser Niedrigwasser zur Grundwasserneubildung und zur Verdunstung Baden W rttemberg und Rheinland Pfalz verwenden als WHM das Modell LARSIM Bayern das Modell AGGL F r alle Flussgebiete in Baden W rttemberg 36 000 wurden fl chende WHM im 1 km Raster erstellt Sie werden in BW zudem mittlerweile auch au erhalb von KLIWA t glich operationell eingesetzt zur Niedrigwasservorhersage und Hochwasserfr hwar nung In Bayern sind WHM f r einen Teil der Landesfl che bereits erstellt Die bisherigen Auswertungen bis 2050 lassen f r die Hochwasserabfl sse eine Zunahme er warten z B f r das in BW je nach Region um 15 bzw 25 Bei den Niedrigwasserab fl ssen wird ein regional unterschiedlich ausgepr gter R ckgang im Sommer erwartet Die Untersuchungen zu Hoch und Niedrigwasserabfl ssen werden fortgef hrt Untersuchun gen zur Grundwasserneubildung zum Grundwasserschutz sowie zur W rmebelastung und zu den kologischen Auswirkungen auf die Gew sser sowie auf den Bodensee wurden konzipiert und weitgehend auch schon begonnen ebenso auch Untersuchungen zu den Auswirkungen von nderungen der Landnutzung und der Vegetationsperiode Ph nologie 48 KLIWA Symposium 2006
245. ie drei Bereiche Forschung fachliche Umsetzung und Burgerbeteiligung aufteilen Zur Forschung Noch immer k nnen uns die Klimamodelle keine zuverl ssigen regionalen Aus sagen uber die zukunftige Niederschlagsentwicklung geben Wir werden auch in absehbarer Zeit keine raumlich differenzierten Angaben uber die Intensitaten oder Persistenzen des Nie derschlagsgeschehens fur die nachsten Dekaden erhalten Trotzdem sind generelle Trends feststellbar mehr Niederschlag im Winter insgesamt eine leichte Abnahme im Sommer mit l ngeren Trockenperioden und st rkeren Intensivniederschlagen Um diese allgemeinen Aus sagen in Bemessungsgr en oder Handlungsoptionen zu bersetzen ben tigen wir realisti sche Klimaszenarien Das Neue und gleichzeitig Spannende an dieser Situation ist dass wir nicht mehr nach dem althergebrachten Schema Extremwerte berechnen k nnen auf die wir dann unsere Hochwasser oder Bew sserungsspeicher auslegen sondern wir m ssen auf grund der Unw gbarkeit der zuk nftigen Klimaentwicklung vernetzte L sungen anbieten die gleichzeitig nachhaltig sind no regret Strategie Die Herausforderung an die Wissenschaft be steht in der Verkn pfung verschiedener Forschungsfelder Die Anpassung an den Klimawandel besteht aus den Komponenten Erkennen Naturwissenschaft L sungen entwickeln Ingeni eurwissenschaft und Bewusstsein Schaffen soziologische Wissenschaften Die fachliche Umsetzung der wasserwirtschaftlichen Anpass
246. iederschl ge dreier bodenseenaher Mess stationen zusammengefasst dargestellt um eine erste Gegen berstellung mit dem saisonalen Wasserstands bzw Zuflussmengenverlauf zu erm glichen Dieser Vergleich ist jedoch dahin gehend eingeschr nkte dass die gew hlten Messstationen f r das Bodenseeeinzugsgebiet m glicherweise nicht hinreichend repr sentativ sind Eine fl chendeckende Analyse konnte im Rahmen des Projektes nicht durchgef hrt werden u a da die Daten hierf r nicht vorlagen Die angestiegenen Sp therbst und Winter Wasserst nde k nnten durch erh hte November Niederschl ge mit verursacht sein F r den Pegelabfall im Sommer scheinen die Nieder schlagsmengen dahingegen nicht verantwortlich Zu sein 196 KLIWA Symposium 2006 1960 1969 1970 1979 1980 1989 1990 2001 1990 2003 450 Wasserstand Pegel Konstanz cm 300 350 400 250 Tag im 0 50 100 150 200 250 300 350 Jahr Abb 14 Mittlere Jahresgange des Bodenseepegels fur verschiedene Zeitraume Die roten Pfei le markieren auffallige Veranderungen im jungsten Zeitintervall gegenuber den vorigen Die Kurve fur den Zeitraum 1990 bis 2001 wurde zur besseren Vergleichbarkeit mit den nachfolgenden Graphiken Abbildung15 eingezeichnet fur welche die Daten z T nur bis 2001 vorlagen 1960 1969 Zuflussmenge O 1969 Niederschlag 1970 1979 5 Fl sse E 1970 1979 i LI SZ KN 1980 1989 gleitendes Mit
247. iele Na turkatastrophen beobachtet und noch nie waren sie f r die Volkswirtschaft so teuer Nach Aus wertungen der M nchner R ckversicherung steigt die Anzahl der j hrlich beobachteten Natur katastrophen seit 1960 dramatisch an Aber eben nicht nur die Anzahl sondern auch die Inten sit t der Ereignisse nimmt zu Gleichzeitig steigt glaube ich nachvollziehbar auch die H he der Schadenssummen an die nicht selten im Milliardenbereich liegen und damit im brigen deut lich auch volkswirtschaftliche Auswirkungen haben Die Menschheit steht aus meiner Sicht mit der fortschreitenden Erderw rmung vor einer ihrer gr ten Herausforderungen Der Klimawandel mag f r uns hier in Deutschland zun chst mit weniger Schrecken verbunden sein aber weltweit sind schon heute mehr Menschen vor den Folgen des Klimawandels auf der Flucht als aufgrund von kriegerischen Auseinandersetzun gen Heute wird von allen namhaften Wissenschaftlern und berregionalen Organisationen be st tigt dass die Klima nderung weltweit in Gange ist Aber wie f llt der Klimawandel regional aus Welche Auswirkungen sind in S ddeutschland zu erwarten und was bedeutet dies dann auch speziell f r die Wasserwirtschaft Um genau diese Fragen beantworten zu k nnen haben sich Bayern und Baden W rttemberg im Jahre 1999 mit dem Deutschen Wetterdienst zum Projekt KLIWA Klima nderungen und Konsequenzen f r die Wasserwirtschaft zusammengefunden Ziel ist es die Auswirkungen der
248. ienz sondern auch in institutioneller Hinsicht 250 KLIWA Symposium 2006 Kurzstatements zur Podiumsdiskussion 251 Statement fur das 3 KLIWA Symposium in Stuttgart Eberhard Faust Munchener Ruck Die Ruck Versicherungsindustrie fokussiert ihr Interesse vor allem auf solche Naturereignisse bei denen sehr viele Versicherungsnehmer gleichzeitig von Schaden betroffen werden Solche groRen Schadenereignisse aus wetterabh ngigen Naturgefahren wie Uberschwemmungen Sturm oder Temperatur und Trockenheitsextremen nehmen global nach Hohe und Anzahl seit Jahrzehnten progressiv zu So gab es 2004 und erneut 2005 Rekordhohen bei versicherten Schaden durch Wettergefahren in beiden Jahren durch die tropischen Wirbelsturme verur sacht 2005 mehr als 80 Mrd US Auch die jahrliche Anzahl solcher Wetterereignisse steigt global viel st rker an als die j hrliche Anzahl nicht wetterabh ngiger Ereignisse was sich in gleicher Weise auch fur Deutschland beobachten lasst Viele fragen sich ob solche ansteigen den Schadentrends als gesellschaftliche Auswirkungen des Klimawandels erster Ordnung begriffen werden konnen Die Hintergr nde der Entwicklung liegen vor allem bei der Ver nderung der sozio konomischen Rahmenbedingungen ber die Zeit insbesondere kommen dabei folgende Faktoren in Betracht e die Fl chenausdehnung der Siedlungen alleine schon erh ht die Wahrscheinlichkeit des Betroffenwerdens durch Wetterextreme e immer mehr
249. ier closures that is slowly increasing The Thames estuarty project will need to devise a plan to manage this growth in flood risk Thames Barrier Tidal Fluvially dominated Closures as at 21 March 2007 0506 E TT 0607 lt No of Closures oO N Co 5 o DI 89 00 klengen 94 05 a 9506 9899 E 99 00 kel 0102 E eegen 85 86 EM 86 37 00 91 FF 91 92 E 96 97 E 97 98 FH 00 01 E 4 05 EEE 87 88 88 89 92 93 93 94 82 83 83 84 84 85 o 2 O Tidal Fluvially dominated TE2100 has devised an approach to the development of the strategy centred on dealing with the uncertainties mentioned above This essentially allows for the developing of early concep tual options These are initial packages of measures relevant to each reach of the Estuary which are then progressively iterated and tested against a decision testing framework This framework tests the suitability of the options against differing futures driven by a range of socio economic and climate change scenarios By developing this approach options can be refined and the most resilient effective and cost beneficial solution arrived at Using this method it will be possible to detect thresholds which will be critical to differing options For example modifying the existing Barrier and defences will only cope with a certain level of seal level rise and in crease in storm
250. iert Die jetzige Pla nung sieht den Hochwasserschutz in zwei Schritten vor 1 Hochwasserschutz im Stadtgebiet durch Deiche Mauern und Kombination von Mauern mit mobilen Elementen Der Bedeichungsh he wird als Bemessungsabfluss der Abfluss des HW januar 2003 330 m s Ho plus Freibord zugrunde gelegt Die H hen der dadurch notwendigen Mauern bzw Deiche sind aus st dtebaulicher Sicht gerade noch vertr glich Die Ma nahmen lassen sich relativ schnell umsetzen 2 Die Auswirkungen der Klimaver nderung werden bei Bedarf durch den Bau von Hochwasserr ckhaltebecken im Einzugsgebiet ausgeglichen Der gleiche Grundsatz galt auch f r die Planungen zum Hochwasserschutz von Aura West heim Diebach und anderen gef hrdeten Ortschaften Nachdem die Planung zum Hochwasserschutz Bad Kissingen mit der im Februar 2003 begon nen wurde im Jahr 2004 genehmigt und die Finanzierung der Ma nahme sichergestellt wurde konnte im Oktober 2004 mit dem Bau begonnen werden Mitte des Jahres 2006 wurde das Pro jekt in den wesentlichen Teilen abgeschlossen 6 Untersuchung von Hochwasserr ckhalter umen Das im Januar 2003 abgelaufene Hochwasser hat auch gezeigt dass noch erhebliche Gef hr dungspotentiale an der Fr nkischen Saale und ihren Zufl ssen vorhanden sind Die beobachte ten Abfl sse lagen zum Teil ber den bis dahin registrierten Hochwasserscheiteln und wiesen J hrlichkeiten bis zum HQ4o auf Um fachlich fundierte Aussagen und Arg
251. ies eine erhebliche Veranderung der Abflussregimes und eine Verminderung des Abflusses insgesamt Dies hat Auswirkungen auf die Wasserfuhrung wahrend sommerlicher Trockenperioden insbesondere im Mittelland aber noch viel mehr auf die unten liegenden Abschnitte der gro en Alpenflusse Und damit auch auf die Grundwasser stande Interessenkonflikte zwischen verschiedenen Nutzergruppen wahrend Niedrigwasserzeiten wur den identifiziert Bew sserung fur die Landwirtschaft Wasserentnahme f r die K hlung thermi scher Kraftwerke Anspr che der nat rlichen Gew sser kosysteme Entnahme f r Trink wassernutzung Es gilt Vorsorge und Anpassungsmafsnahmen zu planen welche einerseits die Ressource Wasser schonen und welche anderseits nicht der Klima Mitigations Politik wider sprechen In Bezug auf die Naturgefahren k nnen im alpinen Raum insbesondere Rutschungen Murg n ge und Bergst tze zu neuen Problemen f hren Durch das weitere Abschmelzen der Gletscher und den R ckgang der Permafrost Gebiete werden gro e zus tzliche Feststoffpotentiale ge schaffen welche durch in gr ere H hen reichende Starkregenf lle erodiert und im Tal depo niert werden Zudem k nnen durch die w rmeren und Niederschlagsreicheren Winter auch stei lere H nge im Voralpengebiet mit Wasser ges ttigt werden und vermehrt durch Starkregen ins Rutschen gebracht werden 8 Literatur Christensen J H T R Carter und M Rummukainen 2007 Evaluating the per
252. iete mit Nash Sutcliff Effizienzen ber 0 7 und 46 der Gebiete mit Effizienzen ber 0 8 abgebildet Der Durchschnittswert liegt bei 0 78 Abbildung 6 berlagert man die Validierungsergebnisse mit geologischen Informationen dann ist zu erkennen dass die Gebiete mit G tewerten unter 0 7 eng korrelieren mit der Verbreitung der mainfr nkischen Muschelkalkplatten wo schwer parametrisierbare Karstein fl sse zu erwarten sind Abbildung 6 Langreitsimulation 1961 2000 Log gap 2908 nm 001 050 051 070 1071 080 081 090 091 100 Mi SIF 1 02 Votumenguobent Verbraltungsgrenze m der mantra L S af YI dd ki mrle Madellierung des Waseeriaushalls des k tteren und Unteren Maingate als Aatraqqeher Landerami ir merk Oly 2006 Abb 6 Gutewerte und Volumenquotienten der Langzeitsimulation Gebiet Mittlerer Unterer Main Validierung Problematisch im Falle der Regnitz ist die Modellierung der Wirkung der Donau Main berleitung im Rahmen der Klimaszenarien Da die berleitung sowohl von den Abfl ssen im Regnitz Gebiet als auch von einem ausreichenden Abfluss in der Donau abh ngt und erforder liche Informationen fur den Prognosehorizont nicht bekannt sind wurde entschieden diese bei den hier vorgenommenen Betrachtungen nicht zu ber cksichtigen 5 2 Niedrigwasserbezogene Ergebnisse f r Baden W rttemberg Es werden zun chst die Ergebnisse der vom Institut f
253. ilt f r die Donau und die Donauzufl sse Auch dort rechnen wir mit steigenden Wassermengen Umgekehrt meistens wird in diesem Zusammenhang nur ber Hochwasser diskutiert will ich aber auch deutlich machen dass wir durch das Abschmelzen der Gletscher durch immer weniger Schnee und immer weniger eiserne kalte Reserve von gebundenem Wasser bis hin ein ins Fr hjahr mit Problemen bei unseren Gebirgsfl ssen rechnen also bei Isar und Inn und all denen die aus dem Allg u und aus dem Oberbayerischen der Donau zuflie en Wir hatten Rede Staatsminister Werner Schnappauf 23 jetzt schon wenn Sie sich erinnern im August den Antrag eines Energieversorgers die Isar st rker aufheizen zu d rfen D h die K hlwasserproblematik wird sich f r die Energiewirtschaft und auch fur Energie und Gewerbebetriebe tendenziell zuspitzen Auch die Frage von Rest wassermengen f r die kologie f r die Fische und andere Wassertiere wird sich tendenziell eher weiter zuspitzen weil der Nachschub von Schneeschmelzwasser in den Gebirgsfl ssen zunehmend fehlen wird D h also auch hier zeigt sich wie vielf ltig die Auswirkungen sind und dass sie im Grunde genommen den gesamten Lebensbereich erfassen Das ist die Frage des Hochwassers der Wasserwirtschaft was heute hier beim KLIWA Symposium verst rkt und konzentriert diskutiert wird aber es ist auch die Energiewirtschaft es ist die Wirtschaft insge samt Tanja du hast den Tourismus anges
254. imension auf die verschiedenen betroffenen Akteure z B Politik Wirtschaft und Zivilgesellschaft und auf die relevanten Handlungsebenen von lokal bis global Dies gilt selbstverst ndlich auch f r den Umgang mit gesellschaftlichen Folgen des Klimawandels e Der Blick darf nicht auf die nationale oder europ ische Dimension verengt werden Der Kli mawandel wird sich in den meisten Weltregionen st rker auswirken als in Mitteleuropa Wir werden aber die Folgen auf indirekten Wegen ebenfalls zu sp ren bekommen Folgen des Klimawandels f hren zu globalen Herausforderungen auch wenn sie regional verschieden ausfallen e Der Umgang mit Klimafolgen ist ein gesellschaftliches und nicht nur ein politisches Problem Angesichts der gegenw rtig offenkundigen Steuerungsdefizite ist eine institutionelle und po litische Gestaltung dieser Globalisierungsprozesse mit dem Modell einer Global Governan dringend notwendig Charakterisierbar als globales kooperatives Regieren steht hier die Integration der globalen bis zur lokalen Handlungsebene der verschiedenen Akteure Staat Wirtschaft und Zivilgesellschaft der einzelnen Entwicklungsdimensionen sowie der Steuerungsinstrumente formelle und informelle Mechanismen im Mittelpunkt Zumindest teilweise realisiert wurde dieses Modell im Rahmen der Umsetzung der Klimarahmenkon vention e Innovation wird zu einem Schl sselbegriff nicht nur in wissenschaftlich technischer Hin sicht Effiz
255. immer leistungsfahigeren Klima modellen Alle wichtigen globalen Klimamodelle k nnen mittlerweile die beobachtete Tempera turentwicklung der letzten 100 Jahre recht gut nachbilden F r die Zukunft berechnen sie f r die entsprechenden Emissionsszenarien einen weiteren An stieg der globalen Temperatur Die prognostizierte globale Temperaturzunahme der kommen den 100 Jahre schwankt je nach Klimamodell und Emissionsszenario zwischen 1 4 C und 5 8 C IPCC 2001 Es ist zu erwarten dass in Folge der zur Verf gung stehenden h heren Warmeenergie auch der globale Wasserkreislauf intensiviert wird Die Auswirkungen auf den regionalen Wasserhaushalt sind jedoch je nach Klimaregion unter schiedlich und durch die Aufl sung der globalen Klimamodelle mit horizontalen Gitterabst nden von ca 250 km nur unscharf beschrieben Zudem sind die Ergebnisse der Globalen Klimamo delle bez glich der nderungen des Niederschlags mit deutlich gr eren Unsicherheiten behaf tet und Aussagen zu m glichen Auswirkungen der Klima nderung auf regionale Hochwasser bedingungen sind mit Globalen Klimamodellen nicht m glich Die Wasserwirtschaftsverwaltungen von Baden W rttemberg und Bayern haben deshalb zu sammen mit dem Deutschen Wetterdienst in den letzten Jahren umfangreiche Untersuchungen im Rahmen des Kooperationsvorhabens KLIWA 2006 mit dem Ziel durchgef hrt die regiona len Klima nderungen und deren Konsequenzen f r die Wasserwirtschaft in S ddeuts
256. in dargestellt Dabei sind signifikante berschreitungen der IstE Hauptwerte durch gr ne K st chen signifikante Unterschreitungen durch rote K stchen und nicht signifikante Unterschiede durch schwarze K stchen symbolisiert Rechts und unterhalb von den K stchen wird die Anzahl der f r den jeweiligen Pegel und das jeweilige Szenario resultierenden signifikanten Unter schiede nochmals aufgef hrt Die Abbildung best tigt im Wesentlichen die f r Bad Mergentheim herausgearbeiteten Feststel lungen Man erkennt dass signifikante Zunahmen im Winter bei allen Zukunftsszenarien auftre ten signifikante Abnahmen im Sommer sich jedoch auf das Sz4_ Szenario beschr nken Entwicklung der Niedrigwasserverhaltnisse in Suddeutschland 157 MoMNO nderungen von IstE zuSz Sz3 und Sz4_ Stockstadt Kleinheubach wah nom KH 854 0 0 Yaldenhausen OO Ch OCH Moo O Steinbach Sem nden Som weh Sd ee bobo t Sachsenheim W rzburg Schweint urt oo O aoc Oooo OO OCH a OCH GG OH ih hi ih da 4 Trunst ach 0 CH ach woo ch Kem mem i owe h oo TE bo ta d Di ho ta Ji O oni 00 74 mod Jh OH oo AO Ou GO GOUD ETES Jan Fe Mar Apr Jun Jul Aug Okt H cn Dez Abb 10 Signifikanz der nderungen der monatlichen mittleren Niedrigwasserabflusses f r elf Pegel in v
257. in sicher dass unsere Partner ebenfalls engagiert am Ball bleiben werden In diesem Sinne meine sehr geehrten Damen und Herren w nsche ich Ihnen bei diesem 3 KLIWA Symposium anregende Stunden spannende Vortrage viele neue Impulse und wie heif amp t es so sch n die Erweiterung der Erkenntnis um dann gest rkt wieder zuruckzugehen und zu berlegen welche Herausforderungen und welcher Umsetzung es bedarf um auch den Ergebnissen gerecht zu werden In diesem Sinne w nsche ich Ihnen zwei interessante Tage hier in Stuttgart und hoffe dass Sie es nicht bereuen hierher gekommen zu sein Herzlichen Dank 20 KLIWA Symposium 2006 Rede Staatsminister Werner Schnappauf 21 Klimawandel und Klimaschutz in Bayern Werner Schnappauf Bayerischer Staatsminister fur Umwelt Gesundheit und Verbraucherschutz Wir bereuen naturlich nie nach Stuttgart zu kommen liebe Kolleginnen liebe Tanja Gonner meine sehr verehrten Damen und Herren Frau Prasidentin Herr Burgermeister sehr geehrter Herr Professor Latif meine sehr verehrten Gaste liebe Kolleginnen und Kollegen Zunachst einmal mochte ich mich recht herzlich bedanken bei Tanja Gonner und ihrem Team des baden wurttembergischen Umweltministeriums Auch Frau Prasidentin Barth fur die Gastfreundschaft und fur die Ausrichtung dieses Kongresses Mein Dank geht auch an alle Kolleginnen und Kol legen in den beteiligten Verwaltungen in Baden Wurttemberg und in Bayern fur die Arbeit an diesem KL
258. ingen 1 Allgemeines Die Frankische Saale ist ein rechter Nebenfluss des Maines Sie liegt mit Ausnahme einer knapp 20 km langen Strecke oberhalb der Mundung in der Region Main Rhon Sie ist daher neben dem Main das dominierende Gewasser in dieser Region Sie entspringt ostlich von Bad Konigshofen nahe der Landesgrenze zu Thuringen und mundet nach ca 140 km bei Gemun den in den Main Bei einem Hohenunterschied zwischen Quelle und Mundung von rd 160 m hat sie ein mittleres Flie gef lle von 1 26 o Das Einzugsgebiet mit einer Gesamtgr e von 2 65 km hat eine gedrungene Form Die mittlere Breite in Nordwest Sudost Richtung betr gt rd 40 km die mittlere Lange in Sudwest Nordost Richtung rd 75 km Einziges gr eres Ne bengewasser von links ist die Lauer wahrend von rechts viele vor allem aus der Rhon kom mende Seitenb che zuflie en die zum Teil sogar gr er sind als die namengebende Saale selbst Milz Streu Daher wird sie auch als Dachrinne der Rh n bezeichnet Grund f r diesen Aufbau des Einzugsgebietes ist nat rlich die Geologie so liegt die Saale unterhalb der Einm n dung der Streu im Wesentlichen auf der Grenze zwischen Buntsandstein und Muschelkalk Bis zur Streu ist die Fr nkischen Saale gepr gt durch die Keuperlandschaft des Grabfeldes mit sei ner Niederschlagsarmut intensiver landwirtschaftlicher Nutzung und Waldarmut Unterhalb Bad Neustadt nimmt die Bedeutung des landschaftlich sehr reizvollen Saaletales als E
259. inie auf der Grundlage einer sogenannten lokalen Regression ermittelt und der Korrelationskoeffizient zwi schen beiden berechnet Je h her die Korrelation umso gerechtfertigter ist die Linearit tsan nahme Die lokale Regression ist dabei mit einer Tiefpassfilterung vergleichbar weist jedoch nicht deren Nachteil auf dass Werte am rechten und linken Rand der Daten verloren gehen s Cleveland 1981 t Test zum Mittelwertsvergleich Mittels des t Tests kann die Gleichheit der arithmetischen Mittelwerte von zwei Stichproben der Variablen X und Y der Umf nge nx und ny gepr ft werden Voraussetzung f r die Anwendbar keit dieses Testes ist dass beide Stichproben normalverteilt und die Varianzen beider Stichpro ben n herungsweise identisch sind zur empirischen und kritischen Pr fgr e s z B DVWK 1983 Konfidenzgrenzen von Mittelwerten Die untere und obere Konfidenzgrenze cu co des Mittelwertes x einer aus n Werten beste henden normalverteilten Stichprobe mit der Standardabweichung s lassen sich berechnen in der Form cu x t1 1on sin COST sen 5 wobei t io das Quantil der t Verteilung mit n 1 Freiheitsgraden und der Irrtumswahrscheinlichkeit a darstellt Mann Kendall Test Der Mann Kendall Test ist der wohl am weitesten verbreitete Trendtest fur geophysikalische Datenreihen McCuen 2003 Es ist ein nichtparametrischer Test der keine Voraussetzungen an die Verteilung der Daten stellt Es wird auch keine Annahme ub
260. ionalisierungsverfahren Klimawandel und seine Konsequenzen fur die Wasserwirtschaft in Hessen 213 stationsweise Zeitreihen der klimatischen Parameter Lufttemperatur Luftfeuchte Sonnen scheindauer Windgeschwindigkeit und Niederschlagsmenge mit taglicher Auflosung Als Refe renzzeitraum wurden Zeitreihen von 1981 2000 und fur die Zukunftszenarien dekadenweise der Zeitraum 2011 2050 simuliert 3 2 Ergebnisse zum Klimawandel in Hessen Als Mittel der in Hessen liegenden Klimastationen ergibt sich im Vergleich zum Bezugszeitraum 1981 2000 eine Zunahme der Jahresmitteltemperatur fur den Szenariozeitraum 2011 2050 zwi schen 1 2 und 1 8 C je nach Dekade Bei der Temperaturerhohung treten insbesondere die Monate Dezember Januar und Februar mit Zunahmen zwischen 2 bis 3 C gegenuber Zu nahmen um etwa 1 C bei den ubrigen Monaten hervor Fur den Wasserhaushalt bedeutet die Temperaturzunahme insbesondere in den Sommermonaten eine Erh hung der potenziellen Verdunstung Ver nderungen der simulierten Monatsniederschl ge gegen ber dem simulierten Jetztzustand 1981 2000 2 S A ODiff 2011 2020 ODiff 2021 2030 E Diff 2031 2040 Diff 2041 2050 Abb 3 Veranderungen der monatlichen Niederschlagsmengen in den Zukunftsszenarien Wahrend sich fur die Jahresniederschlagsmenge im Vergleich zum simulierten Bezugszeitraum 1981 2000 erst fur die beiden letzten De
261. ird der Klima n derungsfaktor halbiert 1 075 bzw 7 5 Bei h heren J hrlichkeiten HQso9 und dar ber wie z B bei der Bemessung von Talsperren und R ckhaltebecken kann hingegen auf einen Zu schlag verzichtet werden Damit wird derzeit bereits dem Vorsorgegedanken Rechnung getra gen 6 3 Anwendung in der Praxis Der Lastfall Klimaanderung soll bei Planungen von neuen Hochwasserschutzma nahmen in der Regel mitber cksichtigt werden In begr ndeten Einzelf llen kann aber auch der Verzicht auf die Anwendung des Klima nderungsfaktors angebracht sein Beispielsweise sollte der Be messungsabfluss an Grenzgew ssern nicht einseitig ver ndert werden Diese Vorgehensweise ist f r staatliche Hochwasserschutzplanungen mit Ministerialschreiben seit 2004 eingef hrt Eine vergleichbare Vorgehensweise wurde den Tr gern nichtstaatlicher Vorhaben empfohlen In Baden W rttemberg wurde eine hnliche Vorgehensweise mit regional weiter differenzierten Zuschlagsfaktoren eingef hrt LFU BW 2005 Die Anwendung des Lastfalls Klima nderung ist f r Hochwasserschutzkonzepte mit deren Umsetzung bereits begonnen wurde bzw deren Umsetzung bereits abgeschlossen ist derzeit nicht vorgesehen Die nachfolgend aufgef hrten Beispiele sollen verdeutlichen wie unter dem Aspekt erh hter Bemessungswerte also der Ber cksichtigung des Lastfalls Klimaanderung bei der Umsetzung von Planungen vorgegangen werden kann e Planung eines Hochwasserdammes
262. irekt mit dem Klima nderungsfaktor fr x erh ht werden HQrn K ft HQrn Klima nderung fr K X HQ T HQ Klimaande Jahre m s rungsfaktor 2 10 _ 2 1 HQ Regionalisierung Abb 13 Lastfall Klimaanderung Beispiel Forbach Murg Die Vorgehensweise beim Lastfall Klimaanderung bei neuen Hochwasserschutzplanungen ist in Baden W rttemberg in den Leitfaden Festlegung des Bemessungshochwassers f r Anlagen des technischen Hochwasserschutzes mit einer Sammlung von Beispielen aufgenommen wor den Zusammen mit der Regionalisierung der Hochwasserkennwerte Abflusskennwerte in Ba den Wurttemberg die fl chendeckend f r Baden W rttemberg vorliegt ist damit die Beruck Handlungsempfehlungen bei der Festlegung des Bemessungshochwassers Baden Wurttemberg 103 sichtigung des Klimawandels bei den Auswirkungen auf die Hochwasserabflusse auf eine lan deseinheitliche Basis die in der Praxis leicht zu handhaben ist gestellt worden 5 2 Beispiele Die nachfolgend aufgef hrten Beispiele sollen verdeutlichen wie unter dem Aspekt erh hter Bemessungswerte also der Ber cksichtigung des Lastfalls Klimaanderung bei der Umsetzung von Planungen vorgegangen werden kann e Planung von Hochwasserr ckhaltebecken Eine sp tere Anpassung eines Hochwasser r ckhaltebeckens HRB das nicht auf die hydrologischen nderungen infolge des Klima wandels ausgelegt ist ist in der Regel sehr kostentr chtig sofer
263. irtschaftliche Analyse der Wassernutzung des Bearbei tungsgebiets Neckar f r Baden W rttemberg Regierungspr sidium Stuttgart un ver ffentlicht Statistisches Landesamt 2000 Bodennutzung in den Gemeinden und Bezirken der mter f r Landwirtschaft Landschafts und Bodenkultur Baden W rttemberg 1999 Statisti sche Berichte Baden W rttemberg Argrarwirtschft 16 00 Statistisches Landesamt Baden W rttemberg Stuttgart Germany 63 S Statistisches Landesamt 2001 Landesvorausrechnung Basis 2001 StaLa Baden W rttemberg Statistisches Landesamt 2006a Fl chennutzung 1989 bis 2005 http statistik bw de SRDB home asp H 1 amp U 01 Wirtschaftsministerium Baden W rttemberg 2002 Landesentwicklungsplan 2002 www wm baden wurttemberg de htm bereich8 content8_2 htm Klimawandel und seine Konsequenzen fur die Wasserwirtschaft in Hessen 211 Klimawandel und seine Konsequenzen fur die Wasserwirtschaft in Hessen Gerhard Brahmer Hessisches Landesamt fur Umwelt und Geologie 1 Klimawandel Auf Grund der anhaltenden und weiter steigenden Emissionen von Treibhausgasen ist mit einer deutlichen Zunahme der mittleren globalen Lufttemperatur zu rechnen IPCC 2001 Durch die enge Verflechtung zwischen Klima und dem Gebietswasserhaushalt k nnen Klimaveranderun gen mit einhergehenden Ver nderungen in den ma geblichen Wasserhaushaltsgr en Nieder schlag und Verdunstung zu erheblichen Auswirkungen auf das Abflussgeschehen und den
264. ische Expansion und zum anderen infolge der Eis schmelze Der Anstieg des Meeresspiegels infolge der thermischen Expansion kann bis zum Jahr 2100 bis zu 50 cm betragen Falls die gro en Eispanzer Gronlands oder der Antarktis schmelzen sollten waren noch deutlich starkere Anstiege zu erwarten So wurde beispielsweise ein komplettes Abschmelzen des gronlandischen Eispanzers den Meeresspiegel um weltweit sieben Meter ansteigen lassen Allerdings ist es strittig wie schnell dies passieren kann Die Wissenschaft hat die Bringschuld erbracht Es drangt sich nun die Frage auf was man schon heute an Klimaanderung beobachten kann Dabei ist zu ber cksichtigen dass das Klima auf u ere Anregungen immer mit einer Zeitver z gerung von einigen Jahrzehnten reagiert Die globale Mitteltemperatur der Erde zeigt aber bereits einen offensichtlichen Erw rmungstrend in den letzten 100 Jahren Abbildung 3 von etwa 0 8 C wobei das Jahr 2005 das w rmste Jahr seit 1880 war Zusammen mit weiteren statistischen und auf Modellen basierenden Analysen Fingerabdruckmethoden kann man heu te bereits sagen dass der beobachtete Temperaturanstieg der letzten Jahrzehnte mit sehr ho her Wahrscheinlichkeit vor allem auf den Menschen zur ckgeht Es hat zwar in der Vergangen heit immer wieder Klimaschwankungen gegeben die nicht auf menschliche Aktivit t zur ckge hen wie beispielsweise die mittelalterliche Warmzeit oder die kleine Eiszeit Diese waren im Vergleich zum
265. itliche Entwicklung insbesondere seit Mitte des letzten Jahrhun derts zu beleuchten Durch die Einbeziehung von Teilzeitreihen ergab sich eine gr ere Anzahl von Datenkollektiven die jeweils in vergleichbarer Weise untersucht wurden Die Auswertung des Verhaltens der monatlichen H chstabfl sse zeigt auff llige Ver nderun gen die Jahres und Halbjahres Mittelwerte f r die Teilzeitreihen der letzten drei bis vier Deka den liegen bei der Mehrzahl der untersuchten Zeitreihen deutlich ber den Mittelwerten von Gesamtreihe bzw korrespondierenden fr heren Teilzeitreihen Diese ausgepr gte Tendenz der Zunahme der Mittelwerte insbesondere von MHQ J und MHQ WJ zeigt dass die mittleren monatlichen Hochwasserabfl sse zugenommen haben dies ist auf eine allgemeine Erh hung dieser Hochwasserabfl sse und oder das Auftreten einzelner gro er Hochw sser zur ckzuf h ren Insgesamt zeigt das Ergebnis Abflussver nderungen die Hochwasserversch rfungen aus dr cken Dieser Befund wird durch die Trenduntersuchung der Zeitreihen der Jahres und Halbjahres Abflussh chstwerte untermauert Die Mehrzahl der Zeitreihen rund 80 zeigen einen positi ven Trend also eine steigende Tendenz bei den Hochwasserabfl ssen diese Tendenz ver st rkt sich bei Betrachtung von Teilzeitreihen die erst nach der Mitte des letzten Jahrhunderts beginnen Auch wenn die detektierten Trends nur zu einem kleinen Teil statistisch signifikant sind ist doch f r
266. its 1999 das Kooperationsvorhaben Klimaver nderung und Konsequenzen f r die Wasserwirtschaft KLIWA begonnen Das Projekt ist l ngerfristig angelegt Ab 2007 ist auch das Land Rheinland Pfalz Kooperationspartner Zielrichtung von KLIWA ist es die m glichen Folgen der Klimaver nderung auf den Wasser haushalt in den einzelnen Flussgebieten der L nder abzusch tzen die Konsequenzen aufzu zeigen und Handlungsempfehlungen f r die betroffenen Bereiche Hochwasserschutz Grund wassernutzung Siedlungsentwasserung Gew ssernutzungen Gew sser kologie etc im Sinne einer vorsorgenden Wasserwirtschaftspolitik zu entwickeln 2 Rahmenbedingungen und Vorgehenskonzept Die im Vorgehenskonzept formulierte Aufgabe von KLIWA k nftige Ver nderungen des Wasserhaushalts als Folge von m glichen Klimaver nderungen aufzuzeigen und der Wasserwirtschaftsverwaltung Hinweise ber damit verbundene Auswir kungen auf die quantitativen und qualitativen gew sserkundlichen Grundlagen zu geben sowie nachhaltige Handlungsstrategien f r die Umsetzung im Sinne des Vorsorgeprinzips zu entwi ckeln kann nur in einem l ngerfristigen Programm geplant und umgesetzt werden Die einzelnen Un tersuchungsprojekte m ssen dabei fachlich aufeinander abgestimmt und in ihrem Gesamtzu sammenhang dargestellt sein Durch das gemeinsame gebiets und fach bergreifende Vorgehen sollen Fachexpertisen ge b ndelt und Synergieeffekte genutzt werden In einem Vorgehen
267. ium 2006 Globale Aspekte des Klimawandels 27 Globale Aspekte des Klimawandels Mojib Latif Leibniz Institut fur Meereswissenschaften an der Universitat Kiel Die Klimaproblematik Das Klimaproblem hat seinen Ursprung darin dass der Mensch durch seine vielfaltigen Aktivita ten bestimmte klimarelevante Spurengase in die Atmosphare entlasst Diese Spurengase fuh ren zu einer zusatzlichen Erwarmung der Erdoberflache und der unteren Luftschichten dem anthropogenen Treibhauseffekt Von gr ter Bedeutung ist dabei das Kohlendioxid CO2 das vor allem durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe Erd l Kohle Erdgas in die Atmosph re entweicht Der weltweite Aussto ist eng an den Welt Energieverbrauch gekoppelt da die Energiegewinnung vor allem auf fossilen Energietr gern basiert Andere wichtige Spurengase sind vor allem Methan CH Distickstoffoxid N O und die Fluor Chlor Kohlenwasserstoffe FCKW Das Kohlendioxid hat einen Anteil von ca 60 an dem durch den Menschen verur sachten anthropogenen Treibhauseffekt Vom Menschen in die Atmosph re emittiertes CO hat eine typische Verweildauer von ca 100 Jahren was die Langfristigkeit des Klimaproblems verdeutlicht Der CO Gehalt der Erdatmosph re war seit Jahrhunderttausenden nicht mehr so hoch wie heute Messungen belegen zweifelsfrei dass sich die Konzentration von CO in der Atmospha re seit Beginn der industriellen Revolution rasant erh ht hat Lag der CO Geha
268. jahr erreichen die relativen Trends in Baden Wurttemberg 15 25 und damit ca 50 bis 80 der Werte im Winter Im Freistaat Bayern bleiben diese Zunahmen im Sommer meist deutlich unter einem relativen Trendwert von lt 5 und erreichen erst fur die Dauerstufe D 240 h mehr als 10 Ein Blick auf die relative Haufigkeit der betroffenen Stati onen Abbildung 1 unten zeigt im hydrologischen Winterhalbjahr in beiden Landern eine etwa gleiche Anzahl mit einem Zuwachs mit zunehmender Niederschlagsdauer von ca 45 auf knapp 70 Im Sommerhalbjahr ist die Anzahl der betroffenen Stationen in beiden Bundeslan dern uber alle Dauerstufen nahezu gleich liegt aber nur bei etwa 10 Die gleichen Auswertungen wurden auch fur die 92 Stationen der Zeitreihe 1901 2000 durch gefuhrt und die Ergebnisse in Abbildung 2 dargestellt Im hydrologischen Winterhalbjahr sind die mittleren relativen Niederschlagstrends und die Zahl der Stationen mit signifikantem Trend in beiden Bundeslandern sehr ahnlich den Ergebnissen der Auswertungen fur den Zeitraum 1931 2000 Eine Zunahme der Werte mit ansteigender Niederschlagsdauer ist allerdings nur noch bei der Stationsanzahl in Baden Wurttemberg festzustellen In Bayern ist nur ein Anstieg bis zur Dauerstufe D 120 h festzustellen Die mittleren relativen Starkniederschlagstrends liegen f r den Zeitraum 1901 2000 in Bayern sogar etwas uber den Werten der Zeitreihe 1931 2000 Deutliche Unterschiede zur Auswertung 1931 2000
269. kaden gewisse Zunahmen ergeben ist vor allem eine Ver nderung im Niederschlagsjahresgang zu erkennen Im hydrologischen Winterhalbjahr nimmt die Niederschlagsmenge um 8 zu wahrend im hydrologischen Sommerhalbjahr eine um 8 abnehmende Niederschlagsmenge zu verzeichnen ist Auch beim Niederschlag sind die markantesten Anderungen in den Monaten Dezember Januar und Februar mit Zunahmen bis uber 20 mm Monat zu erwarten Abbildung 3 Von April bis August liegen die Nieder schlagssummen der Szenariendekaden unter den Werten des simulierten Vergleichszeitraums 1981 2000 Die Veranderungen im Niederschlagsverhalten treten regional in Hessen mit einem unterschiedlichen Ausma auf insbesondere die Region nord nord stlich der Eder weist dabei nicht nur im Sommer sondern auch im Winterhalbjahr Niederschlagsabnahmen auf Abbildung 4 214 KLIWA Symposium 2006 Als Beispiel fur die Veranderung von Andauern bestimmter klimatischer Tage sind die Verhalt nisse fur die Station Gie en Liebigsh he dargestellt Abbildung 5 Aus der deutlich Zuruckge henden Anzahl der Eis und Frosttage l sst sich unmittelbar eine Auswirkung hin zu geringe rem Schneeanteil an den Niederschlagen und geringerer Schneedeckenentwicklung ableiten was sich wiederum auf das Abflussgeschehen auswirkt Die Winterniederschlage werden also vermehrt direkt abflusswirksam wahrend die Niederschlagsrucklage in Schnee mit verzogerter Schmelzwasserabgabe zuruckgehen durfte Die Zunah
270. kennwerte die Zielgr en dieser Untersuchung sind werden aus Zeitreihen mittlerer taglicher Abflusse gewonnen Als mittlere tagliche Abflusse dienen im Fall der Lang zeituntersuchungen Kap 4 die Messungen an den Pegeln und im Fall der Szenario Untersuchungen Kap 5 die anhand von Wasserhaushaltsmodellierungen erzeugten Abfluss zeitreihen Bei den Niedrigwasserkennwerten sind die abflussbezogenen DWVK 1983 von den zum Bei spiel fur Fragen der Schifffahrt und Okologie relevanten dauer und defizitbezogenen Kennwer ten DVWK 1992 zu unterscheiden Hier werden allein abflussbezogene Niedrigwasserkenn werte betrachtet Dabei ist die sogenannte NMxQ Serie die Wertereihe des niedrigsten arithmetischen Mittels der an x aufeinanderfolgenden Tagen innerhalb eines Bezugszeitraumes auftretenden Abfl sse Als Bezugszeitraum dient dabei das Wasserhaushaltsjahr in Kap 4 und 5 3 definiert als Zeitraum zwischen April und Marz des Folgejahres in Kap 5 2 als Zeitraum zwischen Mai und April oder geeignete Teilzeitraume z B Sommerhalbjahr Winterhalbjahr Monate F r x 1 ergibt sich als arithmetischer Mittelwert der NMxQ Serie des Gesamtjahres das MNQ bei monatlichem Be zugszeitraum das monatliche mittlere Niedrigwasser MoMNQ Die Wahrscheinlichkeitsanalyse des NMxQ f hrt zum NMxQ mit J hrlichkeitsbezug also zum Beispiel zum 10 j hrlichen NMxQ 10 Die Anzahl x von Tagen uber die die Mittelung erfolgt wird in Kap 4 auf x 1 sowie x 7 fest
271. kommenden Aufgaben die durch den Klimawandel ausgelost werden ein pragmatisches Vor gehen erforderlich Die bisherigen Erkenntnisse haben nicht zuletzt auch unter Vorsorgegesichtspunkten bereits Zu konkreten Konsequenzen gefuhrt Bei der Bemessung von neuen Hochwasserschutzplanungen werden die erwarteten Folgen des Klimawandels bereits jetzt berucksichtigt Die bislang gewonnenen Erkenntnisse beinhalten noch Unsicherheiten Mit den Fortschritten der weltweiten Klimaforschung und der Verbesserung der Modellierungsinstrumente werden sich die bisherigen Erkenntnisse zwangslaufig auch fortentwickeln mussen Mit der Aufstellung von Wasserhaushaltsmodellen fur die einzelnen Flussgebiete konnen weitere Untersuchungen verh ltnism ig einfach weitergef hrt werden Die durch den Klimawandel versch rfte Hochwasserproblematik zeigt aber auch dass eine Hochwasserschutz Strategie nicht nur auf der S ule des technischen Hochwasserschutzes ge gr ndet sein sollte sondern dass die beiden anderen Elemente Hochwasser Flachenmanagement und Hochwasservorsorge verst rkt verfolgt werden m ssen damit Land Gemeinden und jeder betroffene B rger vor den zunehmenden Hochwassergefahren gut ge r stet sind 7 Literatur 1 Bremicker M 2000 Das Wasserhaushaltsmodell LARSIM Modellgrundlagen und Anwendungsbeispiele Freiburger Schriften zur Hydrologie Band 11 Institut fur Hydrologie der Universitat Freiburg 2 IPCC 2001 Climate change 2001 Summ
272. ktionspotential von Landnutzungsanderungen abzuschatzen wurden die Simula tionslaufe mit der Modellkomponente SLISYS unter der Annahme wiederholt dass die gesamte Ackerflache im Neckareinzugsgebiet in eine begrunte Dauerbrache umgewandelt wurde Die Nitratauswaschung wurde dann im Vergleich zur Landnutzung im Jahre 2000 im Mittel um 67 abnehmen Abbildung 6 206 KLIWA Symposium 2006 Die GAP Reform hat also aus kologischer Sicht positive Effekte beispielsweise durch eine Reduktion der Nitratfrachten Betrachtet man jedoch die Ver nderung der Gesamtdeckungsbei tr ge im landwirtschaftlichen Sektor stellt man in einzelnen Landkreisen deutliche Verluste von bis zu 40 fest Abbildung 7 Andererseits gibt es aber vor allem in den gr nlandbetonten Gebieten im s dlichen Teil des Neckareinzugsgebiets Landkreise in denen sich der Gesamt deckungsbeitrag gegen ber dem Jahr 2000 um mehr als 15 erh hen wird Rivertwin MOSDEW Neckar Netscape Reference year 2000 Scenario A No Intervention Year 15 Map t Legend a al Economy Gross margin in Relation to reference year 2000 E 115 110 115 O 105 110 O 101 105 O 99 101 O 95 99 90 95 55 90 75 55 o 66 7 75 5 E 50 66 7 o 25 50 25 Abb 7 Prozentuale Veranderung Gesamtdeckungsbeitrage der landwirtschaftlichen Pro duktion im GAP Reform Szenario im Vergleich zur Referenzsi
273. ktoren Baseflow Index BFI Rg R vorgenommen Der so ermittelte Restterm wird dann als quivalentgr e der mittleren Grundwasserneubildung betrachtet Eine hnliche Vorgehensweise wurde berregional u a auch zu Ermittlung der bun 164 KLIWA Symposium 2006 desweiten Grundwasserneubildung fur den Hydrologischen Atlas Deutschland HAD BMU 2003 realisiert Bayern Die gro r umige Absch tzung der Grundwasserneubildung erfolgte in Bayern bislang im Ein zugsgebietsma stab auf der Grundlage der mittleren monatlichen Niedrigwasserabfl sse im Sommerhalbjahr LfW 1996 Eine rasterbezogene Modellierung der Grundwasserneubildung im 200m Raster wird gegenw rtig im Rahmen des Projektes Grundwasserneubildungskarte Bayern GWNbK200 in Verbindung mit einer fl chendeckenden Wasserhaushaltsmodellierung in Tageszeitschritten durchgef hrt Dabei werden f r den Zeitraum 1971 2000 die Rasterwerte der Gesamtabflussh he des prozessorientierten Wasserhaushaltsmodells ASGi WASIM ETH mit regressionsbasiert ermittelten Baseflow Indizes verkn pft Der rasterbezogene Baseflow Index wurde fl chendeckend f r Bayern berechnet w hrend die Gesamtabflussh he gegen wartig f r das Maineinzugsgebiet sowie die n rdlichen Teile des Donaueinzugsgebiets vorliegt Die Bearbeitung der s dlichen Teile des Donaueinzugsgebiets im Rahmen von KLIWA ist in Vorbereitung Erste plausible Ergebnisse der mittleren Grundwasserneubildung wurden bereits f r d
274. lichen Ereignisses f r S dhessen um 20 w h rend sich im Diemel und Edergebiet lediglich Zunahmen um 5 ergeben Da die Ergebnisse aus den einzelnen Dekaden der Zukunftsszenarien aufgrund der nicht vorhersehbaren nat rli chen Variabilit t im Klimageschehen nicht stringent in zeitlicher Reihenfolge zu sehen sind k nnten die so ermittelte maximale Wert als Anhaltswerte f r die Periode der n chsten 4 Jahr zehnte unter den angesetzten Klimaszenarien angesehen werden Kritisch ist hierbei anzumer ken dass die Extremwerte stark von dem gr ten simulierten Einzelwert beeinflusst werden Die statistische Klimaregionalisierung und die Anzahl der durchgef hrten Realisationen bei dem Klimadownscaling ist aber lediglich mit dem Ziel der Beschreibung der Klimaverh ltnisse opti miert worden Ob die komplexen Ergebnisse einer Wasserhaushaltssimulation mit verschiede nen klimatischen Parametern auch stabile Ergebnisse hinsichtlich des gr ten simulierten Ein zelwertes liefern muss in Frage gestellt werden Zudem ist die zeitliche Schrittweite von einem Tag f r solche Betrachtungen nicht ausreichend da Scheitel berlagerungen mit einm ndenden Seitengew ssern im Stundenbereich dar ber entscheiden wie hoch der tats chliche Hochwas serscheitel ausf llt Klimawandel und seine Konsequenzen fur die Wasserwirtschaft in Hessen 221 5 M gliche Auswirkungen des Klimawandels auf die Grundwasserneubildung F r die Modellierung der Grundwass
275. ln die Bedeutung der Zufluss und Wasserspiegel schwankungen f r die Seeanrainer wieder Besonders die Extrema werden mit besonderem Interesse wahrgenommen Niedrigwasser schr nkt beispielsweise die Schifffahrt ein und wirkt sich auf die ufernahen Feuchtgebiete aus Hochwasserereignisse k nnen bedeutende Sch den verursachen Der Gew sserschutz wie auch die Okosystemforschung f hrten zur langj hrigen Untersuchung einer Vielzahl an biologischen chemischen wie auch hydrophysikalischen Messparametern Auch die Entwicklung der Fischertr ge und best nde wird seit vielen Jahrzehnten aufgezeich net Diese Datenbest nde stellen heute eine wertvolle Grundlage dar welche zur Untersuchung von Auswirkungen klimatischer Ver nderungen herangezogen werden kann Da viele der Prozesse im Bodensee erheblich von den Witterungsverh ltnissen abh ngen sind Auswirkungen der sich abzeichnenden klimatischen Ver nderungen auf den See zu erwarten Einfache direkte Einfl s se wie etwa die tendenzielle Erw rmung des Sees k nnen sich in komplexer Weise im Wir kungs und Prozessgef ge des Sees fortpflanzen Durch Hollan 2000 wurden im ersten KLIWA Symposium bereits einige Aspekte welche f r die Beobachtung von Klimasignalen im Bodensee von Bedeutung sind er rtert Er zeigt auf dass f r die winterliche Tiefenwassererneuerung und die damit verbundene Regeneration des Sauerstoffgehaltes die Starke der winterlichen Ausk hlung von hoher Bedeutung ist
276. logische Beeintr chtigungen zeigten So wurden beispielsweise bei einigen Krebsarten eine erh hte Mortalit t und eine Faunenverschiebung zu weniger emp findlichen Zuckm ckenlarven nachgewiesen Weiterhin wurden in Hitzejahren fter gr ere Muschelsterben in Rhein und Neckar beobachtet die sich allerdings auf gr eren Streckenab schnitten ereigneten und nicht in direkten Zusammenhang mit einzelnen W rmeeinleitern ge setzt werden k nnen Hier wird ein Zusammenwirken von hohen Temperaturen niedrigem Sauerstoffgehalt ung nstigen Abflussverh ltnissen in Verbindung mit einer schlechten Ern h rungslage vermutet Bei zunehmender Haufung von Hitze und Niedrigwasserperioden ist mit einer Versch rfung dieser Situation zu rechnen 5 Zusammenfassung Der Klimawandel hat Einfluss auf die chemisch physikalischen Verh ltnisse im Gew sser und auf die Zusammensetzung der aquatischen Lebensgemeinschaft H here Temperaturen be schleunigen in der Regel die chemischen Reaktionsprozesse insbesondere dann wenn diese auf mikrobiellen Stoffumsetzungen beruhen Gerade im Bereich der Selbstreinigungsprozesse sind ein verst rkter Abbau gel ster organischer Substanzen und ein schnellerer Ablauf der Nitri fikation zu verzeichnen Problematisch ist dabei ein erh hter Sauerstoffbedarf so dass bei Hit zeperioden vermehrt mit Beeintr chtigungen des Sauerstoffhaushalts zu rechnen ist Die Tier und Pflanzenwelt in den Gew ssern Baden W rttembergs hat i
277. lowest risk and where relevant to be resilient to the effects of flooding New government guidance PPS 25 is critical to enable this to happen In summary TE2100 has been set up to look at long term planning for the future of Flood Risk Management in the Thames Estuary Climate Change is central to many of the drivers and is sues that will be considered and the approach has accordingly been structured around this The long term success of the final Flood Risk Management Plan will be determined to a large extent by how well this strategic approach copes with the challenge that climate change pre sents 228 6 KLIWA Symposium 2006 Conclusion This paper gives a high level presentation of the approach to managing flood risk in the Thames catchment in relation to the increasing influence that climate change will bring to bear It shows that the Environment Agency is being proactive in developing new techniques to decision mak ing and strategy development given this unprecedented challenge 7 Literature References iil IV Thames Region Draft Catchment flood management plan Environment Agency 2007 Flood and Coastal Defence Appraisal Guidance FCDPAG3 Economic Appraisal Sup plementary Note to Operating Authorities Climate Change Impacts October 2006 Reeder Donovan Wicks CIWEM Annual Conference 2005 OECD Working Party on Global and Structural Policies Metrics for Assessing the Economic Benefits of Climate Cha
278. lpenraum und sterreich Wien 141 Seiten Bauernfeind E und U H Humpesch 2001 Die Eintagsfliegen Zentraleuropas Insecta Ephemeroptera Bestimmung und kologie Verlag des Naturhistorischen Muse ums Wien Wien Bohle H W 1969 Untersuchungen ber die Embryonalentwicklung und die embryonale Dia pause bei Baetis vernus Curtis und Baetis rhodani Baetidae Ephemeroptera Zoo logische Jahrb cher Anatomie und Ontogenie der Tiere 86 493 575 Mohseni O H G Stefan und J G Eaton 2003 Global warming and potential changes in fish habitat in U S streams Climatic Change 59 3 389 409 184 KLIWA Symposium 2006 Ott J 2000 Die Ausbreitung mediterraner Libellenarten in Deutschland und Europa die Fol ge einer Klimaveranderung NNA Berichte 13 2 13 35 Auswirkungen klimatischer Veranderungen auf Binnenseen Beispiel des Bodensees 185 Auswirkungen der Klimaveranderung auf Binnenseen am Beispiel des Bodensees Bernd Wahl GKSS fur das Institut fur Seenforschung der Landesanstalt fur Umwelt Messungen und Naturschutz Baden Wurttemberg 1 Einleitung Eine Vielzahl von Nutzungen des Bodensees wie auch wissenschaftliches Interesse und Be muhungen um einen Gewasser und Naturschutz fuhrten zur Erfassung umfangreicher Beob achtungsdaten zu diesem gro en und tiefen Binnensee Sehr lange Zeitreihen liegen zu den hydrologischen Verh ltnissen zahlreicher Zufl sse wie auch zum Pegelverlauf vor und spiege
279. lt um 1800 noch bei ca 280 ppm ppm parts per million so liegt er heute schon bei 380 ppm Dass der Mensch f r diesen Anstieg verantwortlich ist ist unstrittig Ein Blick in die Vergangenheit zeigt dass der CO Gehalt heute schon so hoch ist wie seit ca 450 000 Jahren nicht mehr Abbildung 1 Da bei hat man die Schwankungen in der chemischen Zusammensetzung der Erdatmosph re aus Eisbohrkernen der Antarktis rekonstruiert indem man die im Eis eingeschlossenen Luftbl s chen analysiert hat Der zus tzliche anthropogene Treibhauseffekt Bei einer Erde ohne Atmosph re w re die Oberfl chentemperatur ausschlie lich durch die Bi lanz zwischen eingestrahlter Sonnenenergie und der vom Boden abgestrahlten W rme Infra rot Strahlung festgelegt Diese Oberflachentemperatur w rde im globalen Mittel etwa 18 C betragen Selbst eine Atmosph re aus reinem Sauerstoff und Stickstoff die ja die Hauptkom ponenten unserer Atmosph re ca 99 bilden w rde daran nichts Wesentliches ndern Da gegen absorbieren bestimmte Spurengase wie Wasserdampf und Kohlendioxid die von der Erdoberfl che ausgehende W rmestrahlung und emittieren ihrerseits auch in Richtung der Erd oberfl che langwellige Strahlung Dies f hrt zu einer zus tzlichen Erw rmung der Erdoberfl che Abbildung 2 Die Temperatur der Erdoberfl che betr gt daher im globalen Mittel ca 15 C Dieser nat rliche Treibhauseffekt ist daf r mitverantwortlich dass es Leben
280. m glicher Einsatzbereich der WHM ist die Planung und Optimierung wasser wirtschaftlicher Ma nahmen So erm glichen die in LARSIM vorhandenen Module zur Simulati on von Hochwasserr ckhaltebecken und zur Simulation von Talsperrensteuerungen die Be messung dieser Systeme sowie die Erarbeitung geeigneter Steuerungsvorschriften 5 Literatur Bremicker M 2000 Das Wasserhaushaltsmodell LARSIM Modellgrundlagen und Anwen dungsbeispiele Freiburger Schriften zur Hydrologie Band 11 ISSN 0945 1609 Institut f r Hydrologie der Universit t Freiburg www hydrology uni freiburg de Bremicker M Homagk P Ludwig K 2004 Operationelle Niedrigwasservorhersage fur das Neckareinzugsgebiet Wasserwirtschaft 7 8 2004 S 40 46 Bremicker M Homagk P Ludwig K 2006 Hochwasserfruhwarnung und Hochwasservorher sage in Baden Wurttemberg Wasserwirtschaft Heft 7 8 2006 S 46 50 Gerlinger K 2004 Simulation des Wasserhaushalts im Neckar unter Verwendung regionaler Klimaszenarien In KLIWA Heft 4 Fachvortrage beim KLIWA Symposium am 3 und 4 5 2004 in Munchen S 87 102 ISBN 3 937911 16 2 Haag l Luce A Badde U 2005 Ein operationelles Vorhersagemodell fur die Wassertempera tur im Neckar Wasserwirtschaft 7 8 2005 S 45 51 Homagk P 1999 Nichtbaulicher Personen und Guterschutz Hochwasservorhersage Hoch wassernachrichtendienst Internationales Symposium Extreme Naturereignisse und Wasserwirtschaft Informationsbericht
281. m Rhein gebiet KHR i V wurden auch die Verh ltnisse im Lahngebiet untersucht Der Jahresgang des Gebietsniederschlags f r den Pegel Leun Lahn Einzugsgebiet 3571 km ist 1950 1975 durch eine 2 gipflige jahreszeitliche Verteilung der Niederschl ge mit Maximum im Winter Dez Jan und sekund rem Maximum im Hochsommer Jul Aug gekennzeichnet Beim Vergleich der Teilzeitr ume 1950 1975 und 1975 2000 geht das sekund re hochsommer liche Maximum deutlich zur ck w hrend insbesondere eine starke Zunahme der Marz Niederschl ge zu verzeichnen ist Abbildung 1 Auch das Maximum im Dez Jan verst rkt sich in dem zweiten Teilzeitraum Die dazu korrespondierenden Auswirkungen auf den Gebietsabfluss lassen deutliche Ergebnis se Abbildung 2 mit statistisch signifikant abnehmendem Trend f r den Monat August und sig nifikant zunehmendem Trend f r den Monat M rz erkennen die urs chlich auf eine Ver nde rung im Niederschlagsgeschehen zur ckzuf hren sind 212 KLIWA Symposium 2006 Jahresgang der Gebietsniederschlage Pegel Leun Lahn Monatsniederschlag mm Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov GB Zeitraum 1 4 1950 31 3 1975 O Zeitraum 1 4 1975 31 3 2000 Pegel Leun Lahn Pegel Leun Lahn Mittlerer Abfluss Monat August Mittlerer Abfluss Monat M rz sign Trend 0 98 Fas sign Trend 0 97 Ubergreif Mittel 9 Jahre Ubergreif Mittel 9 Jahre
282. macht dass sich f r manche chemischen Messparameter wie et wa Orthophosphat oder Silikat ber das Jahr zum Herbst hin ein vertikaler Gradient aufbaut welcher durch die winterliche Durchmischung mehr oder weniger ausgeglichen wird Abbildung 8 zeigt dies f r den Parameter Orthophosphat im Winter 1993 1994 Ro knecht 2003 verwen det den minimalen Variationskoeffizient der winterlichen vertikalen Messprofile als Indikatorgr Re f r die Durchmischung Um gegen ber diesem Ansatz den Einfluss von sich ndernden mitt leren Konzentrationen wie sie insbesondere beim Orthophosphat im Verlauf der N hrstoffab nahme im See auftraten zu kompensieren wurde dieses Konzept im Wesentlichen dadurch abge ndert dass die im Fr hjahr erreichte kleinste Streubreite der Messprofilwerte auf die Ausgangssituation im Herbst normiert wird Man erreicht somit eine homogenere Skalierung so dass die resultierenden Kennwerte besser untereinander verglichen werden k nnen und sich dadurch auch f r statistische Analysen eignen Um eine gute vertikale Durchmischung hohen 192 KLIWA Symposium 2006 Ma zahlwerten und eine schlechte niedrigen Werten zuzuordnen wurde der Quotient der Standardabweichungen von 1 subtrahiert minimale Standardabweichung der Messprofile im Fr hjahr maximale Standardabweichung der Messprofile im Herbst bzw Fr hwinter Z 1 Der auf Grundlage der Messparameter Orthophosphat bzw Silikat errechnete langjahrige Ver lauf dieses Du
283. me der Lufttemperatur druckt sich auch in der Zunahme der Anzahl von Sommertagen und von hei en Tagen aus Dezennium 2021 2030 Mittel Dezennium 2041 2050 Mittel 2 Abweichung in mma EI EE 15 40 75 40 1 39 70 1 9 10 111 40 41 80 Een 120 Wim 160 Wi 200 201 240 Abb 4 Differenzenkarten der r umlichen Verteilung des Jahresniederschlags in den Zukunftsszenarien gegenuber dem Beobachtungszeitraum 1971 2000 aus Berthold u Hergesell 2005 Klimawandel und seine Konsequenzen fur die Wasserwirtschaft in Hessen 215 Veranderung der Anzahl der mittleren jahrlichen klimatischen Extremtage gegenuber dem Zeitraum 1981 2000 Station GieBen Liebigshohe 186 m NN ECHAM4 B2 Szenario Regionalisierung Meteo Research Anderung in Tagen 02011 2020 02021 2030 02031 2040 D 2041 2050 Abb 5 Ver nderungen von klimatischen Extremtagen fur die Station Gie en Liebigsh he 4 Auswirkungen des Klimawandels auf die Abflussverhaltnisse in Hessen Zur Untersuchung der Auswirkung der simulierten Klimadaten auf die Abflussverhaltnisse an hessischen Gewassern konnte auf das Wasserhaushaltsmodell LARSIM Large Area Runoff Simulation Modell Bremicker 2000 zuruckgegriffen werden fur das beim Ingenieurb ro Lud wig Karlsruhe aus verschiedenen Projekten aufgestellte Modelle vorliegen die hessische Flussgebiete mit abd
284. mittlotheim und um bis zu 18 f r Helmarshausen simuliert Tab 3 Prozentuale Ver nderungen der monatlichen mittleren Hochwasserabflusse MoMHQ und des mittleren j hrlichen Hochwasserabflusses MHQ in den Zukunftsszenarien 2011 2050 gegen ber dem Ist Zustand 1981 2000 Hydrologisches Hydrologisches Pegel Sommerhalbjahr Winterhalbjahr MHQ Mai Okt Nov April Marburg Lahn 14 14 9 Leun Lahn 17 6 2 Bad Vilbel Nidda 11 12 6 Bad Hersfeld Fulda 19 19 16 Schmittlotheim Eder 58 12 7 Helmarshausen Diemel 19 6 6 An den durch die Edertalsperre beeinflussten Pegeln Fritzlar Eder 1804 km und Gunters hausen Fulda 6366 km wurden unter Annaherung der derzeitigen Talsperrensteuerung MoMHQ Werte fur die Zukunftsszenarien simuliert die f r das hydrologische Winterhalbjahr nur geringfugig von denjenigen des Referenzzeitraums abweichen 4 4 Auswirkungen auf seltene Hochwasserabfl sse Zur Absch tzung von Ver nderungen bei gro en seltenen Hochwassern wurde eine ex tremwertanalytische Auswertung durchgef hrt Mit den Parametern der Pearson lll Verteilung und den simulierten Tagesmittel Werten der gr ten j hrlichen Hochwasserabfl sse wurden Hochwasserextremwerte f r die einzelnen Untersuchungsdekaden ermittelt Auf dieser Basis ergeben sich f r den Simulationszeitraum 2011 2050 gr te Dekadenzunahmen der extremen Hochwasserquantile im Bereich eines 100 j hr
285. mmen mit dem Innenministerium also dem f r den Katastrophen schutz zust ndigen Ministerium ein landeseinheitliches Gefahrenabwehrsystem Das soll den Verantwortlichen vor Ort erm glichen bei Hochwasserereignissen gezielt Informationen abzu rufen und damit fundiert und umfassend zu handeln Aber meine sehr geehrten Damen und Herren weitere wichtige Punkte sind noch offen So stellt sich beispielsweise die Frage welche Auswirkungen die Klima nderung auf die Grund wasserneubildung haben wird M ssen wir verst rkt mit Niedrigwassersituationen wie im Jahr 2003 rechnen mit im brigen vielf ltigen Auswirkungen Wie wirkt sich die Klima nderung auf die Siedlungsentw sserung aus Welche Auswirkungen sind auf den Bodensee und damit auf den gr ten Trinkwasserspeicher in Deutschland zu erwarten ber den Stand der Untersu chungen werden Sie meine sehr geehrten Damen und Herren in den n chsten beiden Tagen beim 3 KLIWA Symposium hier sicher mehr erfahren Die neuesten Erkenntnisse des Pro gramms k nnen sie der druckfrischen Brosch re Unser Klima ver ndert sich Folgen Ausma Re Strategien entnehmen die p nktlich zu diesem Symposium erschienen ist Als kritisch hat sich aber auch die noch erhebliche Unsicherheit ber das Auftreten extremer Wetterph nomene wie Sturm Starkregen oder auch Hagel herausgestellt Hier besteht drin gender Forschungsbedarf den wir durch ein neues Forschungsprogramm Herausforderung Klimawandel
286. mwelt Wasserwirtschaft und Gewerbeaufsicht Rheinland Pfalz Deutscher Wetterdienst Klimaveranderung und Konsequenzen fur die Wasserwirtschaft Fachvortrage beim KLIWA Symposium am 29 und 30 11 2000 in Karlsruhe 278 S ISBN 3 88251 279 2 Karlsruhe 2001 Langzeitverhalten der Hochwasserabfl sse in Baden W rttemberg und Bayern 98 S ISBN 3 88251 284 9 Karlsruhe 2002 Langzeitverhalten der mittleren Abflusse in Baden Wurttemberg und Bayern 93 S ISBN 3 88251 286 5 Karlsruhe 2003 2 KLIWA Symposium am 03 und 04 05 2004 in Wurzburg Fachvortrage Kli maver nderung und Konsequenzen fur die Wasserwirtschaft 249 S ISBN 3 937911 16 2 M nchen 2004 Langzeitverhalten der Lufttemperatur in Baden W rttemberg und Bayern 76 S ISBN 3 937911 17 0 M nchen 2005 Langzeitverhalten der Schneedecke in Baden W rttemberg und Bayern 88 S ISBN 3 937911 18 9 M nchen 2005 Langzeitverhalten des Gebietsniederschlags in Baden W rttemberg und Bayern 160 S ISBN 3 937911 19 7 M nchen 2005 Langzeitverhalten der Starkniederschl ge in Baden W rttemberg und Bayern 93 S ISBN 3 88148 412 4 Offenbach 2006 Regionale Klimaszenarien f r S ddeutschland Absch tzung der Auswirkungen auf den Wasserhaushalt 100 S ISBN 3 88251 305 5 Karlsruhe 2006 3 KLIWA Symposium am 25 und 26 10 2006 in Stuttgart Fachvortrage Klima ver nderung und Konsequenzen fur die Wasserwirtschaft 256 S ISBN 978 3 88251 325 7 Karlsruhe
287. n Der Handlungsdruck Anpassungsstrategien an Klima nderungen zu entwickeln entsteht nicht nur unmittelbar aus den sich voraussichtlich einstellenden nachteiligen Folgen der Klima nde rungen sondern auch aus v lkerrechtlich verbindlichen Verpflichtungen Deutschlands sowie der Europ ischen Union Die Arbeit verschiedener Gremien im internationalen und nationalen Kon text ist auf die Erstellung und Implementierung sektor bergreifender Anpassungsstrategien ge richtet In Deutschland hat die ressort bergreifende Arbeit an einer nationalen Anpassungsstra 42 KLIWA Symposium 2006 tegie begonnen Das Umweltbundesamt unterstutzt diese Aktivitat fachlich konzeptionell durch sein Kompetenzzentrum Klimafolgen und Anpassung 6 Literatur DIW 2004 Die konomischen Kosten des Klimawandels DIW Wochenbericht 42 2004 615 122 IPCC 2000 Emissions Scenarios 2000 Special Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Nebojsa Nakicenovic and Rob Swart Eds Cambridge University Press UK pp 570 IPCC 2007a Summary for Policymakers of Climate Change 2007 The physical Science Ba sis A Report of Working Group of the Intergovernmental Panel on Climate Change Based on a draft prepared by Richard Alley et al Cambridge University Press Cambridge UK and New York NY USA pp 21 IPCC 2007b Summary for Policymakers of Climate Change 2007 Climate Change Impacts Adaptation and Vulnerability
288. n als zuvor Der verwendete Trendtest nach Mann Kendall ist in KLIWA Heft 5 beschrieben Ein Vergleich der saisonalen und tiefen abh ngigen Trendentwicklungen ist in Abbildung 6 durchgef hrt Zur Tiefe hin erh lt man schw chere aber ber das Jahr hinweg konstantere Trendwerte Insbesondere in den oberen Wassertiefen sind die Trends auf Grund der Variabili tat und der K rze der Zeitreihe mitunter nicht signifikant Einen klaren signifikanten Anstieg fin det man jedoch in den Wintermonaten f r alle Tiefenbereiche Die winterliche Temperaturent wicklung ist f r die vertikale Durchmischung des Sees und damit f r die Erneuerung des Tie fenwassers von hoher Bedeutung Die deutlich ansteigenden Trends der Wassertemperaturen in den Wintermonaten in den obe ren Schichten lassen vermuten dass sich die Dauer und Intensit t der winterlichen vertikalen Durchmischung ver ndert haben k nnte 190 KLIWA Symposium 2006 In Abbildung 7 ist ein mittlerer Jahresverlauf der Temperaturschichtung im Bodensee darge stellt Man erkennt dass der See ab etwa April geschichtet ist und sich diese Schichtung im Herbst und Winter allm hlich aufl st In den Monaten Februar und M rz ist der See ann hernd ungeschichtet wodurch eine tiefer greifende Durchmischung und somit die Regeneration des Tiefenwassers erm glicht wird Die allj hrliche Ver nderlichkeit verschiedener Gr en welche den vertikalen Durchmischungsprozess mitbestimmen wie insbesondere
289. n Bad Neustadt vor einem 100 jahrlichen Hochwasser ge schutzt Ein Teil der Ortslage ist immer noch gefahrdet da der 2 Bauabschnitt bis heute noch nicht verwirklicht wurde Hochwasserschutz Ostheim vor der Rhon Durch Profilvergr erungen und Hochwasserschutzmauern integriert in der alten Stadtmauer wurde die Ortslage vor dem Hochwasser der Streu eines Wildbaches gesch tzt Insgesamt wurden so 16 Ortschaften vor Hochwasser gesch tzt Die Bemessungsabfl sse f r die Hochwasserschutzeinrichtungen basieren auf statistischen Auswertungen der Jahre 1939 1969 Im Hinblick auf eventuell eintretende Auswirkungen der Klimaver nderung m ssen diese nat rlich berpr ft werden Sollte sich bei dieser berpr fung herausstellen dass der Schutzgrad der Anlagen nicht mehr ausreichend ist werden Anpassungsma nahmen entweder durch Erh hung der Schutzeinrichtungen oder durch Hochwasserr ckhaltung erforderlich F r zahlreiche auch noch von Hochwasser bedrohte Ortschaften lagen Studien und Planungen zum Hochwasserschutz vor die jedoch nicht umgesetzt werden konnten Dies ist vor allem da durch begr ndet dass e In den 70er 80er und 90er Jahren des letzten Jahrhunderts im Einzugsgebiet der Franki schen Saale nur Hochwasser kleinerer J hrlichkeiten aufgetreten sind Durch Fehlen der von gr eren Hochwasser wurde in der Bev lkerung die Hochwassergefahr nicht mehr als gro angesehen und somit die Notwendigkeit von Hochwasserschutzma nahmen als
290. n Prozent Neben der Entwicklung der Gebietsmittelwerte spielt fur wasserwirtschaftliche Belange die zeit liche und r umliche Differenzierung der Wasserhaushaltsgr en eine mindestens ebenso wich tige Rolle Betrachtet man z B die Dekadenwerte einzelner Gr en so fallen bei Niederschlag Abfluss und Grundwasserneubildung deutliche Unterschiede auf w hrend die Verdunstung sich nur unwesentlich ndert Dabei zeigen die beiden ersten Dekaden gegen ber dem Istzustand Auswirkung der Klimaveranderung auf die Grundwasserneubildung in Suddeutschland 167 eine signifikante Zunahme des Niederschlags und damit einhergehend auch der Abflusshohe und der Grundwasserneubildung Die letzte Dekade zeichnet sich demgegenuber jedoch wieder durch deutlich niedrigere Werte aus die fast bis auf das aktuelle Niveau 1971 2000 zuruckge hen W hrend diese zeitliche Variabilit t bei der Niederschlagshohe etwa 10 ausmacht re sultieren daraus aufgrund der geringeren Absolutwerte dekadenbezogene Schwankungsbreiten der Grundwasserneubildung von ca 40 Die Variabilit ten k rzerer Zeitr ume wie beispiels weise Einzeljahre liegen nochmals deutlich h her und werden k nftig wahrscheinlich sogar noch weiter zunehmen Sch r 2004 1000 gen E 35 Bayern Maingebiet 800 700 EM Istzustand z a 1971 2000 E 500 2021 2030 i E 2031 2040 C 2041 2050 200 Dekaden 100 10 bezogene Variabilitat Niederschiag Verdunstung Gesamlabflu
291. n W rttemberg eine Versch rfung der Niedrigwasserverhaltnisse in den Sommermonaten des Klimaszenarios 74 KLIWA Symposium 2006 Pegel Rockenau Neckar Agza 12 650 km Pegel Kirchen Hausen Donau Agza 760 km N d let Zustand 1971 2000 E Zukunft 2021 2050 Halbjahresmittel Ist Zustand Halbjahresmittel Zukunft N d B q MoMHQ m s Relative Abweichung Relative Abweichung MoMHQ m s Ist Zustand 1971 2000 E Zukunft 2021 2050 Halbjahresmittel Ist Zustand Halbjahresmittel Zukunft Nov Dez Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Pegel Schwaibach Kinzig 954 km Pegel Gerbertshaus Schussen Agza 782 km E Let Zustand 1971 2000 E Zukunft2021 2050 Let Zustand 1971 2000 E Zukunft 2021 2050 Halbjahresmittel Ist Zustand Halbjahresmittel Zukunft sch N MoMHQ m s MoMHQ 12 5 N Relative Abweichung N Relative Abweichung gt TEN E ES Halbjahresmittel Ist Zustand Halbjahresmittel Zukunft 60 N 1 A Nov Dez Jan Feb Mrz Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Abb 4 Monatlic
292. n ann hernd 80 mm a bewirkt eine Erh hung der Verdunstung um ca 30 mm a Der verbleibende berschuss von knapp 50 mm a ist schlie lich abflussrelevant und f hrt daher zu einer Erh hung der mittleren Gesamtabflussh he um ca 23 auf 245 mm a Legt man der Ermittlung der Grundwasserneubildung die vereinfachte Annahme zugrunde dass die relativen Anteile der einzelnen Abflusskomponenten und damit der BFI weitgehend station r sind ergibt sich auch f r die Grundwasserneubildung eine Erh hung um mehr als 20 mm a Da sich der Untergrund Sickerraum Aquifer normalerweise durch eine ausgleichende Wirkung auf die Abflusskomponenten auszeichnet d h h here Grundwasseranteile in Trockenzeiten und h he re Direktabflussanteile unter nassen Bedingungen muss man real von einer etwas geringeren Variabilit t der Grundwasserneubildung ausgehen Diese Effekte wurden im Rahmen der hier vorgestellten ersten Auswertungen zur Grundwasserneubildung allerdings noch nicht quantitativ ber cksichtigt Insgesamt kann man jedoch festhalten dass eine knapp 10 prozentige Zunah me des Niederschlags im Maingebiet eine etwa 20 prozentige Erh hung der Grundwasserneu bildung bewirkt Tab 1 Gegen berstellung der mittleren Wasserbilanzgr en im Maingebiet f r Istzustand und Szenariozeitraum Angaben in mm a Maingebiet Tats chliche Gesamtabflu Niederschlag Verdunstung neubildung Istzustand Szenario 2021 2050 absolut en o 5 a 23 I
293. n den vergangenen Jahrzehnten einen gravierenden Wandel erfahren Teilweise kann dieser Artenwechsel der eine Verdr ngung der heimischen Arten bedeutet direkt ver nderten klimatischen Bedingungen zugeordnet werden Bei der berwiegenden Zahl von Neubesiedlern Neozoen ist jedoch noch unklar ob ihr Auftreten auf Grund von Klimaver nderungen in unseren Breiten erst m glich ge worden ist oder ob allein das dieser Arten ber neue Schifffahrtswege etc gen gte um sich hier massiv auszubreiten Bei den Arten die schon sehr lange hier sind z B der nordamerikanische Kamberkrebs ist sicherlich nicht von einer klimatischen Beg nstigung auszugehen Die j ngeren Neuzuwanderer kommen aber verst rkt aus w rmeren Regionen Schwarzmeerk ste S damerika Asien Hier ist wohl davon auszugehen dass die zuneh mende Erw rmung der Gew sser die Ausbreitungsm glichkeiten beg nstigt Die Auswirkungen sind gravierend Am Rhein gehen inzwischen stellenweise mehr als 90 der Biomasse auf Neozoen zur ck Die urspr ngliche Fauna ist nur noch in Resten vorhanden Im Zusammenhang mit h ufiger auftretenden Hitze und Niedrigwasserperioden wurden schon fter gr ere Muschelsterben in Rhein und Neckar beobachtet 6 Literatur Bundesministerium f r Land und Forstwirtschaft Umwelt und Wasserwirtschaft 2003 Auswir kungen von Klima nderungen auf die Tierwelt derzeitiger Wissensstand fokus siert auf den A
294. n der Hochwasserabfl sse sind Modellrechnungen mit zeit lich h her aufgel sten Klimaszenarien erforderlich Der Anwendung pauschaler Klimafaktoren zur Ber cksichtigung von Klimafolgewirkungen auf Bemessungswerte f r hessische Gew sser stehen zudem deutliche regionale Unterschiede in den Ergebnissen der untersuchten Einzugs gebiete entgegen Offen ist in welchem Ausma sich bei weiterentwickelten Klimamodellen oder Regionalisierungsverfahren die Regionen mit zu bzw abnehmenden Niederschl gen in Hessen ver ndern Climate Change and the river Thames catchment 223 Climate Change and the river Thames catchment Tim Reeder Regional Climate Change Programme Manager Environment Agency UK 1 Introduction This paper describes the effects of climate change on the river Thames catchment with respect to flooding and the role that the Environment Agency and others have in adapting to these ef fects The challenges of flood risk management in the Thames are described The main physi cal sources that climate change will affect are outlined It then looks at how the issue is being addressed across the fluvial catchment and finishes by describing the Thames Estuary TE2100 Project which is planning a strategy to manage flood risk across the tidal Thames Es tuary for the next 100 years New techniques to approach decision making are described and important implications for society and the environment drawn together 2 Flood risk managem
295. n ein Niederschlags Abfluss Modell N A Modell als Wasserhaushaltsmodell fur die Frankische Saale und ihr gesamtes Einzugs gebiet aufgestellt worden Mit diesem N A Modell sollen zuverlassige Planungs und hydrologi sche Grundlagen geschaffen werden die f r alle ingenieurm igen Planungen an der Franki schen Saale bzw in deren Einzugsgebiet erforderlich sind Mit Hilfe des N A Modells sollen dann auf der Basis des Ist Zustandes vor allem die Auswirkun gen von im Einzugsgebiet geplanten bzw durchgef hrten Ma nahmen im Hinblick auf den vor beugenden Hochwasserschutz abgeschatzt bzw belegt werden Unter anderem sollen mit dem Modell folgende Fragestellungen besser beantwortet und insbesondere quantifiziert werden e Wie und in welcher Gr enordnung wirkt sich die Anlage von Auwaldern auf die Hochwas serwellen bei Unterliegern aus e Wie und in welcher Gr enordnung wirken sich Laufverl ngerungen der Gew sser auf die Hochwasserwellen bei Unterliegern aus e Wie und in welcher Gr enordnung wirkt sich die Erh hung von Rauhigkeiten in den Ge w ssern und in den Vorl ndern auf die Hochwasserwellen bei Unterliegern aus e Wie ver ndert sich die Grundwasserneubildung bei o g Ma nahmen e Welche Auswirkungen haben Abfluss reduzierende Ma nahmen in Siedlungsgebieten auf die Hochwasser bzw Abflusssituation Auch k nnen mit dem N A Modell vollst ndige Wasserbilanzen erstellt werden auf deren Grundlage m gliche Szenarien der
296. n eine Anpassung ber haupt technisch m glich ist Es sind nicht nur die technischen Einzelbauwerke eines HRB anzupassen sondern auch das notwendige Beckenspeichervolumen das bei Zunahmen der Niederschlagsh hen und Niederschlagsdauern sich deutlich vergr ern kann e Planung eines Hochwasserdammes Der Damm wird nach derzeitigen Vorgaben gebaut es werden jedoch zus tzliche Ma nahmen vorgenommen die nach bisherigen Planungsge sichtspunkten nicht erforderlich w ren Zum Beispiel wird zus tzlich ein Gel ndestreifen auf der Luftseite beansprucht und freigehalten der eine zuk nftige notwendige Dammerh hung ohne zus tzliche Probleme erm glicht e Neue Bauobjekte bei denen eine zuk nftige nderung und Anpassung nicht oder nur sehr aufw ndig m glich ist z B Br cken Durchl sse sollten sofort auf zuk nftige erh hte Be messungsgr en beim Wasserstand ausgelegt werden e Neue Bauobjekte bei denen eine zuk nftige Anpassung weniger problematisch ist z B Ufermauern sollten hinsichtlich ihrer Konstruktionsmerkmale z B der Statik ber den der zeitigen Bedarf hinaus so ausgelegt werden dass eine ggf sp ter notwendig werdende An passung 2 Erh hung durch feste oder mobile Elemente kosteng nstig m glich ist 6 Zusammenfassung und Ausblick Kleinere und mittlere Hochwasserereignisse werden voraussichtlich infolge des Klimawandels landesweit zunehmen F r den Hochwasserabfluss der Wiederkehrzeit 100 Jahre wi
297. n und sich fortpflanzen Diese Unsicherheiten k nnen hier nicht umfassend diskutiert werden sondern sollen lediglich am Beispiel der Ergebnisse des Entwicklung der Niedrigwasserverhaltnisse in Suddeutschland 159 Downscaling Modells exemplarisch verdeutlicht werden Dazu werden in Abbildung 12 zwei weitere harmonische Analysen prasentiert Dabei handelt es sich zum einen um die harmoni sche Analyse der sogenannten Interquartile Range IQR der taglichen Niederschlagssummen also des Abstandes zwischen dem 25 und dem 75 Quantil Abbildung 12 links und der Wahrscheinlichkeit fur Niederschlag ohne Betrachtung etwaiger Ubergangswahrscheinlichkei ten Abbildung 12 rechts In beiden Darstellungen fallen deutliche Abweichungen zwischen den aus der Niederschlagsmessung ermittelten zu den aus dem Downscaling Modell resultie renden Gebietsniederschlagen fur den Ist Zustand auf Die Abweichungen bez glich der IQR deuten dabei auf eine unvollstandige Wiedergabe extremerer Niederschlage hin In Kombinati on mit den Unterschiede in der Wahrscheinlichkeit fur Niederschlage kann man also sagen dass bezogen auf den Ist Zustand und gr ere Teilgebiete zu h ufig im Extrembereich aber gleichzeitig zu wenig Niederschlag f llt Dies hat nat rlich Konsequenzen f r die nachgeschalte te Wasserhaushaltsmodellierung Abb 12 Harmonische Analyse der Interquartile Range IQR der t glichen Gebietsnieder schlagssumme links und der Wahrscheinlichkei
298. nd Ressourcenschutz der Universitat der Bundeswehr Munchen 255 Vorbemerkung 7 Vorbemerkung Im Sinne des Vorsorgeprinzips hat die Wasserwirtschaft die Aufgabe die Grundlagen zu schaf fen fur e die Kenntnis des Wasserhaushalts und seiner kunftig Zu erwartenden Entwicklung e die Bewertung der vertretbaren Wassernutzungen und der m glichen Gefahren und Beein trachtigungen sowie e die Festlegung nachhaltiger wasserwirtschaftlicher Handlungsstrategien Seit einiger Zeit setzt sich auf breiter Front zunehmend die Erkenntnis durch dass wir auf unse rem Planeten derzeit schon einen sp rbaren Klimawandel erleben der sich in der Zukunft ver st rkt fortsetzen wird Die Aussagen ber die bisherigen und k nftigen Klimaver nderungen und ihre Folgen beziehen sich zumeist auf globale bzw gro r umige Bereiche Konkrete Anga ben also Daten und Fakten ber Ver nderungen von Klimafaktoren im regionalen Ma stab fehlen weitgehend Da dies auch f r S ddeutschland gilt haben die Wasserwirtschaftsverwaltungen der L nder Baden W rttemberg und Bayern zusammen mit dem Deutschen Wetterdienst Anfang 1999 ein gemeinsames l ngerfristig angelegtes Vorgehen zum Themenkomplex Klimaver nderung und Konsequenzen f r die Wasserwirtschaft KLIWA vereinbart Damit werden die m glichen Ver nderungen des Wasserhaushalts in den Flussgebieten und Grundwasserlandschaften beider L nder abgesch tzt und gebotene wasserwirtschaftliche Han
299. nd vorwiegend nur schwache Verande rungen zu erwarten Deutliche Abnahmen 10 20 zeigen sich im Bereich von Kocher und Jagst beim mittleren Niedrigwasserabfluss MNQ e Zunehmende Tendenzen in den Niedrigwasserabflussen liegen ausschlie lich im Bereich des nordlichen Oberrheins unterhalbnordlich der Murg vor Die einbezogenen Gewasser stellen in diesem Bereich zeigen ber alle Kennwerte zunehmende Tendenzen Diese erge ben zun chst beim schwache Ver nderungen lt 10 und erreichen beim NQ4o Wert deutliche Zunahmen 10 20 5 3 Niedrigwasserbezogene Ergebnisse f r Bayern Die Abbildung 9 zeigt die monatlichen mittleren Niedrigwasserabflusse am Pegel Bad Mergent heim Tauber Die Kennwerte basieren dabei auf Abflussberechnungen mittels WaSiM unter Verwendung von Klimadaten e des Enke Ist Szenario ber den Zeitraum 1971 2000 IstE gelb e der realen Klimadaten uber den Zeitraum 1961 1990 IstR dunkelgrau e der Enke Klimaprojektionen ber die Zeitr ume 2020 30 Sz2_ 31 40 Sz3_ und 41 50 Sz4_ Jahre Graut ne abnehmender Intensit t Die Linien oberhalb der Balken geben die Konfidenzbereiche der Mittelwerte an und die Einf r bungen der Linien zeigen an ob die Mittelwerte diejenigen zu IstE signifikant berschreiten gr n unterschreiten rot oder ob die Unterschiede nicht signifikant sind 156 KLIWA Symposium 2006 MoMNO Bad Mergentheim Tauber H gh EE EE m E
300. nduntersuchung Untersuchungsergebnisse zum Langzeitverhalten der Hochwasserabflusse in Suddeutschland 135 Die umfangreichen Auswerteergebnisse die in gleicher Darstellungsform fur alle Pegel vorlie gen sind nachfolgend nur summarisch und auszugsweise veranschaulicht und beschrieben Die Auswahl erfolgte dabei so dass die Befunde verallgemeinernd zu beurteilen sind und dar aus Schlussfolgerungen fur das Langzeitverhalten ableitbar sind 3 Analyse des mittleren monatlichen Jahresgangs Der Jahresgang der mittleren monatlichen Abflusshochstwerte HQ m wurde von jedem Pegel fur die Gesamtreihe sowie die verschiedenen Teilzeitreihen die durch die gewahlte Trennung der Gesamtreihe in den Jahren 1951 1964 und 1974 entstanden berechnet und dann die Mit telwerte fur das Gesamtjahr sowie Sommer und Winterhalbjahr bestimmt Daraus sind die Ab weichungen der Mittelwerte der Teilzeitreihen vom Mittelwert der Gesamtreihe cr eines jeden Pegels hergeleitet und den prozentualen Abweichungsklassen z B 0 5 zugeordnet worden das Verh ltnis der Mittelwerte wird mit der Formel A Q 100 cr cr als prozentuale Abweichung mit einem positiven oder negativen Wert er rechnet Die Verteilung der prozentualen Abweichungen f r das Pegelkollektiv Gesamte Zeit reihe Winterhalbjahr Trennungsjahr 1964 ist exemplarisch in Abbildung 5 als Histogramm f r alle Pegel dargestellt proz
301. ndwirtschaftlicher Kulturpflanzen werden als Folge der l ngeren Vegetationspe riode bei ausreichendem Wasser und N hrstoffangebot zunehmen Davon wird auch die Tier produktion profitieren k nnen Im Gegenzug werden das Wasserangebot im Sommer abneh men das Aufkommen von Unkr utern und Insektensch dlingen verst rkt und Sch den durch Extremereignisse zunehmen Durch angepasste Auswahl der Kulturpflanzen der Anbauverfah ren und der Betriebsf hrung wird sich die Landwirtschaft an einen moderaten Anstieg der mittle ren Temperatur von 2 3 C bis 2050 anpassen k nnen Problematisch ist allerdings die Zu nahme von Hitze und Trockenperioden Zudem verst rken h ufigere Starkniederschl ge die Bodenerosion Der Bew sserungsbedarf wird vielerorts steigen Eine Diversifizierung der Be und h here Versicherungsdeckung k nnen diese Risiken vermindern Bei einer Klimaerw rmung von mehr als 2 3 C bis 2050 werden hingegen die Nachteile berwiegen W hrend der Vegetationsperiode ist vermehrt mit Wassermangel zu rechnen und beim Getreide und den K rnerleguminosen hat die beschleunigte Pflanzenentwicklung Er tragseinbussen zur Folge In der Schweiz werden jedoch bis 2050 die Liberalisierung der M rk te und die Anpassungen der Agrarpolitik wichtigere Einflussfaktoren sein als die Klima nde rung 7 Zusammenfassung In der Schweiz hat die Regierung bereits1996 das Beratende Organ fur Fragen der Klimaande rung
302. nen deutlichen Erwarmungstrend in den letzten 100 Jahren wobei insbesondere die Erwarmung der letzten Jahrzehnte auf den Menschen zuruckgeht Die Werte sind Abweichungen vom Mittelwert der Jahre 1951 1980 Unten Die Temperaturabweichung beobachtet im Jahr 2005 Quelle NASA Kunftige Klimaanderungen Deutschland Anlass zur Sorge 33 Kunftige Klimaanderungen in Deutschland ein Anlass zur Sorge Petra Mahrenholz Umweltbundesamt 1 Einleitung Beobachtungen und Messungen lassen keinen Zweifel dass das Klima sich andert Die globale Erw rmung und der Meeresspiegelanstieg haben sich in den letzten Dekaden beschleunigt ebenso das Abschmelzen der Gletscher und Eiskappen In den Letzten 100 Jahren hat sich die Erde im Mittel um 0 74 C erw rmt Elf der letzten zw lf Jahre 1995 2006 geh rten zu den zw lf w rmsten Jahren seit Beginn der Beobachtungen Auch regionale Klimamuster ndern sich Viele langfristigen Ver nderungen wurden beobachtet etwa bei den Temperaturverh lt nisse sowie der Eisbedeckung in der Arktis bei Umverteilungen des Niederschlags Salzgehal ten im Ozean und Windgeschwindigkeiten Extreme Wetterereignisse wie Hitzewellen D rren sowie heftige Niederschl ge sind h ufiger geworden und die Intensit t tropischer St rme hat sich erh ht Das heutige Konzentrationsniveau der atmosph rischen Treibhausgase liegt deutlich h her als das nat rliche Niveau in den letzten 650 000 Jahren Es gilt als
303. nge Policies Sea Level RiseR J Nicholls et al July 2006 The Future Oceans Warming Up Rising High Turning Sour German Advisory Council on Global Change WBGU R Schubert et al January 2006 Die Schweiz im Jahre 2050 Auswirkungen Klimaanderung 229 Die Schweiz im Jahre 2050 Auswirkungen der Klimaanderung auf die Wasserwirtschaft und auf andere wichtige Bereiche Bruno Schadler Bundesamt fur Umwelt 1 Einleitung Wie wird sich der globale Klimawandel im Jahr 2050 auf die Schweiz auswirken Welches sind mogliche Folgen und Verletzlichkeiten fur Umwelt Wirtschaft und Gesellschaft in der Schweiz Sind neue Ma nahmen und Anpassungsstrategien notwendig Diese Fragen hat das Beraten de Organ fur Fragen der Klimaanderung OcCC zusammen mit ber 100 Fachleuten aus den verschiedensten Fachbereichen diskutiert und Antworten dazu in einem umfassenden Bericht OcCC 2007 dargelegt Das OcCC wurde 1996 von der Schweizer Regierung eingesetzt und hat den Auftrag Empfeh lungen zu Fragen des Klimas und der Klimaanderungen zu Handen von Politik und Verwaltung zu formulieren Rund 30 Personlichkeiten aus Forschung Wirtschaft und Bundesverwaltung wirken in diesem Fachgremium mit Aus der Vielzahl von moglicherweise beeinflussten Bereichen aus Umwelt Gesellschaft und Wirtschaft wurden die folgenden untereinander auch mehrfach vernetzten und sich berlap pender Themen zur n heren Bearbeitung ausgew hlt Land kosysteme Landwi
304. ngen auf den Wasserhaushalt KLIWA Berichte Heft 8 Munchen LANDESANSTALT FUR UMWELTSCHUTZ BADEN WURTTEMBERG 2005 Leitfaden Fest legung des Bemessungshochwassers fur Anlagen des technischen Hochwasser schutzes Karlsruhe SCHAR CH et al 2000 Grenzen und M glichkeiten der globalen und regionalen Klimamo dellierung fur die Quantifizierung des Wasserhaushalts Studie f r KLIWA Klimafor schung ETH Z rich unver ffentlicht SCH R CH et al 2001 Regionale Klimamodelle M glichkeiten und Grenzen KLIWA Berichte Heft 1 S 92 103 WILLEMS W amp A YORUK 2006 Einfluss des Klimawandels auf Wasserbilanzen und Abfl s se f r Einzugsgebiete des bayerischen Mains mittels Klimaszenarien Unver ffent lichter Ergebnisbericht 147 S WILLEMS W 2006 Einfluss des Klimawandels auf Extremwerte f r Einzugsgebiete des baye rischen Mains mittels Klimaszenarien Unver ffentlichter Ergebnisbericht 64 S Handlungsempfehlungen bei Festlegung des Bemessungshochwassers Baden Wurttemberg 91 Handlungsempfehlungen bei der Festlegung des Bemessungshochwassers in Baden Wurttemberg Wolfgang Hennegriff Landesanstalt fur Umwelt Messungen und Naturschutz Baden Wurttemberg 1 Anlass Als das Kooperationsvorhaben KLIWA Klimaanderung und Auswirkungen auf die Wasserwirt schaft 1999 ins Leben gerufen wurde stand damals die Frage einer Hochwasserverscharfung im Vordergrund Die drangenden Fragestellungen waren dam
305. nt Jan Feb M rz Apr Mai Juni Juli Aug Sep Okt Nov Dez Abb 4 Mittlere Abflussregimes von schweizerischen Einzugsgebieten mit unterschiedlicher H henlage Das Spektrum reicht vom Regime das haupts chlich vom Regen abh n gig ist pluvial erh ht mittlere H he 800 m u M bis zum Regime das haupts chlich von den Gletschern gepr gt ist glazial 2700 M Der H henunterschied zwischen den einzelnen Regimes betr gt ungef hr 300 m Der Parde Koeffizient ist das Verh lt nis des mittleren monatlichen Abflusses zum mittleren j hrlichen Abfluss glazial von Gletschern gepr gt nival von Schnee gepr gt pluvial von Niederschl gen gepr gt 4 Extreme 4 1 Hochwasser Aussagen zur Entwicklung der Hochwasserabflusse sind saisonal regional und auch bezogen auf die Einzugsgebietsgr e differenziert zu betrachten KOHS 2007 Nordalpine Gebiete unter 1500 m M Im Winter sind durch erh hte Bodenwassergehalte und durch hohere Niederschlagsleistungen hohere Hochwasserspitzen zu erwarten Trotz Erwar mung bleiben im Mittelland Schneedecken und damit kombinierte Schmelz Regenereignisse weiter moglich Der Einfluss von Schmelzereignissen nimmt wie bisher mit der Hohenlage der Einzugsgebiete im betrachteten Hohenbereich zu In diesen Gebieten treten bereits heute im 234 KLIWA Symposium 2006 Winter und Fr hjahr die Jahreshochwasser auf Sie k nnen auch in Zukunft bis ins Fr hjahr vorkommen werden abe
306. nt the strategy by engaging with the key stakeholders in the Region to ensure we manage the increase in flood risk by making the best use of the planning system and informing and encouraging the population to be aware of flood risk and prepare for it where this is unavoidable This will entail the further development of the Flood Warning sys tem that the Environment Agency provides which has been successful in improving the resil of the community to flood events 5 Thames Estuary 2100 Project The Thames Estuary 2100 Project TE2100 has been set up by the Environment Agency to develop a flood risk management plan for the Thames Estuary for the next 100 years The Thames estuary depends on an extensive flood defence infrastructure that has built up over the centuries in response to rising sea levels and the development of London in the estuarial flood plain The last major investment took place in the 1970s as a result of the extensive flooding from a storm surge in 1953 and resulted in the construction of the Thames Barrier and associ ated many kilometres of linear defences The challenges of climate change with rising sea lev 226 KLIWA Symposium 2006 els possibly more intense storms and higher fluvial flows into the estuary an ageing defence infrastructure and the challenge of new development in or near the floodplain all have to be fac tored into the TE2100 planning The following graph shows the pattern of Thames Barr
307. nter mit unzurei chender vertikaler Durchmischung auftreten Um eine moglichst breite Basis fur die Untersuchung moglicher klimabedingter Einflusse auf den Bodensee verfugbar zu haben wurde im KLIWA Teilprojekt A2 2 1 ein umfangreicher Be stand langjahriger Messreihen biologischer chemischer und hydrophysikalischer Parameter des Bodensees und seiner Zuflusse sowie zur Meteorologie zusammengestellt Die Zeitreihen wurden auf Fehlerhaftigkeit und hinsichtlich ihrer Homogenitat Uberpruft und soweit notig und moglich korrigiert Die Verfugbarkeit und Qualitat der Daten konnte hierdurch wesentlich ver bessert werden und dient damit auch kunftigen weiterfuhrenden Untersuchungen Auf der Grundlage dieses Datenbestands wurde eine Vielzahl an statistischen Analysen in ei nem breiten Spektrum an Themen durchgefuhrt Hierbei wurde ein besonderes Augenmerk auf markante langjahrige Veranderungen gerichtet Zu deren Verstandnis ist die Kenntnis Uber we sentliche Entwicklungen am oder im Bodensee wahrend der vergangenen Jahrzehnte notig Oftmals sind diese Ver nderungen anthropogen verursacht wie beispielsweise die berd n gung des Bodensees Eutrophierung ab etwa den 1950 60er Jahren welcher durch den Aus bau der Siedlungsabwasserreinigung erfolgreich entgegengewirkt wurde G de et al 1998 Viele der hydrochemischen und hydrobiologischen Zeitreihen sind durch diese N hrstoffent wicklung gekennzeichnet Andere Beispiele markanter Einfl sse sind die
308. ntlichten Daten und sonstigen Informationen liegen in gedruckter Form vor Sie konnten gescannt und die Zahlen danach per Programm in numerische Daten umgewandelt werden Die Unterlagen enthalten u a folgende Informationen laufende Nr der Marke Nr durchlaufend von 1 bis 2560 Bezeichnung des Gew ssers und Ort der Hochwassermarke Beschreibung der Marke Datum des Hochwassers H he der Marke ber NN Bemerkungen Es liegen im Landesteil Baden insgesamt 2560 Marken f r die Zeitspanne 1511 1910 vor Ein gro er Teil der Marken bezieht sich auf die extremen Hochwasser vom Oktober 1824 Juni 1876 Dezember 1882 und M rz 1896 Das 13 Heft der Beitr ge zur Hydrographie im Gro herzogtum Baden enth lt in einem weite ren Band Tafeln mit zeichnerischen Darstellungen der einzelnen Ortlichkeiten sowie Skizzen f r die Art und Anbringung der Hochwassermarken Diese Darstellungen sind ebenfalls ges cannt und mit den jeweiligen Hochwassermarken verkn pft worden Bild 6 enth lt als Beispiel die Skizzen ber die Lage der in Ettlingen Alb urspr nglich vorhandenen Hochwassermarken ein gro er Teil dieser Marken ist heute noch vorhanden Die berwiegende Anzahl der Marken Nr 1432 1433 1436 1437 und 1438 bezieht sich auf das extreme Hochwasser vom Oktober 1824 121 Historische Hochwasserinformationen und deren Nutzung Marke 1435 17 16 1404 ee 1439 Dausent Hundert kirgig wei Brecht Inf De
309. o Menschen schutzlos den Ver nderungen ausgesetzt sind wird es immer auch verursacht durch den Kli mawandel Katastrophen geben Eine Umweltpolitik die das begriffen hat w re wirklich nachhaltig Und durchsetzbar 248 KLIWA Symposium 2006 Kurzstatements zur Podiumsdiskussion 249 Statement fur das 3 KLIWA Symposium in Stuttgart Armin Grunwald ITAS Forschungszentrum Karlsruhe Thesen e Der Klimawandel verscharft die Anforderungen an eine nachhaltige Entwicklung Nachhal tige Entwicklung steht fur anspruchsvolle ethische Zielsetzungen die Wahrnehmung von Zukunftsverantwortung und die Realisierung von Verteilungsgerechtigkeit Ihre Realisierung erfordert weit reichende Gestaltungs und Umgestaltungsma nahmen der heutigen Produk tionsverh ltnisse Lebensstile und politisch institutioneller Rahmenbedingungen von der lo kalen bis zur globalen Ebene Der Klimawandel dr ngt zum Handeln e Handeln kann dabei l ngst nicht mehr nur noch in Vermeidungsstrategien bestehen Auch Anpassungsstrategien sind erforderlich um die gesellschaftliche Vulnerabilit t gegen ber Klimaschwankungen und deren Folgen z B im Wasserbereich zu verringern e Nachhaltige Entwicklung ist nicht teilbar sondern bedarf immer auch in den ganz konkre ten Auspr gungen eines Blicks auf das Ganze Der integrative Blick muss sich auf die involvierten thematischen Dimensionen erstrecken z B die kologische konomische und soziale D
310. oeffizienten und des Devianztests des Lokationparameters der GEV sind sehr ahnlich Anstiege der Niedrigwas serabflusse gehen also einher mit Anstiegen der Niedrigwasserquantile So lasst sich zum Bespiel der instationaren Wahrscheinlichkeitsanalyse des NM7Q am Pegel Holle Selbitz entnehmen dass das 10 jahrliche NM 7Q im Jahr 1951 0 41 m s im Jahr 2001 dagegen 0 52 m s betr gt e Der Skalenparameter der GEV zeigt haufig fallende Tendenzen Die Streuungen der Nied rigwasserabflusse nehmen also haufig ab e Die Ergebnisse zum Trendverhalten von NM1Q und zum NM7Q sind hinsichtlich der Kern aussagen identisch e Auch bei Ausdehnung des Betrachtungszeitraumes auf den jeweiligen Maximal Zeitraum ergeben sich keine grundlegenden Unterschiede zum Gesagten 5 Szenariountersuchungen 5 1 Klimaszenarien und Wasserhaushaltsmodellierungen Um zuk nftige Niedrigwasserverhaltnisse abzusch tzen werden die Ergebnisse von Wasser haushaltsmodellierungen auf der Grundlage von Klimamodell Rechnungen statistisch unter sucht Die den Wasserhaushaltsmodellierungen zugrunde liegenden Klimadatens tze resultieren aus dem statistischen Downscaling eines transienten Laufes des ECHAM4 Klimamodells Ausge wertet werden dabei das IPCC Emmissionsszenario B2 f r die Dekaden von 2021 2030 bis 2041 2050 Bei dem B2 Szenario wird ein fast linearer Anstieg der CO2 Emissionen angenom men der bis zum Jahr 2100 etwa zur Verdopplung der jetzigen CO2 Konzentration f
311. on of Climate Protection and Cli mate Change DIW Berlin Politikberatung kompakt 13 Project FKZ 904 41 362 for the Federal Ministry for the Environment pp 48 KLIWA 2006 Regionale Klimaszenarien fur Suddeutschland Abschatzung der Auswirkun gen auf den Wasserhaushalt KLIWA Berichte Heft 9 Hrsg Arbeitskreis Klimaver anderung und Wasserwirtschaft Karlsruhe 100 S KomPass 2007 Kompetenzzentrum Klimafolgen und Anpassung im Umweltbundesamt www anpassung net Koppe C Jendritzky G 2004 in Gesundheitliche Auswirkungen der Hitzewelle im August 2003 Sozialministerium Baden Wurttemberg Stuttgart Kunftige Klimaanderungen in Deutschland Anlass zur 43 KSP 2005 Nationales Klimaschutzprogramm Sechster Bericht der Interministeriellen Arbeits gruppe CO2 Reduktion Deutscher Bundestag Drucksache 15 5931 S 41 Muller Westermeier G 2006 pers Mitteilung vom 09 03 2006 Muller Westermeier G Riecke W 2006 Die Witterung in Deutschland In Klimastatusbericht 2005 Hrsg Deutscher Wetterdienst Offenbach 75 86 Munchener Ruck 2003 Jahresruckblick Naturkatastrophen 2002 Munchen Munchener Ruck 2004 Jahresruckblick Naturkatastrophen 2003 Munchen Sachsische Staatskanzlei 2003 Regierungserklarung Georg Milbradt im Sachsischen Landtag 11 09 2003 Schar C Jendritzky G 2004 Hot news from summer 2003 Nature 432 559 560 Schonwiese C D Jonas M Staeger T 2005 Bere
312. oren als Treiber des Schadenanstiegs haben wir global starke Indizien daf r dass die Zunahme der Luft und Meerestemperaturen im Zuge des Kli mawandels zunehmend als zus tzlicher Treiber f r ver nderte H ufigkeiten Intensit ten extre mer Wetterereignisse und ansteigende Sch den zu sehen ist Am deutlichsten ist dies gegen w rtig bei den atlantischen Wirbelst rmen zu sehen F r Deutschland ist auf die gro en ber schwemmungsereignisse seit 1993 bis inklusive August 2005 hinzuweisen teils aus winterli chen Westlagen die zunehmen teils aus sommerlichen mitteleurop ischen Troglagen die in tensiver auszufallen scheinen Auch f r sommerliche Hitze und Trockenepisoden in Deutsch land wie im Sommer 2003 oder 2006 hat die Wahrscheinlichkeit in den letzten drei Jahrzehnten 252 KLIWA Symposium 2006 regional unterschiedlich stark zugenommen mit Schadenfolgen in der Landwirtschaft im Ge sundheitswesen und etwa im Energiesektor Die regionalen Klimaszenarien aus KLIWA zeigen dass die Fortsetzung solcher Entwicklungen speziell in Suddeutschland auch fur die Zukunft Zu erwarten ist Eine positive gesellschaftliche Folge der Resultate zum Klimawandel die KLIWA erarbeitet hat liegt in der Chance dass damit ein wissenschaftlich fundierter Wissensstand und Interpretati onsrahmen etabliert wird Dieser kann Behorden Gemeinden und letztlich auch den potenziell Betroffenen als gemeinsamer Deutungs und Erwartungshorizont dienen und
313. periode ergeben sich fur den Pegel Marburg Lahn 1666 km deutliche Zunahmen der mittleren Abflusse in den Monaten Dezember bis Februar Im hydrolo gischen Sommerhalbjahr von Mai bis Oktober ergeben sich im simulierten Zukunftsszenario hingegen Abnahmen der mittleren Abflusse von ca 10 bis 20 Klimawandel und seine Konsequenzen fur die Wasserwirtschaft in Hessen 217 Mittlere monatliche Mittelwasserabfl sse MoMQ Mittlere monatliche Mittelwasserabfl sse MoMQ Pegel Marburg Lahn Pegel Helmarshausen Diemel Mittlere relative Ver nderung Mittlere relative Ver nderung 1981 2000 MoMQ 1981 2000 2011 2020 E 2011 2020 4 MoMQ 2021 2030 4 MoMQ 2021 2030 MoMQ 2031 2040 A MoMQ 2031 2040 MoMQ 2041 2050 s 2041 2050 Mittlere relative Veranderung Nov Dez Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Abb 7 Veranderung der Mittelwasserab Abb 8 Veranderung der Mittelwasserab flusse am Pegel Marburg Lahn flusse am Pegel Helmarshau sen Diemel Am Pegel Helmarshausen Diemel 1755 km zeigt sich im Gegensatz zur Lahn auch in den Wintermonaten keine Abflusszunahme Hier nehmen die mittleren Abflusse der Monate No vember Dezember Marz und April um etwa 15 ab wahrend die Januar und Februarabflus se bis
314. prochen Es sind Land und Forstwirtschaft also alle Lebensbereiche werden damit erfasst und deshalb will ich genau wie Kollegin Tanja G nner auch f r Bayern noch einmal die Schlussfolgerung ziehen im Sinne einer Doppelstrategie Wir m ssen an zwei gro en Stellschrauben arbeiten Das erste ist die konsequente Vermei dungs und Reduktionsstrategie hinsichtlich der Klimagase insbesondere CO Hier ist interna tional national und regional Handlungsbedarf gegeben Meine sehr verehrten Damen und Her ren der KLIWA Kongress findet ja sozusagen im Vorfeld der Weltklimakonferenz in Nairobi statt wo wie Tanja G nner gesagt hat vor allem ber die Frage diskutiert wird Wie geht es weiter nach 2012 Es ist nicht nachvollziehbar dass nach wie vor die Vereinigten Staaten sich nicht in den internationalen Prozess verst rkt einklinken dass man das den Bundesstaaten wie jetzt zuletzt Kalifornien aber auch den Neuenglandstaaten und anderen berl sst sich um Kli maschutz auch v lkerrechtlich verbindlich zu engagieren Herr Schwarzenegger der Gouver neur von Kalifornien hat ja angek ndigt er m chte sich mit Europa zusammentun und z B sich im Emissionshandel engagieren Ich w rde das sehr begr en Wir hatten bei der letzten Kon ferenz in Montreal doch eine Vereinbarung mit amerikanischen Bundesstaaten getroffen und wenn wie Kalifornien auch andere mit Europa zusammen im Kyotoprozess und im europ i schen Immissionshandel mitmachen wollen
315. r en Ich freue mich dass Sie in dieser gro en Zahl dieser Einladung zum zweit gigen Symposium gefolgt sind Besonders be gr en m chte ich dich lieber Werner dass du den Weg hierher nach Stuttgart gefunden hast um noch einmal deutlich zu machen wie wichtig uns die gemeinsame Arbeit an diesem Projekt ist Es ist gut dass Baden W rttemberg und Bayern diesen Weg gemeinsam beschreiten weil wir nat rlich auch wissen dass es viele Dinge gibt die uns bei diesem Thema verbinden wie z B den Bodensee der bereits von der Pr sidentin aber auch vom Herrn B rgermeister ange sprochen wurde oder auch unsere grenz berschreitenden Fl sse Deswegen herzlichen Dank daf r dass Du den Weg heute Morgen von M nchen hierher gemacht hast Meine sehr geehrten Damen und Herren die Anzeichen einer globalen Umweltver nderung mehren sich Jahrhunderthochwasser 2002 an der Elbe das im brigen im Fr hjahr dieses Jahres erneut zu sehen war also insofern stellt sich immer die Frage wann wir noch von Jahr hundert sprechen Der Jahrhundertsommer 2003 im Juli dieses Jahres war man sich nicht sicher ob man den n chsten Jahrhundertsommer erleben wird Hurrikan Katrina 2005 mit im mensen Sch den in New Orleans mit im brigen auch weitergehenden Auswirkungen in Ame rika was die Frage der Wahrnehmung des Klimawandels angeht und man k nnte diese Liste fortsetzen Dabei brach vor allen Dingen das Jahr 2005 alle Negativrekorde Noch nie wurden so v
316. r ckgegangen Im Ver kehrsbereich Frau Ministerin hat es eben ber die Schulter hinweg schon angesprochen ha ben wir ein sch nes Thema Stuttgart 21 es sollte sehr zur Reduzierung von CO und Treib hausgasen beitragen aber dazu m chte ich jetzt an dieser Stelle aufgrund der Aktualit t keine weiteren Ausf hrungen machen Im Verkehrsbereich gibt es heute Einrichtungen in dieser Stadt wie z B die Mobilit tszentrale die B rgerinnen und B rgern kompetent in allen Fragen der Mobilit t ber t So wurde ein Fahrgemeinschaftsvermittlungssystem aufgebaut das so ge nannte Pendlernetz Stuttgart um den Menschen einfache Hilfestellung zu geben wie sie ihren Arbeitsweg auch unabh ngig vom PKW gestalten k nnen Inzwischen hat man erkannt dass der Klimawandel nicht mehr zu vermeiden ist Daher spielt nat rlich auch das Thema Anpassung an den Klimawandel eine zunehmend bedeutende Rolle Die Landeshauptstadt Stuttgart arbeitet gemeinsam mit nationalen und internationalen Partnern am EU Projekt AMICA in dem Strategien zur Anpassung an die zu erwartenden Klima nderun gen gesucht werden In diesem Projekt leitet Stuttgart die Arbeitsgruppe Strategien gegen zu nehmende Hitze Sie erinnern sich noch an den Hitzesommer 2003 Frau Barth hat ihn soeben angesprochen mit europaweit vielen Todesf llen aber auch mit der Situation dass wir hier in der Stadt aufgrund vermehrt betriebener Klimaanlagen einen h heren Strombedarf hatten und die Kraftwerke
317. r ckgreifen zu k nnen Zeitreihen die uns f r eine Daten analyse zur Verf gung standen Erste Ergebnisse der Datenanalyse dieser historischen Daten lagen schon beim 1 KLIWA Symposium im November 2000 in Karlsruhe vor Dabei konnte klar belegt werden dass sich insbesondere die Zahl der Extremereignisse in den 80er und 90er Jahren des letzten Jahrhunderts deutlich erh ht hat Nach diesem Blick in die Vergangenheit richten wir den Blick in die Zukunft mit der Berechnung von Klima Szenarien f r den Zeitraum 2021 bis 2050 Drei verschiedene Modelle mit unter schiedlichen Berechnungsans tzen f hrten im Grundsatz zum gleichen Ergebnis Die Klima ver nderung ist bereits da und wird sich in den kommenden Jahrzehnten noch verst rken Dies war die Kernaussage beim 2 KLIWA Symposium im Mai 2004 in W rzburg Heute beim 3 KLIWA Symposium sind wir alle auf die neuen Ergebnisse gespannt Ich freue mich hierbei besonders auf den Er ffnungsvortrag von Herrn Professor Latif ber die globalen Aspekte des Klimawandels Danach fokusieren wir unseren Blick zun chst auf Deutschland und 10 KLIWA Symposium 2006 dann auf den suddeutschen Raum Dabei stehen die erstmaligen Untersuchungen regionaler Klimaszenarien im Vordergrund Der heutige Nachmittag steht ganz im Zeichen des Hochwassers Wir sind stolz darauf dass wir zu den Ersten gehoren die fur die Abschatzung kunftiger Hoch wasser die Ergebnisse aus Klimaszenarien mit Wasserhaushaltsmod
318. r 2 C gegenuber 1990 ansteigen Als Folge der kunftigen Erwarmung kann es in Seen die heute einen ausreichenden Sauerstoffgehalt aufweisen zu einer Verschlechterung der Lebensbedingungen kommen Die Erwarmung der Gewasser hat Auswirkungen auf Kaltwasserfische ihre geeigneten Habita te werden verkleinert und die Artenzusammensetzung ver ndert sich Kalt und Warmwasserfi sche profitieren von den warmeren Wintern Abschatzungen zeigen dass bei einer Erwarmung von 2 C bis 2050 die Lebensraume der Salmoniden in der Schweiz um 1 5 bis 1 4 gegenuber heute schrumpfen werden Von den warmeren Wintertemperaturen profitieren sowohl Kalt als auch Warmwasserfische die Wachstumsphasen dauern langer und die Fische wachsen schneller Als Folge davon werden die Gewasser geeigneter fur Karpfen Cypriniden und exoti sche Fischarten Krankheiten wie die Parasiteninfektion PKD Proliferative Kidney Disease werden sich bei warmeren Wassertemperaturen ausbreiten Die Schweiz im Jahre 2050 Auswirkungen Klimaanderung 237 6 Auswirkungen auf andere Sektoren Praktisch alle in dieser Studie behandelten Sektoren habe mehr oder weniger enge Verbindun gen zum Thema Wasser Im Folgen werden noch kurz die beiden wichtigen Bereiche Touris mus und Landwirtschaft gestreift 6 1 Tourismus Hei ere Sommer k nnen einheimische Destinationen insbesondere an Seen und in den Alpen f r den Tourismus attraktiver machen Im Winter hingegen f hrt die stei
319. r dem Klima entsprechend hoher Im Sommer werden die Hochwasser besonders in tieferen Lagen geringer ausfallen weil die Abflussdisposition der Boden durch verringerte Niederschlage und hohere Verdunstung deutlich reduziert ist Allerdings ist zu beachten dass im Sommer immer auch mit konvektiven Starknie derschlagen zu rechnen ist welche hauptsachlich in kleinen Einzugsgebieten zu Hochwasser fuhren konnen Nord und inneralpine Gebiete uber 1500 m M Die Regimes in den Alpen wechseln von gla Zialer zu nivaler Pragung Im Winter steigen die Abflusse wegen gelegentlicher Regenfalle et was an Daraus ergeben sich jedoch keine wirklichen Hochwasser Im Fruhjahr sind kleine Schmelzhochwasser m glich die Spitzen werden gr er als heute Die Jahreshochwasser werden jedoch wie heute im Sommer auftreten und voraussichtlich nicht gr er werden Im Herbst sind kaum Ver nderungen zu erwarten Alpens dseite Im Winter und Fr hjahr lassen die st rker wachsenden Niederschlagsleistungen auch eine entsprechende Hochwasserzunahme erwarten Im Sommer deuten abnehmende Niederschl ge auf kleinere Abflussspitzen hin Ma gebend f r die Jahreshochwasser bleiben die hydrometeorologischen Bedingungen im Herbst Dabei lassen die h heren Niederschlags leistungen eine Zunahme der Hochwasser erwarten 4 2 Feststofftransport Durch den R ckzug der Gletscher und das Auftauen von Permafrost nimmt in Gebieten zwi schen ca 2300 und 2800 m u M das Fest
320. rRuglt fin Am Sech tenDag Liner nachteit Beicht Dasthaffertieder Aus Anjaigt B ckerei v Fr Kast in der Herren Str Unteres Torgew nde 1432 1443 1437 0 Ettli A LA i Haus 353 in der KirchgaBellL S dwest Ecke en L i rh pin Eisenhandlung von Rob Wacker Untere Flu seitige Ecke atz Zen a eee ET ei ER KI pest i Haus N 373am Kirchen Stra enseite d DL are TE F ara e weg Es 8 ieh 1 Abb 7 Seite 191 der Tafeln in Die Hochwassermarken im Gro herzogtum Baden 122 KLIWA Symposium 2006 3 1 2 Landesteil W rttemberg Die in Hochwassermarken an w rttembergischen Gew ssern enthaltenen Daten liegen im Original nur handschriftlich in deutscher Schrift vor Beispiel siehe Abbildung 8 sie mussten also digital in Excel Tabellen erfasst werden Die Unterlagen enthalten u a folgende Informationen laufende Nr der Marke pro Gew sser und Flusskilometer Dienststellen und Gemarkung Oberamt Markung Lage der Marke Datum des Hochwassers H he der Marke ber NN Bemerkungen Es liegen f r den Landesteil W rttemberg insgesamt ca 3200 Marken f r die Zeitspanne 1633 1951 vor Ein gro er Teil der Marken bezieht sich auf die extremen Hochwasser vom Oktober 1824 und Dezember 1882
321. raftwerken und anderen thermischen Kraftwerken wird von der Klimaanderung betroffen sein Wegen der ansteigenden Wassertemperaturen und der abneh menden Abfl sse werden sie weniger K hlleistung aus den Gew ssern beziehen k nnen ins besondere w hrend Hitzeperioden wie im Sommer 2003 Dies erfordert eine Anpassung der K hlsysteme von bestehenden Kraftwerken 5 4 Rheinschifffahrt J hrlich werden 9 Mio Tonnen G ter auf dem Rhein in die Schweiz transportiert was 15 des mengenm igen Au enhandels entspricht W hrend Niedrig und Hochwassern kann die Rheinschifffahrt eingeschr nkt sein Wegen des Niedrigwassers k nnen die Schiffe nicht gleich viel laden wie bei normalem Pegelstand Die Klima nderung wird einen Einfluss auf den Abfluss haben Die Wahrscheinlichkeit von l ngeren Perioden mit au ergew hnlich niedrigen Wasser standen wird bis 2050 zunehmen Obwohl der Fortbestand der Schifffahrt dadurch nicht beein tr chtigt wird d rfte die zeitliche Zuverl ssigkeit der Rheinschifffahrt in Mitleidenschaft gezogen werden Fortschritte bei den saisonalen Voraussagen der Wetterentwicklung und damit der Wasserst nde werden in Zukunft die logistische Planung vereinfachen und die Planungssicher heit erh hen 5 5 Gewasserokologie Die Klimaanderung hat einen unmittelbaren Einfluss auf die Wassertemperaturen In der Schweiz werden die Wassertemperaturen in den Flussen und in der Oberflachenschicht der Mittellandseen bis 2050 um ungefah
322. rchmischungsindikators ist in Abbildung 9 dargestellt Zudem ist die Zeitreihe der jahrlichen Sauerstoffminima Uber Seegrund bei der Seemittemessstelle beigefugt Gute Durch mischungswerte liegen deutlich uber Z 0 8 Nahe 0 8 war die Durchmischung zwar insgesamt nicht schlecht hat aber in der Regel die tieferen Wasserschichten nur unzureichend erreicht Werte die deutlich darunter liegen stellen Jahre ausgesprochen schlechter vertikaler Durchmi schung dar Die qualitative Deutung dieser Zeitreihen deckt sich mit den Interpretationen von Ro knecht 2003 In der Hochphase der berd ngung des Sees waren die Durchmischungswerte fast immer gut Dieser gunstige Sachverhalt fuhrte dazu dass trotz hoher Biomasseakkumulation in der Tiefe und der dadurch erhohten Sauerstoffzehrung die Sauerstoffwerte meist unkritisch blieben Zwei mehrjahrige Phasen 1971 bis 1973 und 1988 bis 1990 ausgepragt schlechter vertikaler Durchmischung traten jedoch auf und zeigen die dramatischen Konsequenzen fur den Sauerstoffhaushalt des Tiefenwassers auf 06 08 1 0 Durchmischungsindex Z 0 4 0 0 0 2 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 rot Z Orthophosphat O2 Jahresmittel ber Seegrund ca 253m Tiefe gr n Z SiO2 Abb 9 Zeitreihe der Durchmischungsindex Werte rot aus Orthophosphat Werten berechnet gr n aus Silikatwerten berechnet Hohe Werte gt 0 8 deuten auf eine gute Durch mischung niedrige Werte lt 0 8 auf eine schlechte hin Die
323. rd zu ei nem Zuschlag von 15 bzw 25 zu den bisherigen Hochwasserkennwerten bei der Bemes sung von neuen Hochwasserschutzanlagen geraten Es ist aber zu beachten dass die Zu kunftsszenarien insbesondere die Ergebnisse der Klimamodelle noch mit Unsicherheiten behaf tet sind Die Simulationen der Klimaentwicklungen bis zum Jahr 2100 m gen f r die Beantwortung von Klimafragen hilfreich sein F r die Beantwortung von wasserwirtschaftlichen Fragestellungen insbesondere solche zum Hochwasserschutz ist dieser Betrachtungszeitraum zu weit gefasst und mit zu gro en Unsicherheiten behaftet Da das zuk nftige Niederschlagsverhalten insbe sondere von der Entwicklung der mittleren Lufttemperatur und der Wetterlagen abh ngig ist k nnen Anlagen des technischen Hochwasserschutzes bei einem zu breiten Spektrum mogli cher Entwicklungen nicht wirtschaftlich dimensioniert werden Auf der anderen Seite kann man nicht die Augen verschlie en und so tun als w rde sich nichts ver ndern Vielmehr ist in Zeiten des Klimawandels dem Vorsorgeprinzip der Wasserwirtschaft verst rkt Beachtung zu schenken Mit KLIWA wird versucht Grundlagen f r eine vorausschau ende Daseinsorge zu entwickeln Da auch neue Hochwasserschutzplanungen wirtschaftlich sein m ssen sind insbesondere flexible L sungsans tze die genauso M glichkeiten zum Nachjustieren offen lassen gefragt Insgesamt ist in der Wasserwirtschaft zur L sung der 104 KLIWA Symposium 2006
324. rde die Frankische Saale als Fallstudie in das Projekt aufgenommen um hier modellhaft die Auswirkungen des Klimawandels und die daraus zu ziehenden Konsequenzen zu beschreiben Es wurden verschiedene Szenarien der Klimaanderung in das N A Modell eingearbeitet Hieraus wurden die damit verbundene Veran derung des Abflussregimes der Bemessungsabfl sse der berschwemmungsgebiete und der Schadenspotenziale ermittelt Ein wichtiges Ergebnis aus der Modelluntersuchung ist die Besta tigung der 15 prozentigen Erh hung des Abflusses beim Mit den veranderten Parametern ist jetzt eine erneute Kosten Nutzen Analyse durchzufuhren Hierbei sind jedoch auch planerische Alternativen mit einzubeziehen da die Vergr erung der Schadenspotentiale durch die Auswirkungen des Klimawandels zwar eine Verbesserung der konomischen Effizienz bewirkt aber fur sich alleine noch nicht zu einem Kosten Nutzen Faktor von 1 f hren wird Das EU Projekt ESPACE Hochwasserschutzplanung fur die Frankische Saale 111 Vor allem sind hier noch folgende Untersuchungen e rtliche Schutzma nahmen in Form von Hochwasserschutzmauern Verwallungen Deiche etc e Einzelobjektschutz besonders schadensintensiver Einzelobjekte e Modifizierte Steuerstrategie f r potenzielle Hochwasserr ckhaltebecken mit dem Ziel eine optimale Schutzwirkung bei kleineren Hochwasser Jahrlichkeiten HQ 49 auszu ben e Kombination aus rtlichen Schutzma nahmen mit Hochwasse
325. rechenden wasserwirtschaftlichen Extremsituationen durch Sauerstoffanreicherungen bei Wehrhaltungen oder durch Beluftungsmaknahmen bei K hl bzw Abwassereinleitungen okolo gische Beeintrachtigungen zu minimieren In den Sommermonaten der vergangenen Jahre ist dieses Sauerstoffmanagement regelm ig zum Einsatz gekommen Die Intensit t der zu veran lassenden Ma nahmen ist dabei jeweils von der entsprechenden Witterung abh ngig 3 Einfluss auf die aquatische Lebensgemeinschaft Das Temperaturoptimum der einzelnen Organismen ist eng mit ihrer Evolution Verbreitung und kologie verkn pft Aquatische Insekten wie auch Fische sind wechselwarme Tiere deren Entwicklung in enger Weise mit thermischen Schwankungen t gliche saisonale und j hrliche korreliert ist Da sich u a das Temperaturregime im L ngsverlauf einer Flie strecke charakteristisch ndert ergeben sich f r die aquatische Lebensgemeinschaft typische Auspr gungen die z B als Fischregionen einen hohen Bekanntheitsgrad erreicht haben Zone Bezeichnung Fischegion Temperatur Quelzone ken Tla8C S Bei Fischen werden alle physiologischen Prozesse Metabolismus Nahrungsaufnahme Wachstum Schwimmverm gen stark von der Wassertemperatur beeinflusst Je nach Art ist der bevorzugte Temperaturbereich relativ eng Hohe Anspr che an niedrige Wassertemperatur haben Salmoniden wie z B Forellen und schen Cypriniden Karpfenartige k nnen dagegen Temperaturschwank
326. referenziert worden d h die Stellen mit Hoch und Rechtswerten sind jetzt auf das heutige Gew ssernetz bezogen mit Angabe der derzeitigen Kilometrierung Die ca 6200 erfassten Hochwassermarken verteilen sich auf alle gr eren Gew sser des Lan des Sie enthalten H chst Wasserst nde der Zeitspanne zwischen 1511 bis ca 1920 Marken nach ca 1920 bis 1951 sind nur im w rttembergischen Teil vorhanden Es bleibt daher einer weiteren Bearbeitung vorbehalten f r die neuere Zeit ungef hr ab 1920 eine repr sentative Anzahl von Hochwassermarken f r das ganze Land in das System aufzunehmen Neben den Daten enth lt die CD Programm Module zur Visualisierung der erfassten Daten Damit k nnen z B die Lage der vorhandenen Marken in topografischen Karten und die H he der Wasserspiegel l ngs eines Gew ssers dargestellt werden Ferner sind die Marken nach unterschiedlichen Kriterien z B nach Fl ssen nach verschiedenen Zeitspannen ausw hlbar Der Abruf der auf der CD vorliegenden Daten ist in einer Benutzeranleitung beschrieben F r das extreme Hochwasser vom Oktober 1824 f r das die Niederschl ge rekonstruiert wor den sind konnten die Hochwasserabfl sse des Neckars mit dem Wasserhaushaltsmodell LARSIM ermittelt werden Am Beispiel der Enz wurden diese Abfl sse den an Hand der Hoch wassermarken hydraulisch ermittelten Abfl ssen gegen bergestellt 8 Literatur 1 CD Historische Hochwassermarken in Baden Wurttemberg LU
327. rg Lahn 11 22 10 Leun Lahn 14 17 11 Bad Vilbel Nidda 16 19 14 Bad Hersfeld Fulda 15 8 15 Schmittlotheim Eder 50 10 53 Helmarshausen Diemel 22 7 22 4 3 Auswirkungen auf die monatlichen mittleren Hochwasserabfl sse MoMHQ Am Verlauf der MoMHQ Werte der Referenzperiode am Pegel Marburg ist die f r innerhessi sche Gew sser typische Hochwassersaison von Dezember bis M rz zu erkennen w hrend in den brigen Monaten in gr eren Flussgebieten Hochwasserabfl sse deutlich zur cktreten In den Zukunftsszenarien ist eine Zunahme der mittleren monatlichen Hochwasserabfl sse f r die Monate Dezember bis Februar um etwa 20 zu verzeichnen F r die Monate Mai bis Oktober ergeben sich Abnahmen der in diesem Zeitraum schon sehr geringen mittleren monatlichen Hochwasserabfl sse um etwa 10 bis 15 Mittlere monatliche Hochwasserabfl sse MOMHQ Mittlere monatliche Hochwasserabfl sse MoMHQ Pegel Marburg Lahn Pegel Helmarshausen Diemel B Mittlere relative Veranderung A Mittlere relative Ver nderung MoMHQ 1981 2000 MoMHQ 1981 2000 MoMHQ 2011 2020 j 2011 2020 a MoMHQ 2021 2030 a MoMHQ 2021 2030 MoMHQ 2031 2040 MoMHQ 2031 2040 MoMHQ 2041 2050 MoMHQ 2041 2050 zech o E g 80
328. rholungsraum immer mehr zu wozu nat rlich auch die Badeorte Bad Neustadt Bad Bocklet und Bad Kissin gen beitragen Der Wasserhaushalt der Fr nkischen Saale ist unausgeglichen wie die folgende Tabelle der charakteristischen Abflusse am Pegel Bad Kissingen Golfplatz 1587 km Flu km 58 0 Jahresreihe 1930 87 zeigt om p om p a 0 94 0 22 0 22 4 58 3 06 2 84 16 50 7 40 11 90 109 00 35 50 120 00 290 00 206 00 330 00 Sehr kleinen Niedrigwasserspenden im Sommer stehen somit gro e Hochwasserabflussspen den gegen ber Neben der Niederschlagsarmut des s d stlichen und stlichen Einzugsgebie tes macht sich hier bemerkbar dass kaum speicherf hige Gesteine anstehen die die Grund wasserneubildung f rdern und abflussausgleichend wirken k nnten 2 Bestehende Hochwasserschutzanlagen In den 60er 70er und 80er Jahren des letzten Jahrhunderts wurde der Schutz von zahlreichen Siedlungen durch den Bau von Hochwasserschutzanlagen verbessert Dies waren Hochwas serschutzmauern Hochwasserschutzdeichen oder Gew sserausbauten durch Profilvergr e rungen und Begradigungen Die so gesch tzten Ortschaften liegen vor allem an den Zufl ssen zur Fr nkischen Saale und an deren Oberlauf 106 KLIWA Symposium 2006 Zwei Beispiele hierfur sind Hochwasserschutz Bad Neustadt 1 Bauabschnitt Durch den Bau von Hochwasserschutzmauern und deichen entlang der Brend ist ein Teil der hochwassergefahrdeten Ortslage vo
329. rien NM1Qs alle Enke Zukunftsszenarien zusammengefasst werden Grundlage der Berechnungen ist dabei die auf die GEV aufsetzende regionale Wahrscheinlichkeitsanalyse In Spalte 2 der Tabelle 4 ist angegeben welche Pegel zu einer Region zusammengefasst werden Tab 4 Klimafaktoren f r NM1Q fur die J hrlichkeiten T 2 10 20 50 und 100 Zu Region zusammen Klimafaktor KF Ti totus age E 50 J100 Regnitz Lauferm hle Aisch Roth Red 4 24 30 36 40 nitz Neumuhle Huttendorf Pett stadt nft Lauda Tauberbischofsheim 15 18 Waldenhausen Main Main burg Schweinfurt Trunstadt _Kemmern Sea dS _ Saale und Salz Auffallend sind die im Vergleich zu den anderen Gebieten deutlich andersartigen Verhaltnisse im Einzugsgebiet der Fr nkischen Saale einhergehend mit deutlich gr eren hochwasserbe zogenen Klimafaktoren Kleinhans 2006 Anders als bei den Klimafaktoren zum Hochwasser Kleinhans 2006 steigen in den Gebieten Regnitz Tauber und entlang der hier betrachteten Main Strecke die Absolutwerte der Faktoren mit zunehmender J hrlichkeiten an 5 4 Unsicherheiten der Ergebnisse Die vorgestellten Ergebnisse zu m glichen zuk nftigen Niedrigwasserverhaltnissen in Sud deutschland weisen eine Reihe von Unsicherheiten auf die in jedem Teilschritt der Modellkette IPCC Emmissionsszenario gt Klimamodell gt Downscaling Modell gt Wasserhaushaltsmodell gt statistische Auswertemodelle entstehe
330. rruckhaltebecken wobei die Steuerstrategie der Becken die Bemessungsabflusse fur die rtlichen Schutzma nahmen optimal aufeinander abzustimmen sind Ein kombinierter Ma nahmenkatalog ist hydrologisch hydraulisch zu konzipieren und einer er neuten Kosten Nutzen Analyse zu unterziehen 9 Schluss Im Einzugsgebiet der Frankischen Saale sind umfangreich Untersuchungen und Planungen zur Verbesserung des Hochwasserschutzes durchgefuhrt worden Im Rahmen des EU Projektes ESPACE wurden hierbei auch die Auswirkungen des Klimawandels im Einzugsgebiet ermittelt Mit den durch den Klimawandel einhergehenden Veranderungen hinsichtlich des Bemessungs abfl sse der berschwemmungsgebiete und v a der Schadenspotenziale sind noch alternative Schutzkonzepte und Kosten Nutzen Analysen hierfur durchzufuhren Mit diesen Untersuchungen und deren Ergebnissen kann dann die offentliche Diskussion hin sichtlich der Notwendigkeit und der Wirtschaftlichkeit von Hochwasserschutzma nahmen spe ziell Hochwasserruckhaltebecken im Einzugsgebiet der Frankischen Saale gefuhrt werden Hiermit wird ein Beitrag fur eine bestmogliche Losungsstrategie zum nachhaltigen Hochwasser schutz im Gebiet der Frankischen Saale geleistet 112 KLIWA Symposium 2006 Historische Hochwasserinformationen und deren Nutzung 113 Historische Hochwasserinformationen und deren Nutzung Helmut Straub Landesanstalt fur Umwelt Messungen und Naturschutz Baden Wurttemberg 1 Einlei
331. rstande von 1887 bis 1987 In Handbuch Hydrologie Baden Wurttemberg Teil 6 2 der Lan desanstalt fur Umweltschutz Baden Wurttemberg Ro knecht H 2003 Der Alpenrhein im Bodensee Institut f r Seenforschung der Landesan stalt fur Umweltschutz Baden Wurttemberg LfU seit 2006 LUBW 1 Auflage Straile D K Johnk H Ro amp knecht 2003a Complex effects of winter warming on the physico chemical characteristics of a deep lake Limnol Oceanogr 48 4 1432 1438 Straile D D M Livingstone A G Weyhenmeyer D G George 2003b The Response of Freshwater Ecosystems to Climate Variability Associated with the North Atlantic Os cillation The North Atlantic Oscillation Climatic Significance and Environmental Im pact Geophysical Monograph 134 Das EU Projekt RIVERTWIN Neckar Ein Beitrag zum integrierten Flussgebietsmanagement 199 Das EU Projekt RIVERTWIN Neckar Ein Beitrag zum integrierten Flussgebietsmanagement Thomas Gaiser Andreas Printz Hans Georg Schwarz von Raumer Matthias Schneider Frank Michael Lange Jens G tzinger Roland Barthel Martin Henseler Andras B rdossy Giselher Kaule und Karl Stahr 1 Universitat Hohenheim Institut f r Bodenkunde und Standortslehre Stuttgart 2 Universitat Stuttgart Institut f r Landschaftsplanung und kologie Stuttgart Universitat Stuttgart Institut f r Wasserbau Stuttgart Schneider und Jorde Ecological Engineering GmbH Stuttgart
332. rten Damen und Herren ist die eine Stellschraube noch mals angesprochen Konsequente CO2 Vermeidungs und Reduktionsstrategie regional natio nal und international Aber genau so wichtig ist es dass wir gleichzeitig an der zweiten gro en Stellschraube arbeiten m ssen an der Anpassungsstrategie dass wir uns auf die weitere Er w rmung einstellen und die damit verbundenen Folgen Denn die Bremsspur ist lang Wir wis sen dass das mindestens 40 50 Jahre sind in denen die Aufheizung auf jeden Fall weiterl uft egal wie erfolgreich wir mit einer Vermeidungs und Reduktionsstrategie sind Deshalb m ssen wir uns einstellen auf mehr Starkregenereignisse auf mehr St rme auf mehr Hochwasser auf die weitere Aufheizung Wir haben deshalb in Bayern ein Aktionsprogramm 2020 aufgelegt mit einem Volumen von 2 3 Mrd um den Hochwasserschutz in Bayern weiter auszubauen Als eine Konsequenz aus dem 24 KLIWA Symposium 2006 gemeinsamen KLIWA Projekt haben auch wir einen Hochwasserzuschlag fur neue Planungen von 15 Wenn heute neue Hochwasserschutzeinrichtungen in Bayern geplant werden dann werden sie auf einen 15 h heren Abfluss dimensioniert weil wir uns auf gr ere Nie derschlagsmengen einrichten Wir haben speziell fur 2006 2007 und 2008 die in Bayern zum Einsatz kommenden Mittel auf 450 Mio angehoben und viele einzelne weitere Projekte gestar tet Sie alle aufzuzahlen wurde jetzt zu weit fuhren Georisk als ein Beispiel um auch
333. rtschaft Wasserwirtschaft Gesundheit Tourismus Energie Bauten und Infrastrukturen Urbane Schweiz Versicherungen Um sicher zu stellen dass alle Arbeitsgruppen zu vergleichbaren Aussagen kommen wurde vorg ngig ein Klimaszenario f r das Jahr 2050 erarbeitet und vorgegeben 2 Das Klima bis 2050 2 1 Ein Blick zur ck In der Schweiz hat die Temperatur im 20 Jahrhundert in der Westschweiz um 1 6 Grad in der Deutschschweiz um 1 3 Grad und auf der Alpens dseite um 1 0 Grad zugenommen Auch das Niederschlagsregime hat sich ver ndert Die Jahresniederschl ge haben im 20 Jahrhundert um rund 120mm 8 zugenommen Zu dieser Zunahme haben insbesondere die Winternie derschl ge im n rdlichen und westlichen Alpenraum mit einem Anstieg von 20 30 beigetra gen Schmidli et al 2001 Da mit der Erw rmung auch die Verdunstung um 105 mm zuge nommen hat ist der Gesamtabfluss im Jahresmittel praktisch unver ndert geblieben Diese Ver nderungen im Klima haben sich direkt auf die Massenbilanz der Alpengletscher aus gewirkt Seit dem Hochstand der Gletscher Mitte des 19 Jahrhunderts haben die Schweizer Gletscher mehr als die H lfte ihres Volumens verloren Obwohl diese Verluste mehr als 50 Mil liarden Kubikmeter Wasser betragen stellen sie insgesamt nur einen sehr kleinen Anteil am 230 KLIWA Symposium 2006 Abfluss dar vgl Abbildung 3 F r ein kleineres oder mittleres Flie gew sser im Gebirge kon nen sie jedoch in beson
334. rucksichtigen welche Einfluss auf die gemessenen Parameter hatten Folgen klimatischer Veranderungen sind im Bodensee erkennbar Der beobachtete ansteigende Trend bei den Lufttemperaturen wirkt mit abnehmender Starke bis in die tiefsten Wasserschich ten des Sees Von besonderer Bedeutung sind hierbei die daraus resultierenden Folgen fur die hydrodynamischen Prozesse im See welche eng mit vielen hydrochemischen und biologischen Mechanismen gekoppelt sind Die fur die Tiefenwassererneuerung wichtige winterliche vertikale Durchmischung ist seit etwa den 1990iger Jahren vermehrt unzureichend Eine Gefahrdung etwa durch einen Sauerstoffmangel im Tiefenwasser ergab sich jedoch auf Grund der geringe ren N hrstoffbelastung bislang noch nicht Die im M rz oder April einsetzende thermische Schichtung setzt zunehmend fruher ein Hierdurch beginnt auch das Phytoplanktonwachstum eher Im komplexen Netz des Okosystems ist mit Wirkungen auf andere Bereiche zu rechnen wie etwa das Zooplankton oder die Fische Veranderungen im Wasserhaushalt des Bodensees spiegeln sich im mittleren jahrlichen Was serstandsverlauf wieder Die beobachteten niedrigeren sommerliche Pegelwerte und erhohte Wasserstande von November bis Januar lassen sich aus Uberlegungen zu den bislang beob achten Klimaentwicklungen ableiten Eine verbesserte und quantitative Analyse mit Hilfe eines Wasserhaushaltsmodels sollte jedoch hierzu noch durchgefuhrt werden Auf der Basis von Szenariobetrac
335. s Zinken besteht darin dass wir die Temperatur der Erde infolge des Aussto es bestimmter klimarelevanter Gase wie beispielsweise das Kohlen dioxid erh hen Dies f hrt zu mehr Wetterextremen so wie der gezinkte W rfel mehr Sechsen hervorbringt Wir k nnen aber nicht sagen wann die n chste Sechs kommt denn die Reihen folge der Zahlen bleibt zuf llig hnlich verh lt es sich mit den Wetterextremen Wir k nnen zwar ihre Statistik berechnen beispielsweise dass sie sich infolge der globalen Erw rmung h ufen werden wir wissen aber nicht wann genau die Wetterextreme eintreten Dies erkl rt auch warum l ngerfristige Klimavorhersagen m glich sind obwohl Wettervorhersagen prinzi piell auf kurze Zeitr ume beschr nkt sind Globale Aspekte des Klimawandels 29 Das Beispiel des gezinkten Wurfels verdeutlicht auch dass die Tatsache dass ein bestimmtes Ereignis schon einmal beobachtet worden ist keinerlei R ckschl sse auf die Eigenschaften des W rfels zul sst Der W rfel hat auch vor dem Zinken schon Sechsen geliefert Auf das Wetter bertragen bedeutet dies dass die Tatsache dass man beispielsweise schon einmal eine schwere berschwemmung oder eine lang anhaltende Trockenperiode beobachtet hat nicht bedeutet dass sich die Statistik des Wetters nicht ver ndert hat In der Tat zeigen Beobachtun gen der letzten hundert Jahre dass sich extreme Wetterereignisse weltweit h ufen wie von den Klimamodellen vorhergesagt Und es
336. s auf einzelne Wasserhaushaltsgr en werden in der Regel ber einen Vergleich des Referenzzeitraums Ist Zustand mit den Ergebnissen der Szenario simulation abgeschatzt Unter der Annahme dass sich auf simulierten Ist Zustand und Szenario dieselben Unsicherheitsfaktoren auswirken und die Ergebnisse damit weitgehend konsistent sind k nnen sie zueinander in Beziehung gesetzt werden Auf diese Weise sind Aussagen im Sinne von die Gr e A ver ndert sich gegen ber dem Referenzzeitraum um X m g lich Eine entsprechende Vorgehensweise wird auch f r die Grundwasserneubildung gew hlt Dabei werden die in Kap 2 1 beschriebenen Modellans tze mit den nachfolgend erl uterten Szenariodaten angetrieben Klimaszenarien F r die Szenariosimulation der Grundwasserneubildung wurde im Rahmen von KLIWA auf die regionalen Klimaszenarien von Meteo Research MR zur ckgegriffen Arbeitskreis KLIWA 2006 Diese beruhen auf einem statistisch dynamischen Downscaling der Ergebnisse des glo balen Klimamodells ECHAM4 OPYC3 des MPI Hamburg auf der Grundlage des realistischen Emissionsszenarios B2 IPCC 2001 Das MR Verfahren stellt einen Validierungslauf Istzustand 1971 2000 sowie f r jede Dekade des Zeitraums 2021 2050 zehn unabh ngige Modellrealisationen in Tageszeitschritten bereit Die stationsbezogen ermittelten Klimaparame ter Niederschlag und Temperatur dienen anschlie end als Input f r die hoch aufl sende Was serhaushaltsmod
337. schen Vorgaben z B finanzielle Anreize f r energiesparende Bauweisen erneuerbare Energien Gesetz kosteuer ist die Aufkl rung ber die Klimakonsequenzen unabdingbar Da die Presse in der Regel die Sachverhalte nur sehr holzschnittartig bermittelt sind an dieser Stelle Wissenschaft und Beh rden gefordert Aufklarungs und Uberzeugungsarbeit zu leisten Das f ngt mit der Vermittlung der naturwis senschaftlichen Zusammenh nge an und endet mit der Eigenverantwortung des B rgers Nur so kann eine Bewusstseins nderung eintreten bei der nicht mehr alle Unbequemlichkeiten z B hohe Spritpreise der Staat k mmert sich nicht um den Hochwasserschutz dem Staat in die Schuhe geschoben werden sondern der B rger sich aktiv an die neuen Rahmenbedin 256 KLIWA Symposium 2006 gungen anpasst z B ich nutze verst rkt die ffentlichen Verkehrsmittel ich passe meine Bauweise mein Verhalten dem Hochwasser an Ich bin davon berzeugt dass die Sensibili tat des Burgers hoch ist und er bei einer klugen Umweltkommunikation bereit ist auf manche alten Gewohnheiten zu verzichten und neue Handlungsoptionen anzunehmen Bisher erschienene KLIWA Berichte Herausgeber Heft 1 Heft 2 Heft 3 Heft 4 Heft 5 Heft 6 Heft 7 Heft 8 Heft 9 Heft 10 Arbeitskreis KLIWA Landesanstalt fur Umwelt Messungen und Naturschutz Baden Wurttemberg Bayerisches Landesamt fur Umwelt Landesamt fur U
338. schereis sind Teile des Wasserkreislaufs Durch Verdunstung und Nie derschlag verbindet er die Atmosph re den Boden die Vegetation und die Gew ssersysteme Der Wasserkreislauf wird gepr gt durch das Klima und das aktuelle Wettergeschehen umge kehrt beeinflusst der Wasserkreislauf aber auch das Klima und das Wetter ein u erst kom plexer Regelkreis Der Mensch greift zudem in diesen Regelkreis ein Die Abfl sse sind indirekt an die Niederschl ge gekoppelt ber mehrere Jahre hinweg folgen sie bei relativ konstanter Verdunstung den Ver nderungen der Niederschl ge Aber nur ein ge ringer Anteil der Niederschl ge flie t direkt ab der gr ere Teil wird beispielsweise in der Schneedecke und in Gletschern im Boden im Grundwasser und in nat rlichen und k nstlichen 232 KLIWA Symposium 2006 Seen gespeichert Kurzfristig wird der Abfluss durch die Freigabe des Wassers aus allen diesen Speichern beeinflusst Wasserhaushalt gesamtes Rheingebiet Schweiz 1901 2005 Messdaten Gauss scher Tiefpassfilter ber je 9 Jahre o KIi i h Frei 2004 1900 imaszenario nach Frei Niederschlag 1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 Evapotranspiration et nr TEH a mm a 200 100 Gletscher Massenbilanz Bruno Schadler BAFU 2006 100 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1
339. schlagszunahmen im Winter betroffen sind z B die n rdlichen Teile Baden W rttembergs und Bayerns Sommerli che Starkniederschl ge bleiben tendenziell gleich Wo sich eine Tendenz zu mehr Trockenheit im Sommer abzeichnet k nnen dennoch episodisch intensive Starkniederschl ge auftreten 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 7 4 LL Ba 08 5 KOSTRA REGNIE 1951 2000 7 ZU KOSTRA REGNIE 51 80 GREIS HERE Z OKTOBER BIS APRIL 10 O 244 T 100 A 20 ap e GR 20 a a L 25 EH EREE 25 ERR 30 30 EE _ L 35 H ERES 35 40 50 55 MERA E J CCOC 60 El 60 _ E 8 8 65 _ 850 mam INS LS L 70 BH EE 70 35 E Bd EE _ E 80 EHEHEH EH 80 EDO NEH E EEE HEHE E L DTN Zi Sian l PE FER HHHH p 85 E WI EE 85 E lt 25 7 HHH L IM 25 BIS lt 20 oo EEE ES E 20 ets lt ue BRERRSRRSRRERE wn BR 7 Si III E E 90 1H 15 BIS lt 10 B E E D BEEBE 90 lo 10 BIS lt 5 lili UU 1 TATTI E 5 BIS lt 0 H H EE 8 WII a 0 BIS lt 5 DSDS CS 95 OB 5 BIS lt 10 EEREEEER HERE S
340. skonzept sind der Projektrah men Anlage 1 und ein Aktionsprogramm Anlagen 2 4 festgelegt Das Vorgehenskonzept wird anlassbezogen entsprechend den aktuellen Kenntnissen Erfordernissen und Bearbei tungsm glichkeiten berpr ft und alle 2 3 Jahre fortgeschrieben 46 KLIWA Symposium 2006 Bereich O ffentlichkeitsarbeit Bereich A Bereich B Bereich C Bereich D Ermittlung Abschatzung Erfassung Entwicklung bisheriger kunftiger kunftiger Vorsorge Veranderungen Auswirkungen Veranderungen konzepte Monitoring Grobstruktur des Gesamtprojekts KLIWA Der Projektranmen umfasst die folgenden Bereiche Ermittlung der bisherigen Veranderungen des Klimas und des Wasserhaushalts Abschatzung der Auswirkungen moglicher Klimaveranderungen auf den Wasserhaushalt Erfassung kunftiger Veranderungen des Klimas und des Wasserhaushalts Entwicklung nachhaltiger wasserwirtschaftlicher Vorsorgekonzepte Offentlichkeitsarbeit In der Anlage 1 ist der Projektranmen n her dargestellt 3 Darstellung des Aktionsprogramms Das l ngerfristige Aktionsprogramm kann nur stufenweise umgesetzt werden Es umfasst mitt lerweile ber 70 Einzelprojekte Alle geplanten Untersuchungsbereiche sind darin noch nicht enthalten Das Aktionsprogramm wird sukzessive fortgeschrieben 3 1 Bereich A Ermittlung bisheriger Ver nderungen von Klima und Wasserhaushalt Die Ermittlung der Variabilit t bzw der Ver nderungen von Klima und Wasserhaushaltsgr en ist
341. ss GW Neubildung Abb 3 Entwicklung der Wasserbilanzgr en im Maingebiet Angaben in mm a Gegenuber stellung des Istzustandes 1971 2000 und einzelner Dekaden des Szenariozeitraums Die bisher vorgestellten Ergebnisse beziehen sich ausschlie lich auf langj hrige Durch schnittswerte und dokumentieren mittlere Unterschiede zwischen Istzustand und Szenario Von mindestens ebenso gro er Bedeutung sind allerdings nderungen der innerj hrlichen Nieder schlagsverteilung So wurden f r das Maingebiet signifikante Verschiebungen des Nieder schlagsgeschehens vom Sommer 5 4 in das Winterhalbjahr 22 5 festgestellt Klein hans 2007 Es ist davon auszugehen dass diese bislang noch nicht ber cksichtigten nde rungen des Niederschlagsregimes auch deutliche Auswirkungen auf den Jahresgang der Grundwasserneubildung haben Neben der zeitlichen Entwicklung der Grundwasserneubildung im Untersuchungsgebiet ist auch die r umliche Verteilung und deren zuk nftige nderung f r die Wasserwirtschaft von besonde rem Interesse Das Maingebiet zeichnet sich hier durch eine starke Differenzierung aus So sind weite Teile des Untersuchungsraums z B Fr nkische Alb durch mittlere Grundwasserneubil dungsraten von 150 200 mm a gepr gt Demgegen ber weisen Teile Unterfrankens sogar ne gative Wasserbilanzen auf da hier bereits die Verdunstung in einer hnlichen Gr enordnung liegt wie die Niederschlagsh he bzw das gesamte Wasserdargebo
342. ss insbesondere die Mehrzahl der Trendwerte den positiven Trendklassen zugeordnet ist also berwiegend eine steigende Tendenz aufweist die sich mit der Verk rzung der Zeitreihen noch verst rkt So liegt f r das Gesamtjahr der Anteil der Pegel mit negativem Trend f r das Kollektiv Gesamte Reihen unter 30 und geht f r die anderen Kollektive weiter zur ck F r das Winterhalbjahr liegt der Pegelanteil mit fallendem Trend bei 10 bis 20 Ledig lich im Sommerhalbjahr zeigt ein h herer Pegelanteil namlich 30 bis 40 einen abnehmen den Trend Eine deutliche Mehrzahl der Pegel weist also hinsichtlich des Langzeitverhaltens eine zuneh mende Tendenz also allgemein einen positiven Trend auf Ein Test der errechneten Trends nach dem Verfahren von Mann Kendall auf das Ma an Signifikanz zeigte dann erg nzend dass die festgestellten Trends nur zum kleineren Teil auf unterschiedlichem Niveau statistisch signifikant sind Der zahlenm ige Befund zur Trendsignifikanz ist aus Tabelle 1 ersichtlich 138 KLIWA Symposium 2006 proz Anteil der Pegel fur verschiedene Trendklassen Gesamtjahr mgesamt mab 1932 mab 1951 Gab 1974 Antei der Pegel 2 00 bis 1 75 1 75 bis 1 50 1 50 bis 1 25 1 25 bis 1 00 1 00 bis 0 75 0 75 bis 0 50 0 50 bis 0 25 0 25 bis 0 0 0 0 bis 0 25 0 25 bis 0 50 0 50 bis 0 75 0 75 bis 1 00 1 00 bis 1 25 1 25 bis 1 50 1 50 bis 1 75 1 75 bis 2 00 Tr
343. sserabflusse Die Untersuchung des Trendverhaltens bezog sich auf die Abflusshochstwerte des Gesamtjah res sowie von Winter und Sommerhalbjahr Es ergaben sich somit drei verschiedene Jahresse rien f r jeden der 90 Pegel Die Analysen ihres Langzeitverhaltens umfassten zun chst jeweils das Datenkollektiv Gesamte Zeitreihen Um auch die zeitliche Ver nderung der Abfluss h chstwerte beurteilen zu k nnen wurden dann in analoger Weise die Datenkollektive Zeitrei hen ab 1932 Zeitreihen ab 1951 und Zeitreihen ab 1974 untersucht und ausgewertet Die Analyse des Langzeitverhaltens umfasste f r jeden Pegel die Ermittlung der Trendgeraden und die Signifikanzpr fung des Trends siehe Kap 2 F r die Darstellung und Zusammenfas sung von Ergebnissen wurden die berechneten Trendsteigungen jeweils auf den zugeh rigen MHQ Wert bezogen die Angabe als relativer Trend dr ckt dazu die prozentuale Abfluss nde rung pro Jahr aus F r eine summarische Darstellung des Trendverhaltens des jeweiligen Da tenkollektivs wurden die errechneten Einzeltrends noch einzelnen Klassen des relativen Trends z B 0 25 bis 0 50 pro Jahr zugeordnet Die Ergebnisse aller Trendberechnungen sind grafisch in Abbildung 7 mit den verschiedenen Trendklassen und Zeitreihenkollektiven f r das Gesamtjahr und die beiden Halbjahre darge stellt Alle drei Grafiken lassen erkennen dass die Trendwerte sich ber eine gr ere Bandbrei te erstrecken und da
344. sserspeicherung in den Alpen abnehmen Die Schweiz im Jahre 2050 Auswirkungen Klimaanderung 235 i i i il ie EE a i Zu K BEA nn fei E Ze L ck TE E d i ES L F Le TE Abb 5 Blockgletscher im Suvretta da San Murezzan Engadin Schweiz Heute sind diese gro en Schuttmassen meist gefroren Permafrost und dadurch wenig der Erosion ausgesetzt Einzelne Erosionsrinnen sind jedoch bereits sichtbar Foto B Sch dler 5 Auswirkungen Sektoren der Wasserwirtschaft 5 1 Hochwasserschutz sowohl die erwartete Zunahme des Schadenpotentials als auch die Moglichkeit haufigerer Hochwasser erfordern einen hoheren Schutz vor Hochwasser Die flexible Hochwasserstrategie der Schweiz beinhaltet raumplanerische Ma nahmen zur Begrenzung des Schadenpotentials Objektschutz zur Minderung der Schadenempfindlichkeit bauliche Schutzmassnahmen sowie Notfallma nahmen In jedem Fall muss dem erh hten Unsicherheitsgrad in der Hochwasser schutzbemessung durch die Ber cksichtigung des berlastfalls minimiert werden Eine st ndi ge berpr fung der Risikosituation ist Voraussetzung f r eine langfristige Wirksamkeit der Um setzung der Strategie da sich sowohl Schadenpotential als auch Gefahrensituation laufend ndern Auch k nnten in Zukunft alpine Speicherbecken vermehrt f r den R ckhalt von Hoch wasserspitzen eingesetzt werden Ihr Einsatz als Mehrzweckanlagen wird an Bedeutung ge winnen
345. st nden am Neckar Abb 6 Hochwasserst nde des Neckars in Lauffen Hochwasser der Zeitspanne 1789 1931 Quelle Hochwassermarken an w rttembergischen Gew ssern 120 KLIWA Symposium 2006 Die in den 0 9 Unterlagen verf gbaren Daten und Darstellungen wurden gr tenteils gescannt soweit dies nicht moglich war sind sie manuell auf Datentrager erfasst worden Folgende Daten sind fur jede Hochwassermarke in der Datenbank hinterlegt e Nummer der Hochwassermarke in den jeweiligen Verzeichnissen Die badischen Marken sind mit den Bilddokumenten verkn pft Bezeichnung des Flusses oder Flussgebietes Ortslage Lage Flusskilometer und Uferseite Beschreibung der Lage der Hochwassermarke am Gewasser Datum des Hochwassers Hohenlage der Hochwassermarke im damaligen geodatischen System altes badisches oder wurttembergisches System e neue H henlage im aktuellen H hensystem e Dateiname der verkn pften Bilddatei in der die jeweilige badische Hochwassermarke dar stellt ist e Gewasserkennziffer e heutiger Flusskilometer e Vorfluter Name des Gewassers nach der Einm ndung Es lagen Hochwassermarken aus den Beitr gen zur Hydrographie des Gro herzogtums Ba den und aus K nigreich W rttemberg Hochwassermarken vor 3 1 1 Landesteil Baden Die in Beitr ge zur Hydrographie des Grofsherzogtums Baden ver ffe
346. stes DWD HM 2005 abzurufen 4 Hohe Werte des Niederschlagsdargebots bei Wiederkehrzeiten bis 100 Jahre Die im Winter fallenden Niederschlage k nnen in einer Schneedecke gespeichert sein und so mit ggf nicht unmittelbar abflusswirksam werden Die Speicherung des Niederschlags in der Schneedecke uber mehrere Wochen verursacht eine aus hydrologischer Sicht langer anhalten de mit allen Konsequenzen fur das Abflussgeschehen Die in dieser Periode gespeicherten Wasseraquivalente k nnen dann in einer intensiven Schmelzperiode mit Schneeschmelzbetragen verstarkt durch Regen von bspw 150 mm in 15 Tagen abgebaut werden wobei der gemessene Niederschlag in diesen 15 Tagen bspw nur ca 30 mm Zu betragen braucht Zum Langzeitverhalten der Schneedecke wird im Ubrigen auch im Heft 6 der KLIWA Berichte KLIWA 2005 Stellung genommen Der Schneedeckeneinfluss blieb bei den KOSTRA Ergebnissen unberucksichtigt da bei den Niederschlagsmesswerten als Input fur die extremwertstatistischen Analysen nicht zwischen flussigem und festen Niederschlag unterschieden wurde Um insbesondere in mittleren und hoheren Lagen die Extremwerte des Niederschlagsdargebots aus Regen und Schneeschmel ze quantifizieren zu k nnen wurde vor einigen Jahren der REWANUS Atlas Basiszeitraum 1961 1990 in Anlehnung an den KOSTRA Atlas erarbeitet Die regionalisierten REWANUS Werte liegen in Abh ngigkeit von der Dauerstufe f r drei Wiederkehrz
347. stiger Veranderungen des Bodensees Der Namen Bodensee fasst zwei getrennte Seebecken zusammen den tieferen und gr eren Obersee dessen Ausstrom Seerhein bei Konstanz den etwa 20 cm tiefer liegenden flache ren Untersee m ndet Von diesen beiden Seeteilen welche grundlegend verschieden sind wurde bei den Untersuchungen primar der Obersee betrachtet welcher als gro er und tiefer perialpiner See bezeichnet werden kann In Folge der zunehmenden Besiedlung und Nutzung der Bodenseeregion durch den Menschen kamen zu den nat rlichen Einfl ssen viele weitere Faktoren hinzu welche mehr oder weniger deutliche Auswirkungen auf den Bodensee hatten bzw haben Insbesondere seit dem 20 Jahr hundert f hrten die erweiterten technischen M glichkeiten und die Bev lkerungszunahme zu erheblichen Eingriffen Einige solcher Ver nderungen sollen hier beispielhaft kurz dargestellt werden und verdeutli chen dass eine Vielzahl an Entwicklungen bei der Interpretation der Messzeitreihen zu ber ck sichtigen ist N hrstoffentwicklung Der Bodensee ist ein im nat rlichen Zustand n hrstoffarmer See Mit dem zunehmenden Ein trag an Pflanzenn hrstoffen in den Bodensee ab etwa Mitte des 20 Jahrhunderts wurden Ver nderungen des Sees beobachtet welche 1959 Anlass gaben die Internationale Gew sser schutzkommission f r den Bodensee IGKB zur internationalen Koordinierung des Gewasser schutzes zu gr nden Seit den 1960er Jahren werden
348. stoffpotential deutlich zu Abbildung 5 Der neue lose Schutt sammelt sich in Gr ben und Bachbetten und kann bei Hochwasser ausgel st durch m glicherweise intensivere und bis in gr ere H hen fl ssige Niederschl ge mitgerissen und als Murgang zu Tal und bis in bewohnte Gebiete gelangen Erosion Geschiebetransport und Feststoffablagerungen sind bei Hochwasser sehr oft fur die grofsen Sch den verantwortlich Das Potential f r solche Ereignisse wird allerdings nur im Gebirgsraum deutlich steigen In den Voralpen lassen die erw hnten k nftigen hydrometeorologischen Bedingungen Nieder schlag Schneedecke Verdunstung im Winter und Fr hjahr ber l ngere Phasen auf wasser ges ttigte B den schlie en Nasse B den in steilen H ngen k nnen bei intensiveren Nieder schl gen als Rutschungen niedergehen Insgesamt nimmt damit das Schadenrisiko f r Infra strukturanlagen wie Verkehrsverbindungen und touristische Einrichtungen im Berggebiet zu 4 3 Trockenheit Extreme Trockenperioden werden entsprechend der Abnahme der mittleren Niederschl ge und der Anzahl der Niederschlagstage im Sommer l nger und h ufiger auftreten Die Kombi nation von Niederschlagsabnahme und h herer Verdunstung kann regional zu einer Abnahme des Feuchtigkeitsgehalts im Boden f hren Mit der Abnahme der Schneereserven in den Alpen werden zudem Fl sse die heute im Sommer von Schmelzwasser gespiesen werden h ufiger austrocknen sowie die saisonale Wa
349. sungs ma nahmen in verschiedenen Sektoren benutzen Wissenschaft und Politik Klimamodelle So lassen sich m gliche Entwicklungskorridore des k nftigen Klimas untersuchen Grundlage daf r sind verschiedene Szenarien zu Emissionen von Treibhausgasen und SO die unter anderem auf Annahmen ber die zuk nftige wirtschaftliche Entwicklung und das Bev lkerungswachstum basieren Es gibt globale Klimamodelle die das Klima der gesamten Erdoberfl che simulieren und regionale Klimamodelle die Berechnungen f r bestimmte Gebiete liefern Kunftige Klimaanderungen Deutschland Anlass zur Sorge 35 Regionale Klimamodelle nutzen verschiedene Regionalisierungsverfahren Grundsatzlich gibt es dabei zwei verschiedene Methoden dynamische und statistische Verfahren Beispiele dafur sind die vom UBA genutzten Modelle REMO und WETTREG REMO entwickelt und einge setzt vom Max Planck Institut fur Meteorologie in Hamburg ist ein dynamisches und WETTREG entwickelt und genutzt von den Firmen MeteoResearch sowie CEC Potsdam GmbH ein statistisches Verfahren REMO wurde in das globale Modell ECHAM5 MPI OM ein gebettet WETTREG hingegen bestimmt das Klimasignal nicht direkt aus den Szenariorech nungen des globalen Klimamodells ECHAM5 MPI OM sondern uber die Kausalkette von sich andernden Haufigkeiten der Wetterlagen in den taglichen Realisierungen des Klimamodells die hohe oder tiefe Temperaturwerte sowie geringen oder starken Niederschlag verurs
350. t Die durchgef hrten Sze nariosimulationen deuten darauf hin dass es neben der mittleren Zunahme um 20 auch eine deutliche r umliche Verschiebung der Wertebereiche geben wird Betrachtet man die Darstel lung der Unterschiede zwischen Istzustand und ECHAM4 Szenario Abbildung 4 zeigt sich dass Unterfranken tendenziell h here Grundwasserneubildungsraten aufweisen wird und die stlichen Gebietsbereiche stagnieren bzw teilweise sogar durch abnehmende Werte gekenn zeichnet sind Diese r umliche Verteilung spiegelt deutlich einen von West nach Ost abneh menden Einfluss des Klimawandels wider der bereits in anderen Untersuchungen z B zur Schneedeckendauer Arbeitskreis KLIWA 2005 oder zum Abflussgeschehen Willems 2007 beobachtet wurde 168 KLIWA Symposium 2006 Abweichung a de a in Proment Petr Abb 4 Rasterdarstellung der mittleren Grundwasserneubildung im Maingebiet und der raumli chen Unterschiede zwischen Istzustand und Szenario 3 2 Ergebnisse f r Baden W rttemberg Die Ergebnisse der vorgestellten Szenariosimulationen in Baden W rttemberg beziehen sich auf die gesamte Landesfl che bzw auf 5 naturr umliche Haupteinheiten mit signifikanten geo logischen und morphologischen Unterschieden 1 Oberrheingraben und Hochrheintal 2 Schwarzwald 3 G uplatten Keuperbergland und fr nkischer Muschelkalk 4 Schw bische Alb 5 Oberschwaben Abb 5 Naturr umliche Haupteinheiten in Baden W rttemberg
351. t dann Temperaturen welche eine Durchmischung auch bei warmerem Wasser ermoglichen Mit einem vollstandigen Aussetzen der tief greifenden winterlichen Durchmischung ist daher auch k nftig nicht zu rechnen Ob l ngere Phasen unzureichender Tiefenwassererneuerung bei den jetzigen N hrstoffverh ltnissen noch zu kritischen Sauerstoffwerten f hren k nnen kann mit den durchgef hrten Analysen noch nicht beurteilt werden Einen Hinweis der die Vermutung st tzt dass in j ngerer Zeit der winterliche vertikale Wasser austausch tendenziell fr her endet liefert die Zeitreihe der j hrlichen Messtermine der besten vertikalen Durchmischung welche f r die Bestimmung des Indikators Z ermittelt wurden Abbil dung 10 zeigt diese Zeitreihen errechnet aus den Messprofilen der bereits zuvor genannten beiden Wasserinhaltsstoffe Wenngleich die in der Regel 14 t gigen Messintervalle die Be stimmungsgenauigkeit einschr nken so l sst sich doch ein signifikanter Trend zu fr heren Zei ten ermitteln Dieser kann so interpretiert werden dass die winterliche Durchmischung fr her endet da die Fr hjahrsschichtung eher einsetzt In den untersuchten 36 Jahren kam es zu ei ner mittleren Verschiebung des Messtermins bester vertikaler Durchmischung von etwa 1 Mo nat von ehemals Anfang April auf Anfang M rz in den j ngeren Jahren Ein weiteres Indiz daf r dass eine eher einsetzende thermische Schichtung die Durchmischung fr her beendet liefern die Param
352. t eine Zunahme des atmosph rischen Wasserdampfs zur Folge so wie einen verst rkten Wasserdampftransport von den Ozeanen zu den Kontinenten und damit eine Zunahme des Niederschlags ber den Landgebieten Regional sind die Niederschlags n derungen jedoch sehr verschieden Dabei f llt generell mehr Niederschlag in hohen Breiten und in Teilen der Tropen w hrend die regen rmeren Subtropen noch weiter austrocknen Damit vergr ern sich die Unterschiede zwischen den feuchten und trockenen Klimaten auf der Erde Diese Aussage gilt auch f r das Klima in Europa Allerdings sind die Niederschlagstendenzen in den Winter bzw Sommermonaten sehr unterschiedlich W hrend der Sommerniederschlag fast berall in Europa abnimmt wird im Winter ein ausgepr gtes Nord S d Gef lle vorherge sagt mit einer Abnahme im niederschlagsarmen S deuropa und einer Zunahme im nieder schlagsreichen Mittel und Nordeuropa Diese Zunahme h ngt zusammen mit intensivierter win terlicher Sturmaktivit t ber dem Nordostatlantik und verst rkten Westwinden die feuchte Luft vom Atlantik heranf hren Auff llig sind eine H ufung von Starkniederschl gen sowohl im Win ter wie auch im Sommer und damit eine erh hte Wahrscheinlichkeit von berschwemmungen Die Anzahl von Frosttagen wird in Europa bis zur Mitte dieses Jahrhunderts deutlich abnehmen w hrend sich die Anzahl von Hitzetagen Temperaturen ber 30 C um etwa drei ig Tage stark erh hen wird Nach neuesten Berec
353. t f r Gebietsniederschlag rechts am Pegel Waldenhausen Tauber 6 Zusammenfassung In der vorliegenden Untersuchung wird die Entwicklung der Niedrigwasserverh ltnisse in Sud deutschland auf der Grundlage von Langzeituntersuchungen gemessener Abfl sse und den Ergebnissen von Wasserhaushaltsuntersuchungen mittels Klimaszenarien betrachtet Zusam menfassend l sst sich Folgendes festhalten Bei den Langzeituntersuchungen l sst sich ein signifikanter Anstieg der Niedrigwasser kennwerte vor allem im Winterhalbjahr konstatieren Demgegen ber zeigen die Kennwerte im Sommerhalbjahr eine uneinheitliche Tendenz F r etwa ein Drittel der 36 Pegel weist die Devi anzanalyse im Rahmen der instation ren Wahrscheinlichkeitsanalyse auf eine signifikante Ab nahme der Streuung der Niedrigwasserabfluss Serien hin Die Zunahme der Niedrigwasserabfl sse im Winter steht im Einklang mit den Ergebnissen der Wasserhaushaltsmodellierungen des bayerischen Main mittels Klimaszenarien Wesentlich ausgel st durch eine vollst ndige Phasenumkehr in der innerj hrlichen Verteilung der mittleren Tagessummen des Niederschlags sind dar ber hinaus Abnahmen der Niedrigwasserkennwerte im Sommer zu erwarten Hinsichtlich der T j hrlichen Niedrigwasserabfl sse f llt auf dass die zu erwartende Abnahme der Niedrigabfl sse mit zunehmender J hrlichkeit rechnerisch zu nimmt 160 KLIWA Symposium 2006 Die Ergebnisse in Bayern stehen im Einklang mit den Ergebniss
354. t wurde unsere Umwelt weltweit bereits durch die Klima nderung be einflusst IPCC 2007b Zahlen der Versicherungswirtschaft quantifizieren die bereits beob achtbaren Folgen dieser Entwicklung Etwa 64 Prozent der gr eren Schadensereignisse in Europa und 79 Prozent der von diesen verursachten volkswirtschaftlichen Sch den seit 1980 haben unmittelbaren Bezug zu Klima und Wetter beispielsweise durch St rme und Hochwas ser Weitere 25 Prozent der Ereignisse wie Erdrutsche Lawinen Trockenperioden und Hitze wellen haben indirekten Bezug Im Mittel verdoppelte sich nahezu die Zahl gr erer Scha densereignisse in den 1990iger Jahren gegen ber den 1980iger Jahren M nchener R ck 2004 Werden Gegenma nahmen nicht oder zu sp t ergriffen kann es zu hohen volkswirtschaftlichen Sch den kommen Zur Schadensbilanz der letzten Dekade durch klima oder wetterinduzierte Ereignisse trugen in Deutschland allein die gro en Hochwasser mit ca 13 Mrd Euro Hitze und D rre mit ca 1 Mrd Euro sowie St rme mit zus tzlichen 2 5 Mrd Euro bei S chsische Staats kanzlei 2003 StMUGV 2005 M nchener R ck 2003 Zus tzlich zu diesen volkswirtschaftli chen Sch den von mindestens 16 5 Mrd Euro waren mehr als 7000 zus tzliche durch die Ex tremereignisse ausgel sten Todesf lle in Deutschland zu beklagen Koppe und Jendritzky 2004 Sch r und Jendritzky 2004 Die Schadenssummen durch wetter und klimabedingte Ereignisse steigen exponen
355. tH KO ajdazuoyabosio Jay YyeyIsiMiassem JaBbyjeyyseu Bunya myug A8 Melia Hya 7 Han breede es Bunjspeog polos ZZ CT AB AAAI Dout pe vauuobeg ypu you palud UNED ERMN VMA Daussan sapuaubaju ro 6007 sig Bungiamsny Bunoyuowewy E BBJOSIDA JISSEMLIOH SIP Bunsynyysing inj uazuanbasuoy f Zeussay souyouboju SYISMUOUOXOONZOS os LEO egen alWIOLOYHOZOS VITA TALES La Lo Guusoyuowewy usyoJbssag 1 Jayyema sne Bunpamsay I 54 KLIWA Symposium 2006 5 Bisher erschienene KLIWA Berichte Herausgeber Heft 1 Heft 2 Heft 3 Heft 4 Heft 5 Heft 6 Heft 7 Heft 8 Heft 9 Arbeitskreis KLIWA Landesanstalt fur Umwelt Messungen und Naturschutz Baden Wurttemberg Bayerisches Landesamt fur Umwelt Landesamt fur Umwelt Wasserwirtschaft und Gewerbeaufsicht Rheinland Pfalz Deutscher Wetterdienst Klimaveranderung und Konsequenzen fur die Wasserwirtschaft Fachvortrage beim 1 KLIWA Symposium am 29 und 30 11 2000 in Karlsruhe 278 S ISBN 3 88251 279 2 2001 Langzeitverhalten der Hochwasserabflusse in Baden Wurttemberg und Bayern KLIWA Projekt A 2 1 3 Analyse zum Langzeitverhalten der Hochwasserabfl sse 98 S ISBN 3 88251
356. te Denn es ist ein gesamtgesellschaftliches Thema das alle angeht und deshalb wollen wir das Know how von unseren Verwaltungen auch nutzen um uns rechtzeitig darauf einzustellen Ich glaube es hat Sie gefreut dass der baden w rttembergische Energieversorger EnBW jetzt im September einen gro en Kongress zum Thema Klimaschutz in Berlin gemacht hatte und damit auch die Energiewirtschaft zeigt dass Klimaschutz auch und gerade hier Thema ist Das be gr e ich sehr Wir sollten auch noch viel st rker im Verkehrssektor in der Reduktions und Vermeidungsstra tegie vorankommen auch Baden W rttemberg und Bayern Stichwort Wasserstoff als ein f r mich wichtiges Stichwort So sollten wir alles daran setzen um zu reduzieren und um anzupas sen und Vorsorge zu treffen dass das Klima nicht g nzlich aus den Fugen ger t und dass durch die Folgen der Erw rmung nicht gro e Sch den in unserem Land eintreten Lassen Sie uns deshalb auf einem wissenschaftlich gesicherten Niveau das fortf hren was die Wissen schaft begonnen hat an Erkenntnissen beizutragen Lassen Sie uns aber dann der Wissen schaft auch vertrauen Wenn die Wissenschaft heute sagt und lassen Sie mich damit schlie Ren dass wir eine Temperaturerh hung von 2 C als Obergrenze akzeptieren k nnten da f r aber notwendig w re dass wir mindestens 50 CO reduzieren m ssten dann ist das was wir mit Kyoto auf den Weg gebracht haben mit 5 2 ein Tropfen auf den hei en Stein
357. te e Darstellung der ausgew hlten Hochwassermarken in einem L ngsschnitt f r einen bestimm ten Gew sserabschnitt bzw Gew sser e Ausgabe der Daten der ausgew hlten Hochwassermarken auf Datei Historische Hochwasserinformationen und deren Nutzung 125 153 Historische Hochwassermarken Baden W rttemberg L ngsschnitt Neckar Hohe m NN _ N 3 Gundel sheimg Hochhausen Neckarzimmern o Hassmersheim Boettingen W rt Gemarkung Neckarmuehltack Untereisesheim Helnshelm Offenau W rt 29 10 1824 31 10 1824 14 44 5 14489 1474 147 8 147 8 149 5 1492 1519 Jagstfeld 144 05 144 08 145 82 145 94 145 99 146 82 147 88 26 12 1882 28 12 1882 150 1 Ausgew hlte Zeitr ume Abb 10 L ngsschnitt des Neckars mit den Wasserspiegelh hen der Hochwasser 1824 und 1882 In Abbildung 10 enthalt beispielhaft den Langsschnitt der Wasserspiegel Hohen bei den extre men Hochwassern der Jahre 1824 und 1882 fur eine ausgewahlte Gewasser Strecke des Ne ckars Er zeigt dass die Wasserstande des Hochwassers vom Jahre 1824 ca 2 m hoher sind als die des Hochwassers vom Jahr 1882 Bemerkung In den Auswertungen der gultigen Pe gel Statistik sind bisher nur an wenigen Pegeln Abflusse des Hochwassers 1882 berucksichtigt da an vielen Peg
358. tel o 0 1980 1989 1990 2001 10Tage 1990 2001 15Tage e E 7 O D D e lt 9 N F MA MA J AS ON D a O 50 100 150 200 250 300 350 Tagim 0 50 100 150 200 250 300 350 Jp Abb 15 Mittlere Jahresgange der Zuflussmenge der 5 Hauptzuflusse links und des uber 3 Messtationen Lindau Sigmarszell Zeisertsweiler Konstanz gemittelten Niederschlags rechts fur verschiedene Zeitraume Die Zuflussmengen konnten bis 2001 die Nieder schlagsmengen bis 2002 ausgewertet werden In der Tat lasst sich der sommerliche Pegelabfall auch anders erklaren Eine Folge der insge samt warmeren Wintern kann eine verringerte winterliche Schneeretention in den Alpen sein vgl KLIWA Heft 6 woraus auch hohere Abflusswerte im Spatherbst und Winter hervorgehen konnen Als Folge geringerer Wasserspeicherung in Form von Schnee lasst der Schmelzwas serbeitrag zu den sommerlichen Abflussmengen fruher nach woraus erniedrigte Pegelwerte resultieren Ebenfalls in diese Richtung wirken ein fruheres Abschmelzen des Schnees im Fruh jahr sowie eine erhohte Verdunstung im Fruhjahr und Sommer In wie fern und mit welchem quantitativen Beitrag die verschiedenen hier diskutierten Faktoren zu den beobachteten nderungen im mittleren Jahresgang der Wasserst nde gef hrt haben konnte im Rahmen des durchgef hrten Projekts nicht analysiert werden F r die Beantwortung dieser Fragen wie auch f r die Analyse welche w
359. ten Werte aller Pegel einer Region unmittelbar der Parametersch tzung mittels Maximum Likelihood un terzogen werden Als Wahrscheinlichkeitsverteilung wird wiederum die Verallgemeinerte Ex tremwertverteilung GEV zugrunde gelegt Ziel der Anwendung der regionalen anstelle der lo kalen Wahrscheinlichkeitsanalyse ist es dabei den Grad der Unsicherheit durch gemeinsame Betrachtung mehrerer Pegel im Einzugsgebiet zu verringern Die Entscheidung dar ber welche Pegelserien dabei zusammengefasst werden k nnen werden dabei hier nicht aufgrund formal statistischer Kriterien wie Diskordanz und Heterogenit t Hosking Wallis 1997 abgeleitet son dern allein aufgrund hydrologischer berlegungen 4 Langzeituntersuchungen in Bayern 4 1 Untersuchungsgebiete und Ergebnisse Die Langzeituntersuchungen werden in insgesamt 36 Einzugsgebieten in Bayern mit Gebiets gr en zwischen 50 und 2020 km durchgef hrt Abbildung 1 Folgende Kriterien sind f r die Auswahl der Pegel ma geblich e geringe anthropogene Beeinflussung durch Einleitungen Entnahmen oder Speicher im Ein zugsgebiet s dazu Belke et al 2003 stabile Abflusskurve im Bereich kleiner Abfl sse hinreichende L nge der Zeitreihe Repr sentanz hinsichtlich der Naturr ume und hydrogeologischen Einheiten Bayerns und Relevanz auch im Rahmen von KLIWA Untersuchungen zum Hochwasser Der fr heste Beginn der Messungen liegt im Jahr 1901 Pegel Sonthofen Iller der sp teste Be
360. ter Ber cksichtigung der k nftigen klimatischen Randbedingungen zu erzeugen Es soll also beispielsweise m glich sein eine Zeitreihe f r die klimatischen Bedingungen des Jahres 2030 zu generieren Um diese den Klimawandel ber cksichtigenden Zeitreihen zu generieren ist zun chst eine Un tersuchung historischer Zeitreihen durchzuf hren Hierbei bilden die nderung der Nieder schlagsintensit t und der Dauer von Niederschlagsereignissen den Schwerpunkt Au erdem sind bisherige Ver nderungen der extremen Niederschl ge zu ermitteln Mit instationaren Ver fahren ist eine Beziehung f r die Entwicklung der Extrema in der Zukunft herzustellen Der Zusammenhang zwischen den mit globalen Klimamodellen errechneten Zirkulationsmus tern und dem gro r umigen Niederschlagsverhalten ist in mehreren EU Projekten nachgewie sen worden Um diesen Zusammenhang zu untersuchen wurden die Zirkulationsmuster zu n chst zu bestimmten Gro wetterlagen Circulation Pattern CP klassifiziert Mit der dem aus gew hlten Szenarium entsprechenden CP Sequenz konnten die sich instation r ver ndernden klimatischen Randbedingungen bis Mitte des 21 Jahrhunderts simuliert werden Diese Klassifi zierung ist allerdings im Hinblick auf die Wetterereignisse die speziell f r die Siedlungswasser wirtschaft relevant sind zu modifizieren F r den kleinr umigen regionalen Niederschlag ist dann die Verkn pfung zu den modifizierten CP s zu untersuchen Das Klimaszen
361. terra fusca Ingenieurb ro und Consulting Stuttgart Universitat Hohenheim Institut f r Landwirt schaftliche Betrieblehre Stuttgart 1 Einleitung Unsere lebensnotwendigen Wasserressourcen werden sowohl hier in Deutschland als auch in anderen Teilen der Erde durch eine standig steigende Nachfrage nach qualitativ hochwertigem Wasser sowie durch die Folgen des globalen Klimawandels gefahrdet Im extremen Trocken jahr 2003 erreichten die Pegelstande einiger Flusse selbst im humiden Zentraleuropa Tiefst stande die den Betrieb thermischer Kraftwerke den Schiffsverkehr und die Flussokosysteme beeintrachtigten Andererseits haufen sich in den letzten Jahren Uberflutungen nach Starkre genfallen nicht nur in Europa sondern auch in anderen Erdteilen Weltweit gesehen ist in den nachsten Jahrzehnten mit einer Verknappung des nutzbaren Wassers durch folgende Trends zu rechnen e Zunehmende Bev lkerung mit steigendem Lebensstandard e Anstieg des Anteils an Bew sserungslandwirtschaft e Zunehmende Verschmutzung der Gew sser e Globaler Klimawandel Um dieser Entwicklung zu begegnen erlie die Europ ische Kommission bereits im Jahre 2000 die Europaische Wasserrahmenrichtlinie WRRL die momentan in allen EU Mitgliedsstaaten umgesetzt wird Weiterhin initierte die EU im Jahre 2002 auf dem Weltgipfel fur nachhaltige Entwicklung die EU Global Water Initiative mit dem Vorschlag die Prinzipien der WRRL auch auf anderen Kontinenten anz
362. thoden erg nzend erfordern k nnte um die bisherigen Befunde zu verfeinern Danksagung Der Autor dankt Herrn Dr Ihringer vom Institut f r Wasser und Gew sserentwicklung der Uni versit t Karlsruhe f r die Durchf hrung der Auswertungen und die kritische Diskussion der um fangreichen Ergebnisse die hier nur sehr summarisch dargestellt und bewertet sind 6 Literatur Ihringer J Langzeitverhalten der Hochwasserabfl sse an ausgew hlten Pegeln in Baden W rttemberg und Bayern Erg nzungsuntersuchung vom November 2006 unver ffentlichter Arbeitsbericht der Universitat Karlsruhe Straub H Langzeitverhalten von hydrologischen Gr en KLIWA Heft 4 2004 S 57 72 Straub H Langzeitverhalten der Hochwasserabfl sse Ergebnisse aus KLIWA KLIWA Heft 1 2001 S 122 139 142 KLIWA Symposium 2006 Entwicklung der Niedrigwasserverhaltnisse Suddeutschland 143 Entwicklung der Niedrigwasserverhaltnisse in Suddeutschland Winfried Willems Institut fur Angewandte Wasserwirtschaft und Geoinformatik 1 Einleitung Das Jahr 2003 war weit Uberdurchschnittlich warm und niederschlagsarm So waren die Monate Juni und August die warmsten seit hundert Jahren in Deutschland In weiten Teilen Bayerns erreichten die taglichen Maxima der Temperaturen Werte uber 30 C die Monatsmittel lagen um bis zu 5 C uber den langjahrigen Durchschnittswerten Die Auswirkungen auf das Grund und Oberflachenwasser mit Folge
363. tiell Kemfert und Schumacher 2005 und k nnten bis zum Jahre 2050 j hrlich mehr als 100 Mrd Euro betragen DIW 2004 Durch die gegenw rtige Unange Kunftige Klimaanderungen Deutschland Anlass zur Sorge 39 passtheit vieler Systeme trotz gleichzeitig vorhandener hoher Empfindlichkeit gegenuber dem Klimawandel sowie kontinuierlich wachsende Risiken im Falle des Nichthandelns konnen Scha den drohen die Anlass zur Sorge und dar ber hinaus vor allem zum Handeln geben sollten Die bereits beobachtbaren nderungen vieler nat rlicher Systeme wie Prozesse in der Hydro und Kryosph re sowie in terrestrischen und marinen Okosystemen k nnen jetzt mit hoher Si cherheit der anthropogenen Komponente der Erw rmung zugeschrieben werden Die Folgen des Klimawandels werden deshalb vom Ausma der anthropogen verursachten Klima nderung und ihrer Geschwindigkeit abh ngen In Anbetracht der bereits in der Atmosph re befindlichen Treibhausgase ihrer strahlungswirksamen Lebenszeiten der Tr gheit des gesamten Klimasys tems und der m glichen Spanne k nftiger Klimaentwicklungen ist ein gewisses Ma an nachtei ligen Klimafolgen mit hoher Sicherheit nicht mehr vermeidbar Anspruchsvolle Emissionsminde rungsma nahmen k nnen Klimafolgen und mit ihnen verbundene Risiken die f r die 3 Dekade dieses Jahrhundert und sp ter projiziert worden sind verlangsamen reduzieren verschieben oder g nzlich vermeiden Dar ber hina
364. tion und Ist Zustand BRONSTERT 2006 82 KLIWA Symposium 2006 4 Umsetzung von Klimaszenarien in Wasserhaushaltsmodellen Um Aussagen uber die Auswirkungen der Klima nderung auf den Wasserhaushalt z B Abflus se in den Gew ssern ableiten zu k nnen werden die Ergebnisse der regionalen Klimaszena rien als Eingangsgr en fur die anhand von Beobachtungsdaten kalibrierten und validierten Wasserhaushaltsmodelle WHM verwendet GERLINGER 2004 Abbildung 3 erl utert das schematische Vorgehen zur Auswertung der Abfl sse und der verwendeten Vergleichsgr en In Bayern liegen bisher Wasserhaushaltsmodelle auf Basis des Modellsystems ASGi Modell WaSiM ETH fl chendeckend im 1 km Raster f r die Flussgebiete n rdlich der Donau vor Die Auswertung der Ergebnisse der Wasserhaushaltsmodellierungen konzentrieren sich zu n chst auf die m gliche Ver nderung des Abflussgeschehens in der Zukunft wobei die Auswir kungen auf die Hochwasserabfl sse im Blickfeld sind Aus den verschiedenen Zeitreihen der gemessen und modellierten Abfl sse Ist Kontrolle und Zukunft wurden einige hochwasserre levante Kennzahlen MHQ MoMHQ extrahiert und statistisch ausgewertet Die Jahresserien der Hochwasserabfl sse Jahreswerte Halbjahreswerte aus der Wasserhaushaltsmodellierung wurden dar ber hinaus mit Methoden der Extremwertstatistik analysiert Klimamodell Ist Zustand Uberpriifung Ist Zustand a Zukunftsszenario gemessene Klimadat
365. tleren Monatsh chstwerte durch Vergleich der Mittelwerte von Teilzeitreihen und zugehoriger Gesamtreihe Im Weiteren werden nur die Ergebnisse aus der Analyse des Jahrgangs der Trendbestimmung und der Trendsignifikanz n her beleuchtet Die Ergebnisse der Bruchpunktanalysen und der Trendverhaltens nderung sind indirekt ber die f r die Bildung der Teilzeitreihen gew hlten Trennungsjahre ber cksichtigt 2 3 Ergebnisdarstellung Die vorstehend genannten Untersuchungen sind f r die ausgew hlten 90 Pegel durchgef hrt und auch einzeln grafisch dargestellt im Ergebnisbericht der Universit t Karlsruhe enthalten Die Ergebnisdarstellung wird zum besseren Verst ndnis beispielhaft f r den Pegel Donauw rth jeweils mit einem Halbjahresbezug gezeigt Das Ergebnis der Analysen des Jahrgangs ist in Abbildung 3 aufgetragen F r die beiden Halb jahre sind jeweils die mittleren Hochwasserabfl sse MHQ HJ f r die Gesamtreihe und die Teilzeitreihen 11 1923 10 1973 sowie 11 1973 10 2005 eingetragen die Mittelwerte der Teilzeitreihen liegen ber bzw unter dem jeweiligen Gesamtmittel Die drei dargestellten Gang linien mit den Monatsmittelwerten lassen noch deutlicher erkennen dass die monatlichen Ab flussh chstwerte nach dem Trennungsjahr 1974 ber alle Monate insbesondere aber in den eigentlichen Hochwassermonaten ein deutlich h heres Niveau aufweisen Dies kann in diesem Fall als eine deutliche Ver nderung bei den Hochwasserabfl ss
366. tlichen Beitrag f r die Definition von Basissze narien f r m gliche zuk nftige Entwicklungen im Einzugsgebiet des Neckars auf deren Grund lage agrar und umweltpolitische Ma nahmen auf regionaler und lokaler Ebene identifiziert werden k nnen Das integrierte Modell MOSDEW liefert neben Aussagen zu chemischen und physikalischen Parametern der Oberfl chen und Grundwasser auch Abschatzungen zur kolo gischen Qualit t der Gew sser und zur Entwicklung der Einkommenssituation im Agrarsektor Es ist damit besonders f r Fragestellungen geeignet die eine gesamtheitliche Betrachtung der Auswirkungen des globalen Klimawandels erfordern Der Aufbau des Regionalmodells durch Verkettung von zahlreichen Einzelmodellen mit zum Teil unterschiedlicher r umlicher und zeitli cher Aufl sung erfordert eine exakte Definition der Schnittstellen eine einheitliche Vorgabe der Eingabegr en f r alle Modelle und eine Sensibilisierung aller Modellentwickler um die Konsis tenz im Gesamtmodell zu erhalten Diese Herausforderung hat RIVERTWIN in weiten Teilen gel st Dennoch besteht obwohl f r die Einzelmodelle versucht wurde Fehlerabsch tzungen f r die Modellergebnisse zu machen weiterer Forschungsbedarf zur Identifikation und Quantifizie rung der Unsicherheiten im komplexen Modellverbund Das EU Projekt RIVERTWIN Neckar Ein Beitrag zum integrierten Flussgebietsmanagement 209 Einzelhabitate sLebensraume Laicharea A Abb 10 Ergebniss
367. tsma nagement Thomas Gaiser Universit t Hohenheim Institut f r Bodenkunde und Standortslehre SLUNG E 199 Klimawandel in anderen Regionen Klimawandel und seine Konsequenzen fur die Wasserwirtschaft in Hessen Gerhard Brahmer Hessisches Landesamt fur Umwelt und Geologie Wiesbaden 211 Climate Change and the river Thames catchment Tim Reeder Environment Agency UK London 223 Die Schweiz im Jahre 2050 Auswirkungen der Klimaanderung auf die Wasserwirt schaft und auf andere wichtige Bereiche Bruno Sch dler Bundesamt f r Umwelt Bern a 229 Folgerungen und Ausblick f r das Vorhaben KLIWA Hansj rg Str hle Umweltministerium Baden W rttemberg 241 Kurzstatements zur Podiumsdiskussion von Experten zum Problemkreis Gesellschaftli che Auswirkungen des Klimawandels Claudia Kemfert Deutsches Institut f r Wirtschaftsforschung 245 Nico Stehr Zeppelin Universit t Fredrcheahaten nennen nennen 247 Armin Grunwald ITAS Forschungszentrum Karlsruhe 249 Eberhard Faust M nchener R ck Munchen 251 Christiane Markard Fachbereichsleiterin Gesundheitlicher Umweltschutz Schutz der Okosysteme des Umweltbundesamtes 253 Markus Disse Lehrstuhl fur Wasserwirtschaft u
368. tuation Jahr 2000 3 2 Klimaszenarien Alle vier Klimaszenarien die in den Simulationslaufen betrachtet wurden gehen von einer Er hohung des Niederschlags und einer Erhohung der Jahresmitteltemperatur aus Tabelle 1 Das sind Trends die auf die Tiefensickerung und die Nitratauswaschung gegenlaufig wirken sollten Tats chlich haben die Simulationen der Klimaszenarien mit dem hydrologischen Modell LARSIM gezeigt dass die Sickerungsraten sich in dem betrachteten Zeitraum bis 2030 aller Voraussicht nach nicht wesentlich verandern werden Dies wird bestatigt durch die zeitliche Veranderung der Nitratauswaschung die zwar einen leicht steigenden Trend hat der aber durch die Kurze der Zeitreihe und die hohen interannuellen Schwankungen statistisch nicht ab sicherbar ist Abbildung 8 Wenn man die mittleren Nitratauswaschungen in den Klimaszena rien mit den simulierten Nitratfrachten fur den Zeitraum 1987 bis 2003 vergleicht nimmt die Ge samtnitratauswaschung sogar ab Abbildung 9 Dies deutet darauf hin dass in den Klimasze narien entweder die Tiefensickerung oder die Stickstoffmineralisation oder auch beide Prozes se gleichzeitig durch die zunehmenden Temperaturen mehr oder weniger stark gehemmt wer den Das EU Projekt RIVERTWIN Neckar Ein Beitrag zum integrierten Flussgebietsmanagement 207 50000 45000 40000 35000 t Nitrat N 6 CH CH CH CH e KlimaszenA2
369. tung Bestandteil des Vorgehenskonzeptes des Kooperationsvorhabens KLIWA ist im Teil A Ermitt lung bisheriger Ver nderungen des Klimas und des Wasserhaushaltes das Projekt 2 1 4 R ckverl ngerung von Zeitreihen extremer Hochwasserabflusse Die R ckverl ngerung von Zeitreihen hat zum Ziel bestehende Zeitreihen um Abfl sse bedeutender Hochwasser Ereignisse der lteren Zeit vor Beginn der regelm igen Auswertung der Pegeldaten zu er ganzen Wenn diese Daten in die Auswertungen der Pegelstatistik die einen wichtigen Beitrag zur Bemessung wasserwirtschaftlicher Anlagen leistet einbezogen werden verbessern sich deren Ergebnisse In einem ersten Schritt dazu wurden in Baden W rttemberg 2006 die historischen Hochwas sermarken und damit die extremen Wasserst nde an den Gew sserstellen erfasst und der wasserwirtschaftlichen Praxis zur EDV gerechten Nutzung auf CD ROM 1 bereitgestellt Diese historischen Informationen k nnen heute von Bedeutung sein um e das Extremhochwasser festzulegen und die daraus sich ergebenden Uberschwemmungs gebiete in Hochwassergefahrenkarten darzustellen e das Bemessungshochwasser f r Anlagen des technischen Hochwasserschutzes festzule gen siehe Leitfaden des Landes Baden W rttemberg vom Juli 2005 Festlegung des Be messungshochwassers f r Anlagen des technischen Hochwasserschutzes Die Wasserstandsinformationen der Hochwassermarken sind grunds tz lich bei der Festlegung
370. uch geog Lachge rad O E __ 1 Ps L 3 5 LO 15 20 30 0 50 70 LME Niederschlagssumme R mm Oh 66h VZP von SNOW3 28 03 2006 18 UTC eogi Laenge kirad E EI ee ee o eee L 3 5 LO L5 20 30 0 50 70 Abb 9 Vergleich von Vorhersagen des Niederschlagsdargebots mittels SNOW3 und Vorher sagen des Niederschlags mittels LMK 28 03 2006 gleicher Vorhersagezeitpunkt Starkniederschlage und Schneeschmelze Suddeutschland 69 5 Zusammenfassung Im hydrologischen Winterhalbjahr zeigen die Starkniederschlagsh hen fast berall eine Zu nahme Regionale Schwerpunkte sind in Bayern die fr nkischen Landesteile sowie Teile des Bayerischen Waldes in Baden W rttemberg der Schwarzwald sowie der Nordosten des Lan des Im hydrologischen Sommerhalbjahr stehen Regionen mit einer Zunahme z B Ostrand des Schwarzwaldes Donautal Teile Mittelfrankens gro en Gebieten mit einer Abnahme 2 Unterfranken S dost Bayern und Teile des Alpenvorlandes bei insgesamt geringer Signifikanz gegen ber Die Anzahl der Tage mit Starkniederschlagsh hen oberhalb festgelegter Schwel lenwerte z B 2 20 mm d nimmt in S ddeutschland im hydrologischen Winterhalbjahr deutlich ZU 6 Literatur DWD HM 1997 Starkniederschlagshohen fur Deutschland KOSTRA DWD Offenbach am Main 1997 80 S DWD HM 2005 Grundlagenbericht und Fortschreibungsbericht zu KOSTRA DWD 2000 unter www dwd de KOS
371. ucksichtigung von okonomischem Wachstum Landnutzungs nderungen und Klimawandel entwickelt Abbildung 2 Im Neckareinzugsgebiet wurden vier Ebenen f r die Szenarienbildung definiert 1 Annahmen zur Klimaentwicklung 2 Annahmen zu den soziokulturellen und konomischen Entwicklungen 3 Interventionen A Intensit t der Interventionen Die verwendeten Klimasequenzen wurden von den Klimaszenarien A2 und B2 des Globalen Zirkulationsmodells ECHAM4 MPI Hamburg abgeleitet Tabelle 1 Den Szenarienl ufen lie gen zwei unterschiedliche Regionalisierungsans tze mit h herer r umlicher Aufl sung zugrun de Zum Einen wurde von der LUBW eine trockene und eine feuchte Realisation der Enke Szenarien MeteoResearch Berlin zur Verf gung gestellt Zum Anderen wurde ein Regionali sierungsansatz der am Institut f r Wasserbau der Universit t Stuttgart entwickelt wurde jeweils f r A2 und B2 angewendet Bardossy und Yang 2005 Treibende Kr fte Sozio Klimawandel konomische Massnahmen Yer nderungen e Eingabegr en Abstimmung MOSDEW Er ER eo me Entsc hei Ausgabegr en dungs WE gt Indikatoren trager a kologische und Bewertung bereinstimmung Bewirtschaftungsplane Abb 2 Vorgehensweise zur Abschatzung der Auswirkungen von sich andernden Rahmenbe dingungen auf die kologischen und konomischen Indikatoren der Gewasserbewirt schaftung 202 KLIWA S
372. uf den Wasserstand des Bodensees Wahrend im Winterhalbjahr der Abfluss nicht nur durch geringere Niederschlage sondern auch durch deren Retention in Form von Schnee verringert wird erhoht sich die Abflussmenge entsprechend im Fruhjahr und Som mer durch Schmelzwasser e Rhein Bregenzerach em Argen Alter Rhein em Schussen 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Monat Abb 3 Mittlerer Jahresverlauf der Zuflussmengen der 5 Hauptzufl sse des Bodensee Obersees welche zusammen etwa 90 der jahrlichen Gesamtzuflussmenge beitragen Zeitbereich 1951 bis 2001 Merkliche Veranderungen in der saisonalen Auspragung der Abflussmengen und damit auch des Bodenseewasserstands wurden durch den Ausbau der Speicherhaltung in den Alpen ver ursacht Die etwa 790 Mio m Speichervolumen wurden vorwiegend in den 1950 60er Jahren geschaffen verringerten die Abflussmengen im Sommer und erh hten sie im Winter Nach IGKB 2004 wird der Abfluss von etwa 600 Mio m Wasser vom Sommer ins Winterhalbjahr verlagert Ver ndert wird durch die Speicherbewirtschaftung auch der t gliche Verlauf der Ab flussmengen im Alpenrhein da der Wechsel an Strombedarf zu einem merklichen Tagesgang der Abflussmengen f hrt Die Intensit t dieses Sunk Schwallbetriebs hat sich in j ngerer Zeit verst rkt IGKB 2004 Die kologie des Alpenrheins wird hierdurch nachteilig beeinflusst Befischung und Fischbest nde Fische reagieren in vieler Hinsicht auf die Witt
373. uftraggeber Landesamt fur Umwelt Bayern unveroffentlicht Willems W und Yoruk A 2006 Einfluss des Klimawandels auf Wasserbilanzen und Abflusse fur Einzugsgebiete des bayerischen Mains mittels Klimaszenarien Auftraggeber Landesamt fur Umwelt Bayern unver ffentlicht 162 KLIWA Symposium 2006 Auswirkung der Klimaveranderung auf die Grundwasserneubildung in Suddeutschland 163 Auswirkung der Klimaveranderung auf die Grundwasserneubildung in Suddeutschland J rg Neumann amp Thomas 1 Bayerisches Landesamt f r Umwelt Landesanstalt f r Umwelt Messungen und Naturschutz Baden W rttemberg 1 Einleitung Die Grundwasserneubildung wird gem DIN 4049 3 1994 als Zugang von infiltriertem Was ser zum Grundwasser definiert und stellt den um Verdunstung und schnelle Abflusskomponen ten reduzierten Restterm der Niederschlagsh he dar Dar ber hinaus kann sie der durchschnitt lichen Basisabflussh he eines Einzugsgebietes gleichgesetzt werden Abbildung 1 Sie ist als residuale Komponente der Wasserbilanz ein wichtiges Ma fur die Regenerationsf higkeit der Grundwasserressourcen und definiert damit das f r die Trinkwassergewinnung durchschnittlich zur Verf gung stehende Grundwasserdargebot Dieser Aspekt ist von besonderer Bedeutung da in S ddeutschland immerhin mehr als 80 des Trinkwassers aus dem Grundwasser ent nommen werden BW 73 BY 95 In diesem Zusammenhang sind Fragen nac
374. ulation des Abflusskontinuums und des Hochwasserabflusses mit regionalen Klimaszenarien 100 5 ISBN 3 88251 305 5 2006 Weitere aktuelle Informationen zu Projektergebnissen finden Sie unter der Internetseite http www kliwa de Starkniederschlage und Schneeschmelze Suddeutschland 55 Starkniederschlage und Schneeschmelze in Suddeutschland Gabriele Malitz Deutscher Wetterdienst Abteilung Hydrometeorologie 1 Einleitung Mit den gro en Hochwassern der j ngsten Vergangenheit wurde wieder verst rkt die Frage gestellt inwieweit Starkniederschlagsereignisse zugenommen haben Eine Reihe von Untersu chungen seitens der Hydrometeorologen des Deutschen Wetterdienstes DWD dient dazu diese Frage unter Ber cksichtigung verschiedene Aspekte zu beantworten Von Bedeutung sind dabei bspw jahreszeitliche Unterschiede regionale Besonderheiten zus tzliche Einfl sse durch Schneeschmelze sowie die Definition von Starkniederschlag Das Langzeitverhalten der Starkniederschl ge wurde von der Abteilung Hydrometeorologie HM des DWD bspw im Rahmen des Kooperationsvorhabens KLIWA Klimaver nderung und Konsequenzen f r die Wasserwirtschaft in Zusammenarbeit mit der Landesanstalt f r Umwelt Messungen und Naturschutz Baden W rttemberg und dem Bayerischen Landesamt f r Umwelt untersucht Es lagen dabei f r den Zeitraum 1931 2000 Messwerte von 415 Niederschlagssta tionen und von 92 dieser Stationen Messungen f r den l
375. um 2006 Extremereignissen Hoch und Niedrigwasser als auch langsame Veranderungen z B des Grundwasserstandes oder des Meeresspiegels Beispielsweise macht der Gewasserausbau fur Schifffahrtszwecke dann keinen Sinn wenn die Wasserst nde unter Werte der erforderlichen Fahrwasserh he klassischer Binnenschiffe fallen Flachbodenschiffe w ren eine Alternative Wenn in Zukunft die Beregnung landwirtschaftlich genutzter Fl chen wieder in gr erem Ma stab erforderlich werden sollte ist auch in Deutschland die Einf hrung der Wasser sparenden Tr pfchenbew sserung in der Landwirtschaft erforderlich Auch Kraftwerke k nnten mit weniger K hlwasser auskommen wie der Betrieb von Anlagen in arabischen L ndern zeigt F r alle vom Klimawandel betroffenen Wassernutzungen wie Trinkwasserversorgung Wasserkraftnut zung Schifffahrt Landwirtschaft um die wichtigsten zu nennen sind Strategien zur Anpassung an Klima nderungen in den kommenden Jahren zu entwickeln An diesen Arbeiten wird sich das Umweltbundesamt aktiv beteiligen und verst rkt seine Vorschl ge einbringen Kurzstatements zur Podiumsdiskussion 255 Was benotigt die Wasserwirtschaft angesichts des Klimawandels in den kommenden Jahrzehnten Markus Disse Lehrstuhl fur Wasserwirtschaft und Ressourcenschutz der Universitat der Bundeswehr Munchen Die Frage welche Aufgaben sich der Wasserwirtschaft in den kommenden Jahrzehnten stellen lassen sich meiner Meinung nach in d
376. um keine konkrete Handlungs empfehlungen f r die wasserwirtschaftliche Praxis die auch den wirtschaftlichen Kriterien ent sprechen abgeleitet werden k nnen Deshalb wurde in KLIWA der Prognosezeitraum von 2021 bis 2050 gew hlt da in diesem Zeitraum die m glichen Temperaturentwicklungen noch dichter als in 2100 beieinander liegen F r diesen Prognosezeitraum wurde in KLIWA das Emissions szenario B2 angenommen da das B2 Szenario eine mittlere Betrachtungsweise darstellt Dem B2 Szenario liegt eine gesamtgesellschaftliche Entwicklung zu Grunde die bereits auf konomische und kologische Nachhaltigkeit ausgerichtet ist Antworten auf die Klimaentwicklung auf regionaler Ebene mit Hilfe von globalen Klimamodellen k nnen nicht gegeben werden da diese sehr grobmaschig angelegt sind Mit Gitterweiten von 250 km w rde die Landesfl che von Baden W rttemberg gerade mit einer Gittermasche abge bildet werden In globalen Klimamodellen kann demnach die Topographie einer Landesfl che wie diejenige von Baden W rttemberg nicht abgebildet werden Damit k nnen zum Beispiel Luv Lee Effekte von Luftstr mungen die insbesondere das Niederschlagsverhalten beeinflus sen nicht simuliert werden Deshalb mussten zun chst regionale Klimamodelle entwickelt wer den Da es f r die Absch tzung der k nftigen Klimaentwicklung auf regionalem Ma stab noch kein optimales Verfahren gab wurden im Rahmen von KLIWA drei verschiedene Institutionen beauftragt re
377. umente f r oder gegen Hochwasserr ckhaltebecken zu gewinnen wurde aufbauend auf dem N A Modell der Fr nkischen Saale die Studie Nachweis von R ckhalter umen an der Fr nkischen Saale aufgestellt Aufgabenstellung der Untersuchung war e Die Ermittlung des vorhandenen R ckhaltepotenzials f r gro e Abfl sse im Einzugsgebiet der Fr nkischen Saale e Die Abbildung und Parametrisierung der potenziellen R ckhalter ume im bestehenden N A Modell e Die Ermittlung der Effektivit t der R ckhalter ume e Durchf hrung von Variantenberechnung verschiedener Kombinationen von Speichern Es wurden insgesamt 62 vorgeschlagene Standorte untersucht Bei der Restriktions und Effek tivit tspr fung schieden 43 Speicherstandorte aus Das EU Projekt ESPACE Hochwasserschutzplanung fur die Frankische Saale 109 Mit den verbliebenen 19 effektiven Standorten wurden verschiedene Variantenberechnungen durchgef hrt Standorte der 10 effektivsten Hochwasserr ckhalter ume Folgende Aussagen lassen sich aufgrund der Untersuchung treffen e Auf Grund seines gro en Volumens besitzt nur der Speicher Bad Bocklet als einzeln betrie bener Speicher einen nennenswerten Einfluss auf den Hochwasserruckhalt e Durch die Aktivierung von 10 Speicherstandorten kommt es zu einer deutlichen D mpfung der Hochwasserwelle in der Fr nkischen Saale e Pro Speichergruppe Speicher an einem Nebengew sser ist bereits ein nennenswerter Einfluss auf
378. und gr ere Werte sind in unseren Siedlungen akkumuliert e die Tatsache dass besonders exponierte Areale wie flussnahe Talbereiche als vergleichs weise billiges f r Infrastrukturma nahmen leicht erschlie bares Bauland eventuell mit Brauchwasser und Hafenanschluss f r Gewerbe und Industriebauten zus tzlich aber auch f r Wohnbauten genutzt werden e der Traditionsabbruch in mobilen Gesellschaften bez glich des lokalen Gefahrdungswis sens e die zunehmende Komplexit t und Interdependenz der Substrukturen unserer Stadtgesell schaften wo beispielsweise der berschwemmungsbedingte Ausfall der Strom Gas oder Telefonversorgung zu Betriebsunterbrechungen f hren kann die als versicherte Gewerbe sch den gro e Schadensummen ausl sen e die zunehmende Schadenempfindlichkeit im Bereich kommerzieller und privater Geb ude z B Gefrierschranke elektronische Steuerungen in berschwemmungsgef hrdeten Keller bereichen All dies vergr erte die Schadenpotenziale ber die Zeit Auf Versicherungsseite erh hen sich die Sch den mit der Versicherungsdichte und der Produktvielfalt Es gibt gleichwohl ermutigende lokale F lle die belegen dass beispielsweise das Schadenpo tenzial bei berschwemmungssch den aufgrund kluger Vorsorge und lessons learned im Zu ge der Zeit vermindert werden konnte Rheinhochwasser 1993 1995 berschwemmungen S ddeutschland Pfingsten 1999 und August 2005 Neben den sozio konomischen Fakt
379. ung bei der Ausdehnung von Stilllegungsfl chen sowie eine Verschiebung im Feldfutterbau vom Silomais zu Kleegrasgemischen erwarten Henseler et al 2006 Diese Ver nderungen wirken sich in Verbindung mit der zunehmenden Versiegelung in beiden Szenarien positiv auf die Auswaschung an Nitrat aus d h die Gesamtauswaschung wird um ca 9 redu ziert Abbildung 6 Die etwas h here Fl chenversiegelung im Szenario A im Vergleich zu Sze nario B hat keine weiteren Konsequenzen f r die Nitratauswaschung Das EU Projekt RIVERTWIN Neckar Ein Beitrag zum integrierten Flussgebietsmanagement 205 200 m Szenario A m Szenario B 150 100 Ql Flachenstillegung Ackerflache Kleegras Dauerkulturen Prozentuale Veranderung 2015 zu 2000 cn Abb 5 Ver nderung der Fl chenausdehnung ausgew hlter landwirtschaftlicher Nutzungen in den sozio konomischen Szenarien A und B im Jahre 2015 nach Umsetzung der GAP Reform S 120 N O S N 100 5 5 80 Been 2 60 5 o o 40 O 20 2 0 Landnutzung 2000 Szenario A Szenario B Nur Brache Abb 6 Durch die Modellkomponente SLISYS berechnete Veranderung der mittleren jahrlichen N Auswaschung durch unterschiedliche Landnutzungsszenarien aufgrund der GAP Reform und bei vollstandiger Umwandlung des Ackerlands in Grunbrache Um das Redu
380. ungen besser verkraften hnlich wie bei den Fischen ist die Entwicklung bei vielen Makrozoobenthosarten ebenfalls eng an die Temperatur gekoppelt Die Entwicklungsdauer von Eiern der Eintagsfliege Baetis rhodani betr gt z B bei 5 C 64 bis 68 Tage und bei 10 C nur 25 bis 27 Tage BOHLE 1969 Somit hat die Temperatur einen entscheidenden Einfluss auf den Lebenszyklus der Organismen Prinzipiell unterscheidet man e semivoltin eine Generation in zwei oder mehr Jahren e univoltin einj hriger Zyklus e multi polyvoltin mehrere Generationen pro Jahr Die meisten der Flie amp gewasserarten in Mitteleuropa entsprechen dem univoltinen Typus Semi voltine Lebenszyklen sind vor allem bei kaltstenothermen Gebirgsarten bekannt Zu den Arten mit kurzen Generationswechseln multi bis polyvoltin geh ren z B Zuckm ckenarten Manche Arten wie die oben erw hnte Eintagsfliege Baetis rhodani weisen in Abh ngigkeit von den Umweltvariablen eine hohe Varianz auf So ist diese Eintagsfliege Baetis rhodani beispiels weise in Nordeuropa und in h heren Gebirgslagen univoltin in Mitteleuropa dagegen bivoltin mit einer Winter und Sommergeneration und in S deuropa polyvoltin mit einer Winter und zwei Sommergenerationen BAUERNFEIND und HUMPESCH 2001 Folgen des Klimawandels fur die Gewasserbeschaffenheit Suddeutschland 181 4 Mogliche Veranderungen in der aquatischen Lebensgemeinschaft Klimaveranderungen konnen fur die eine Art von N
381. ungsstrategien obliegt naturgem den entsprechenden Umweltbeh rden Die Eigenst ndigkeit der Wasserwirtschaftsverwaltung ist in einigen Bundesl ndern stark eingeschr nkt worden So sehr das in manchen F llen zu bedauern ist so kann man Reformprozesse auch als Chance begreifen neue Kooperationen zu generieren Die Integration des Wasserbereiches in eine umfassende Umweltbeh rde hat zum Beispiel das Potenzial die Themenbereiche Wasser Pflanze Boden und Luft st rker miteinan der zu verkn pfen Ebenfalls kann eine Zusammenlegung von Fach und politischer Beh rde Synergien schaffen indem das Fachpersonal die politisch Verantwortlichen durch ihre Kompe tenz konkret unterst tzen Da ich hier als Wissenschaftler und Hochschullehrer spreche m gen meine Vorstellungen vielleicht naiv klingen Aber Tatsache bleibt Jede politische Reform er ffnet auch neue M glichkeiten Zu den bew hrten Aufgaben der Wasserwirtschaft wie Pla nung Bau und Betrieb von wasserwirtschaftlichen Anlagen Gew sserpflege und unterhaltung sowie Flussgebietsmanagement werden sich zuk nftig neue T tigkeitsfelder hinzugesellen Dies betrifft Fragen des Hochwasserrisikomanagements der Umgang mit Unsicherheiten in der Planung sowie der st rkeren Einbeziehung des B rgers in den Planungs und Entscheidungs prozess Damit kommen wir zu der Verantwortung des Burgers in der Klimadebatte Der m ndige Bur ger muss mit ins Boot geholt werden Neben den politi
382. ur in Baden W rttemberg auch in der Zukunft weiter deutlich zunehmen Die Tem peraturzunahme betr gt im Jahresdurchschnitt ca 1 7 C im Winter ist die Zunahme mit ca 2 C am st rksten und die Zunahme im Sommer betr gt 1 4 C 3 2 Niederschlag Die Berechnungsergebnisse der Klimaszenarien prognostizieren ebenfalls eine nderung im Niederschlagsverhalten F r das gew hlte Zukunftsszenario betragen die Zunahmen der Jah resmittelwerte der Niederschl ge ca 8 mit einer Spannweite von ca 4 bis ca 17 Die gro r umigen Niederschl ge werden sich im Sommer in S ddeutschland um 4 abnehmen Andererseits ist zu erwarten dass die Winterniederschl ge deutlich zunehmen werden siehe Abbildung 4 Je nach Region kann die unterschiedlich stark ausgepr gte Zunahme bis zu 35 betragen Markant ist f r die j hrlichen Niederschlagssummen ein Bereich mit relativ hohen nderungen auf dem s dwestlich nord stlichem Halbbogen Schwarzwald Odenwald Spessart Rh n Differenz Szenario 2021 2050 zu Ist Zustand 1971 2000 aH Ms MH 170 A Sei D Ate Seen E Late Burdi ee sl 00 220 Abb 4 nderung der Niederschlagssumme im hydrologischen Winterhalbjahr 96 KLIWA Symposium 2006 Die Ergebnisse der Klimasimulationen k nnen nach unterschiedlichen Kriterien ausgewertet werden Zum Beispiel wurde das Niederschlagsverhalten mit einer Darstellung
383. us kann Anpassung viele m gliche nachteilige Klimafol gen signifikant reduzieren IPCC 2007b Daher braucht eine zeitgem e Klimaschutzpolitik neben so anspruchsvollen Klimaschutzzielen wie der Begrenzung der globalen Erw rmung auf h chstens 2 C ber dem Niveau des 19 Jahrhunderts ein zweites festes Standbein Die Anpassung an die heute nicht mehr abwendba ren Folgen des Klimawandels als Folge des Treibhausgasaussto es von gestern In Deutsch land m ssen insbesondere die Land Forst und Wasserwirtschaft der Naturschutz das Ge sundheitswesen die Energiewirtschaft der Verkehr und der Tourismus mit Risiken und gege benenfalls auch Chancen durch den Klimawandel rechnen Zu den besonders stark verwundba ren Regionen Deutschlands geh ren neben dem ostdeutschen Tiefland auch der Oberrhein graben und die Alpen F r das ostdeutsche Tiefland resultieren die Risiken vor allem aus den stark zur ckgehenden Sommerniederschl gen die zu einer geringeren Wasserverf gbarkeit im Sommer f hren k nnten Hier k nnte die Gefahr von h ufigeren und l nger anhaltenden D rren insbesondere f r Land und Forstwirtschaft sowie die Binnenschifffahrt Risiken bergen Zebisch et al 2005 F r die im Vergleich mit anderen deutschen Regionen hohe Verwundbarkeit der Alpen und des Oberrheingrabens sind vor allem verst rkte Hochwasserrisiken verantwortlich die sich aus Zu nehmenden und h ufiger als Regen fallenden Winterniederschl gen sowie einer
384. uwenden Europaische Gemeinschaft 2004 Die Ziele der Globa len Wasserinitiative orientieren sich an den Millenium Zielen der UN 1 die Zahl der Menschen mit keinem Zugang zu sauberem Trinkwasser bis zum Jahr 2015 halbieren und die Abwasser entsorgung verbessern 2 ein Gleichgewicht zwischen den menschlichen Bedurfnissen und der Umwelt sicherstellen 3 integriertes Wasserressourcen Management und Bewirtschaftungspla ne fur Flusseinzugsgebiete entwickeln Ein zentrales Merkmal der globalen Wasserinitiative wie auch der WRRL ist die Betrachtung von Flusseinzugsgebieten als Basiseinheit fur die Planung und Bewirtschaftung der Wasserressourcen Das Forschungsprojekt RIVERTWIN soll durch die Entwicklung eines integrierten Modells fur die strategische Planung der Gewasserbewirtschaftung auf Einzugsgebietsebene sowohl die Ziele der globalen Wasserinitiative der EU unterstutzen als auch zur wissenschaftlich unter mauerten Umsetzung der WRRL in Baden Wurttemberg beitragen Das Modell fur nachhaltiges Wasserressourcen Management MOSDEW MOdel for Sustainable DEvelopment of Water re sources Muller et al 2005 soll den Entscheidungstragern helfen den Einfluss von okonomi schen und technologischen Entwicklungen sowie die Auswirkungen von Landnutzungsande rungen und des globalen Klimawandels auf die langfristige Verfugbarkeit und die Qualitat der Gewasser abzuschatzen Das Modell basiert auf einem geografischen Informationssystem das sowohl kologisch
385. verdeutlicht die Summenlinien der Teilzeitreihen nach dem Trennungsjahr sind jeweils nach rechts in Richtung h here Werte verschoben wie die jeweils rechte Graphik f r das Ge samtjahr und die Halbjahre deutlich erkennen l sst 136 KLIWA Symposium 2006 Summe der proz Abweichungen des MHQ vor Trennungsjahr Summe der proz Abweichungen des MHQ nach Trennungsjahr bezogen auf MHQ gesamt Gesamtjahr bezogen auf MHQ gesamt Gesamtjahr vor 1951 nach 1951 nach 1964 nach 1974 vor 1964 vor 1974 Summe der Anteile der Pegel Summe der Anteile der Pegel proz Abweichungen proz Abweichungen Summe der proz Abweichungen des MHQ vor Trennungsjahr Summe der proz Abweichungen des MHQ nach Trennungsjahr bezogen auf MHQ gesamt Winterjahr bezogen auf MHQ gesamt Winterjahr vor 1951 nach 1951 nach 1964 nach 1974 vor 1964 vor 1974 Summe der Anteile der Pegel Summe der Anteile der Pegel 8 so SG Se D SD 8 amp 8 B N N E A g S ge 2 Q amp proz Abweichungen proz Abweichungen Summe der proz Abweichungen des MHQ vor Trennungsjahr Summe der proz Abweichungen des MHQ nach Trennungsjahr bezogen auf MHQ gesamt Sommerjahr bezogen auf MHQ gesamt
386. von Bemessungsabfl ssen zu ber cksichtigen da die Hochwassermarken sich zum Teil auf extreme Hochwasserereignisse beziehen z B Hochwasser vom Oktober 1824 Dezember 1882 deren h chste Wasserst nde wesentlich h her waren als die H chst Wasserst nde an den Pegeln seit Beginn der regelm igen Beobachtung e hydrologische und hydraulische Modelle zu eichen Hier sollen die auf der CD vorliegenden Informationen zu den Hochwassermarken und deren Nutzung erl utert werden 2 Historische Hochwassermarken 2 1 Hochwassermarken au erhalb Baden W rttemberg In vielen Gemeinden Deutschlands gibt es Informationen zu den Wasserst nden extremer Hochwasser aber nur an wenigen Stellen sind sie als Hochwassermarken vor Ort sichtbar wie in Frankfurt am Main Bild 1 Dort gibt es Marken seit dem Jahr 1342 Diese Marke gibt die H he des Wasserstandes bei dem sogenannten Magdalenen Hochwasser vom 21 Juli 1342 an damals ereignete sich laut Glaser 2 Klimageschichte Europas der hydrologische Gau Dieses Hochwasser zerst rte damals die Br cken in Regensburg Dresden W rzburg und Frankfurt 114 KLIWA Symposium 2006 ch lt 18 01 1682 e Ce E 2711 1882 ESCH 28 1 1920 gt di E 11 01 1576 21 02 1896 Tocha assermarken am Eisernen Ste d nrFrahkfut am Main __ Abb 1 Hochwassermarken am Eisernen Steg in Frankfurt am Main 2 2
387. von Dalrymple 1960 zur ckgeht wurde von Hosking Wallis 1997 in der Hydrologie etabliert Das Ziel besteht darin die Unsicherheiten der Quantilsch tzungen zu verringern indem der Stichprobenumfang durch Zusammenfassen von Serien mit statistisch hnlichen Eigenschaften vergr ert wird Grundannahme ist dabei dass sich die Wahrscheinlichkeitsverteilungen verschiedener Pegel in einer homogenen Region nur hinsichtlich eines Skalierungsfaktors sogenannte Index Flood 146 KLIWA Symposium 2006 meist der Mittelwert der Extremwert Serie voneinander unterscheiden Die Parameteranpas sung erfolgt daher gemeinsam fur die Extremwert Serien aller Pegel der homogenen Region Beim Ansatz von Hosking Wallis 1997 ist die Vorgehensweise dabei wie folgt Fur alle Pegel einer homogenen Region erfolgt zunachst die Division der Einzelwerte der Extremwerte Serie durch den Skalierungsfaktor dann die Berechnung der pegelbezogenen L Momente fur die normierten Werte und die Ermittlung regionaler L Momente durch gewichtete Mittelung der pe gelbezogenen L Momente wobei sich das Gewicht aus der jeweiligen Reihenlange ergibt Schlie lich erfolgt die Berechnung der Parameter der Wahrscheinlichkeitsverteilung mittels der L Momentenmethode unter Nutzung der regionalen L Momente In Kap 5 3 wird die regionale Wahrscheinlichkeitsanalyse in modifizierter Form zur Absch t zung der Klimafaktoren eingesetzt indem die durch den Skalierungsfaktor der normier
388. w hrend der Beitrag durch Flusswassereinmischung eher gering ist Die Dynamik der Ausk hlung und der vertikalen Durchmischung h ngt sehr vom Witterungsverlauf wie auch von der Form des Seebeckens ab Hierauf weist auch Livingston 1997 beim Vergleich von 4 Schweizer Seen hin Im s gezahnartigen Verlauf der Tiefentemperaturen spiegeln sich die Jahre unzureichender und guter vertikaler Durchmischung wieder wie Hollan in Eurolakes 2003 f r den Zeitbereich 1985 bis 2002 aufzeigt Ein Vergleich von 12 europ ischen Seen hat Dokulil et al 2006 durchgef hrt Hierbei zeigen sich zwar einerseits deutliche seenspezifische und regionale Un terschiede im Temperaturverlauf andererseits ist ein signifikant ansteigender Trend bei allen 12 Seen erkennbar Die gefundene Koh renz kann auf gro skalige Wetterph nomene wie etwa der Nordatlantischen Zirkulation zur ckgef hrt werden In mehreren wissenschaftlichen Arbei ten z B Livingston und Dokulil 2001 Dokulil 2006 Straile et al 2003a und 2003b wurde eine solche Kopplung mit der Wassertemperatur den Mischungsverh ltnissen und teilweise auch bez glich biologischer und chemischer Prozesse in Seen untersucht Eine Analyse des langj hrigen Verlaufs der Durchmischungsintensit t im Bodensee unter Ver wendung chemischer Messparameter als Indikatoren wurde erstmals durch Rofsknecht 2003 186 KLIWA Symposium 2006 durchgefuhrt Er zeigt hierbei auf dass ab den 1990er Jahren vermehrt Wi
389. wirkungen des Klimawandels moderiert von Inge Niedeck vom ZDF Meine Damen und Herren aus unserer Sicht ist KLIWA das Erfolgsmodell einer Kooperation Dies betrifft zum einen die sehr gute vertrauensvolle Zusammenarbeit der Beteiligten unterein ander Zum anderen ist KLIWA auch ein sehr sch nes Beispiel daf r wie die Ergebnisse was serwirtschaftlicher Untersuchungen unmittelbar in konkrete Handlungsanleitungen f r die Ver waltungspraxis umgesetzt werden Nicht zuletzt liefert KLIWA zahlreiche Grundlagendaten f r andere Untersuchungen zum Klimawandel in S ddeutschland Ich darf allen die zum Gelingen dieses Symposiums beigetragen haben nochmals f r die her vorragende Arbeit danken die sie geleistet haben Besonders danke ich allen Referenten die heute und morgen ihre Ergebnisse pr sentieren Dem 3 KLIWA Symposium w nsche ich einen guten Verlauf und interessante Diskussionen Ich hoffe dass Sie meine Damen und Herren zahlreiche Anregungen mit nach Hause nehmen Gru wort B rgermeister Dirk Th rnau 11 Gru wort Dirk Th rnau B rgermeister der Stadt Stuttgart Sehr geehrte Frau Ministerin G nner sehr geehrter Herr Minister Schnappauf den ich an dieser Stelle sozusagen virtuell begr en darf weil er noch auf der Autobahn unterwegs ist sehr geehrte Frau Pr sidentin Barth meine Damen und Herren ich freue mich Sie in der Landeshauptstadt Stuttgart zum 3 Symposium Klimaver nderung und Konsequenz
390. wirkungen zum Beispiel f r kologie Wasserwirtschaft und Schifffahrt sind in mehreren Arbeiten eingehend untersucht worden z B BLfW 2004 Belz et al 2004 Betrachtet man allein die mit Niedrigwasserphasen einhergehenden Kosten z B De muth 2004 so wird leicht verstandlich dass die Frage der Stationaritat der Niedrigwasserver haltnisse von ahnlicher Bedeutung ist wie die Stationaritat der Hochwasserverhaltnisse In der vorliegenden Arbeit wird die zur ckliegende und die zu erwartende Entwicklung der Nied rigwasserverhaltnisse in S ddeutschland untersucht Dazu werden zun chst Langzeituntersu chungen auf der Grundlage gemessener Abflusse durchgefuhrt Diese beschranken sich auf insgesamt 36 Einzugsgebiete in Bayern Um die Niedrigwasserverhaltnisse fur zukunftige Kli maverhaltnisse abzuschatzen werden Ergebnisse prasentiert die auf Wasserhaushaltsmodel lierungen mit Klimamodellierungsergebnissen fur die Dekaden 2020 bis 2050 basieren Diese Betrachtungen zu den zukunftigen Verhaltnissen erfolgen fur die gesamte Landesflache von Baden Wurttemberg sowie fur das bayerische Main Einzugsgebiet Hinsichtlich der hier darge stellten Betrachtungen zu Baden Wurttemberg wird zuruck gegriffen auf Wasserhaushaltsmo dellierungen des Ing Buros Dr Ludwig und statistische Niedrigwasserauswertungen des Insti tuts fur Wasser und Gewasserentwicklung Abteilung Hydrologie der Universitat Karlsruhe 2 ZielgroBen der Untersuchungen Die Niedrigwasser
391. wirtschaftliche Praxis aus Vorsorgegr nden praxistaugliche Anpassungsstrategien f r die vom Klimawandel betroffenen wasserwirtschaftlichen Handlungsfelder zu entwickeln und mit Augenma anzuwenden KLIWA soll hierzu die Grundlagen bereitstellen KLIWA Symposium 2006 50 Anlage 1 PRUE PE SOL A UMIEUBZS ELA LD LARES HEMISUIMUITS SEA pun ajBopooajoucup M souaubau Jassem US J9SSEM abojosoayawrewny OL 3J JasseM 191 uayosBuuey ars Bo DIONMUHF Ay Sin Ma Eunsepjapou Ssyeysney JOSS AA alBojqoajayy LW 9160010 N Lg Jasseng aL a Ev 51 KLIWA Regionale Untersuchungen f r die Wasserwirtschaft 2 AB AAG 1621 HSM NBC 1 ES AMB 108 J5 JOH WAT syeysney JOSSEMUDPO usyjeysaAyazbue PLEN Bunpjiqnan MO Jap CZ V usb unyoyasjjeng aPUPLS MI us jpysagazbue ez ETW J ssemuapog J SSEMPUNJS ayyodsesBunw 015 anh 222 soosuapog sap umepuazfue izzy J sseMas opuayag coy J n Bey SWE yhOu
392. wurde auch die zeitliche Differenzierung der Wasserhaushaltskomponenten naher betrachtet Abbildung 6 So zeigen z B die Deka denwerte einzelner Komponenten deutliche Unterschiede zueinander auf Wahrend bei Nie derschlag Gesamtabfluss und Grundwasserneubildung signifikante Anderungen beobachtet werden ndert sich die Verdunstung nur in sehr viel geringerem Ma e Im Vergleich zum Ist Zustand sind die beiden ersten Dekaden durch eine deutliche Zunahme des Niederschlags ge kennzeichnet die sich unmittelbar auf Gesamtabflusshohe und Grundwasserneubildung aus wirkt Im Gegensatz dazu liegt die dritte Dekade jedoch wieder etwa auf aktuellem Niveau 1971 2000 Zusammenfassend kann man festhalten dass die Schwankungsbreite der Nie derschlagshohe von etwa 10 dekadenbezogene Variabilitaten der Gesamtabflusshohe und der Grundwasserneubildung von ca 16 bewirken Damit zeigen sich prinzipiell vergleichbare Tendenzen wie bereits f r das Maingebiet beschrieben wobei die Variabilit t der Grundwas serneubildung in Baden W rttemberg insgesamt deutlich niedriger liegt Das ist vor allem dar auf zur ckzuf hren dass das verf gbare Wasserdargebot im Maingebiet geringer ausf llt so dass bereits kleine absolute nderungen einzelner Gr en zu sp rbar h heren prozentualen Variabilit ten f hren k nnen 1400 1300 1200 Baden 1100 Wiirttemberg 1000 900 800 7 ta E 7152000 500 EM 2021 2030 400 BE 2031 2040 300 CT 2041
393. ymposium 2006 Tab 1 Ver nderungen der Klimabedingungen im Neckareinzugsgebiet in Abh ngigkeit vom Klimaszenario im Vergleich zum Mittel des Zeitraums 1987 2003 A2 und B2 unter schiedliche L ufe des Globalen Zirkulationsmodells ECHAM4 MPI Hamburg und regi onalisiert durch Bardossy und Yang 2005 ENKE_Trocken und Enke_Feucht zwei Varianten der Klimaszenarien der Firma MeteoResearch Berlin Niederschlag Temperatur C Jahresmittel Sommer Winter Jahresmittel Sommer Winter Enke Trocken Enke Feucht In Bezug auf m gliche zuk nftige soziookonomische Rahmenbedingungen wurden zwei unter schiedliche Hauptentwicklungsrichtungen vorgeschlagen Abbildung 3 A Eine wachstumsorientierte Entwicklung im Zeichen fortschreitender Globalisierung Refe renzszenario B Eine vorwiegend endogen gesteuerte kologisch orientierte Entwicklung mit einem mode raten Wirtschaftswachstum Referenzszenario B H Szenario A m Szenario B Wachstumsraten Se Bevolkerungsw achstum Wirtschaft pro Jahr Siedlungsflache ha Tag pro Jahr Abb 3 Wachstumsraten ausgew hlter treibender Kr fte in den soziookonomischen Szenarien A und B Diese Annahmen zur Klimaentwicklung und zu den soziookonomischen Randbedingungen gehen als Eingabegr en in das integrierte Regionalmodell MOSDEW ein das dann die Aus wirkungen auf ausgew hlte Indikatoren des Gew sserzustandes un

Kliwa klimaveraenderung konsequenzen wasserwirtschaft 3

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