Wasser kennt keine Grenzen – wirklich nicht? - Senioren-Universität
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<strong>Wasser</strong> <strong>kennt</strong> <strong>keine</strong> <strong>Grenzen</strong> <strong>–</strong><br />
<strong>wirklich</strong> <strong>nicht</strong>?<br />
Bruno Schädler<br />
Oeschger Zentrum für Klimaforschung<br />
Gruppe für Hydrologie, Geographisches Institut<br />
<strong>Universität</strong> Bern<br />
<strong>Senioren</strong>universität Bern<br />
5. November 2013, Bern<br />
Bruno Schädler
© www.rheinfall.ch<br />
Der Rhein <strong>kennt</strong> <strong>keine</strong> <strong>Grenzen</strong><br />
2
Kantone sind <strong>nicht</strong> Einzugsgebiete<br />
© Wikipedia, 2013
Rhein <strong>kennt</strong> <strong>keine</strong> <strong>Grenzen</strong><br />
> Welche Kantone tragen <strong>nicht</strong> zum Abfluss des<br />
Rheins bei ?<br />
Bruno Schädler<br />
4
Rhein <strong>kennt</strong> <strong>keine</strong> <strong>Grenzen</strong><br />
> Welche Kantone tragen <strong>nicht</strong> zum Abfluss des<br />
Rhein bei ?<br />
> Wie gross (%) ist im Abfluss des Rheins bei Basel<br />
der Anteil des <strong>Wasser</strong>s aus dem Ausland ?<br />
Bruno Schädler<br />
5
Inhalt<br />
• Einleitung<br />
• Bedeutung Gebirge für Tiefland<br />
• Schweiz als <strong>Wasser</strong>schloss<br />
• Internationale Flussgebiete<br />
• <strong>Wasser</strong>bedarf für Ernährung<br />
• <strong>Wasser</strong>umleitungen<br />
• Virtuelles <strong>Wasser</strong><br />
• Klimaänderung: Bedeutung für den Rhein<br />
• Fazit<br />
Bruno Schädler<br />
6
Rhein<br />
Bruno Schädler 7
Rhein <strong>kennt</strong> <strong>keine</strong> <strong>Grenzen</strong><br />
> Welche Kantone tragen <strong>nicht</strong> zum Abfluss des<br />
Rhein bei ?<br />
> Wie gross (%) ist im Abfluss des Rheins bei Basel<br />
der Anteil des <strong>Wasser</strong>s aus dem Ausland ?<br />
> Wie gross ist der Anteil des <strong>Wasser</strong>s aus den<br />
Alpen am Abfluss des Rheins in den NL ?<br />
Bruno Schädler<br />
8
Rhein<br />
Tiefland<br />
Alpen<br />
Anteil Alpen<br />
Fläche: 15%<br />
Abfluss: 34%<br />
Viviroli und Weingartner (2004)<br />
9
<strong>Wasser</strong>haushalt der Schweiz<br />
11
Schweiz <strong>–</strong> das <strong>Wasser</strong>schloss Europas<br />
http://chy.scnatweb.ch Aktuell<br />
12
Schweiz <strong>–</strong> das <strong>Wasser</strong>schloss Europas<br />
13
Sodemann et al. (2010)<br />
14
Rolle der Gebirge für das Tiefland<br />
WRC is the ratio of lowland water availability (surplus or deficit)<br />
to water supply from mountains<br />
D. Viviroli et al.: Climate change and mountain water resources (2011)
<strong>Wasser</strong>ressourcen in den Alpen und<br />
den Vorländern<br />
Schweiz<br />
Deutschland<br />
Niederlande<br />
Ungarn<br />
Inland<br />
5 378<br />
1 303<br />
696<br />
596<br />
Per-Capita-Dargebot [m 3 /a]<br />
< 500 Akuter Mangel<br />
500 <strong>–</strong> 1000 Knappheit<br />
1000 <strong>–</strong> 1700 Einschränkungen<br />
> 1700 Ausreichend<br />
Zuflüsse<br />
1 548<br />
865<br />
5 062<br />
11 323<br />
Total<br />
6 926<br />
2 168<br />
5 758<br />
11 919<br />
World Bank (2001), Falkenmark und Widstrand (1992)<br />
16
Internationale Flussgebiete<br />
International River Basins, Wolf et al. (1999), updated 2001.
Internationale<br />
Flussgebietskommissionen<br />
• Internationale Kommission zum Schutz des Rheins<br />
IKSR (1950) 8 Mitglieder<br />
• Internationale Kommission zum Schutz der Donau IKSD<br />
(1998)<br />
14 Mitglieder<br />
• Mekong Commission (1957)<br />
4 (+2) Mitglieder<br />
• Changjiang Water Resources Commission (1950)<br />
11 Provinzen
IWRM in River Basins<br />
Europäische<br />
<strong>Wasser</strong>rahmenrichtlinie (ab 2000)<br />
Orientiert sich an<br />
Flussgebietseinheiten<br />
Bewirtschaftungspläne
Wem gehört das <strong>Wasser</strong> in der<br />
Schweiz?<br />
© Wikipedia, 2013
Wem gehört das <strong>Wasser</strong> in der<br />
Schweiz?<br />
Bundesverfassung Art. 76 <strong>Wasser</strong><br />
Abs. 4:<br />
Über die <strong>Wasser</strong>vorkommen verfügen die<br />
Kantone. (….)<br />
21
<strong>Wasser</strong>bedarf für die Ernährung<br />
Produktion Nahrung<br />
3000 l pro Person und Tag<br />
1100 m 3 pro Person und Jahr<br />
7 Mia<br />
7700 km 3 /a<br />
ca. 85-mal Inhalt<br />
Lac Léman<br />
22
Fazit <strong>Wasser</strong>bedarf<br />
Bevölkerungsentwicklung: 1/3 mehr <strong>Wasser</strong><br />
Essverhalten: Abnahme der Kalorieneffizienz <strong>Wasser</strong>s<br />
(mehr <strong>Wasser</strong> für gleiche Diät)<br />
+ Ausdehnung der landwirtschaftlichen Fläche: mehr <strong>Wasser</strong><br />
7700 km 3 /a<br />
2050:<br />
+ 5600 km 3 /a<br />
Swedish Water House Policy Briefs no. 2 (2005)<br />
23
Fazit <strong>Wasser</strong>bedarf<br />
2050:<br />
7700 + 5600 km 3 /a<br />
<strong>Wasser</strong> ist endlich<br />
1.4 Milliarden km 3 ;<br />
davon;<br />
68.6% in Eis<br />
30.8% in Grundwasser<br />
0.6% in Flüssen<br />
Abnehmende <strong>Wasser</strong>verfügbarkeit pro Kopf<br />
24
Erneuerbares <strong>Wasser</strong>dargebot<br />
2050:<br />
7700 + 5600 km 3 /a<br />
Landoberflächen der Erde:<br />
P = 111’000 km 3 /a<br />
E = 71’000 km 3 /a<br />
R = 40’000 km 3 /a<br />
Abnehmende <strong>Wasser</strong>verfügbarkeit pro Kopf<br />
25
Blaues <strong>Wasser</strong><br />
50000<br />
km 3 /a<br />
40000<br />
30000<br />
20000<br />
10000<br />
0<br />
Abfluss von der<br />
Landfläche der Erde<br />
Nicht beherrschbare<br />
Hochwasser; Abfluss in<br />
bevölkerungsarme Gebiete<br />
Theoretisch nutzbar<br />
Verbrauch heute<br />
Ausbaupotenzial beschränkt: <strong>Wasser</strong>menge, Topographie<br />
aber: Effizienzsteigerung (Vermeidung von Verlusten) möglich<br />
26
<strong>Wasser</strong>stress heute<br />
Keine Knappheit<br />
Swedish Water House Policy Briefs no. 2 (2005)<br />
Physikalischer <strong>Wasser</strong>stress: Entnahmen > 75% des Dargebots an Blauem <strong>Wasser</strong><br />
Annäherung an den physikalischen <strong>Wasser</strong>stress<br />
Ökonomischer <strong>Wasser</strong>stress: genügend <strong>Wasser</strong> vorhanden; Entnahmen< 25% des<br />
Dargebots an Blauem <strong>Wasser</strong>. Trotzdem Unterernähung. Problem des <strong>Wasser</strong>mangement<br />
27
South-to-North Water Transfer Project<br />
2
© Bodensee-<strong>Wasser</strong>versorgung, 2003
Quellen von virtuellem <strong>Wasser</strong><br />
6% des globalen landwirtschaftlichen<br />
<strong>Wasser</strong>bedarfs<br />
31<br />
Karte: Swedish Water House Policy Briefs no. 2 (2005), Daten: Hoff (2010)
Total (nationaler Konsum) = 4200 l/d/E = 1500 m 3 /a/E<br />
WWF & DEZA (2012): Der <strong>Wasser</strong>fussabdruck der Schweiz <strong>–</strong> Ein Gesamtbild der<br />
<strong>Wasser</strong>abhängigkeit der Schweiz<br />
32
Bruno Schädler<br />
Foto: Pierre Dèzes
Rhonegletscher 1850 <strong>–</strong> 1900 <strong>–</strong> 2006<br />
+ ca. 2.0 Grad<br />
Schweiz:<br />
- 30 % Fläche<br />
- 55 % Volumen<br />
34
35<br />
Schär, 2011
Zusammenfassung<br />
37<br />
BAFU, 2012
Entwicklung der Gletscher in der Schweiz<br />
1850 - 2100<br />
Bruno Schädler<br />
Max Maisch et al., 2000<br />
Daniel Farinotti et al. 2009<br />
Frank Paul et al., GIUZ, 2011<br />
38
Entwicklung der temporären <strong>Wasser</strong>speicherung<br />
in der Schneedecke (total)<br />
Schweiz (komplette Einzugsgebiete)<br />
Zappa et al., 2012<br />
Bruno Schädler<br />
39
Abfluss Rhein <strong>–</strong> Basel 2070<br />
Zappa et al., 2012
Abfluss Rhein- Basel 2070<br />
Zappa et al., 2012
Bild: KW Mattmark AG<br />
Bruno Schädler 43
Modellkette<br />
Bruno Schädler<br />
44
4 Fallstudien für <strong>Wasser</strong>kraftproduktionsänderung<br />
[%]<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
-10<br />
Relative Änderung der<br />
Stromproduktion (2021 <strong>–</strong> 2050)<br />
So Wi Year<br />
Foto:<br />
Wagner<br />
Foto:<br />
Eisenmann<br />
-20<br />
-30<br />
Prättigau<br />
Mattmark<br />
Löntsch<br />
Oberhasli<br />
In Zus.Arbeit mit WSL<br />
Foto: Menzel<br />
Foto: Bösch<br />
Hänggi et al. (2011); Pralong et al. (2011)<br />
45
Abschätzung Schweiz<br />
Kraftwerk Typologie<br />
(Balmer 2011)<br />
• Einzugsgebiets-<br />
Charakteristik<br />
• Technische Parameter<br />
Regionale Abflussänderung<br />
Resultate aus<br />
Fallstudien<br />
Abschätzung Schweiz<br />
Relative Änderung bis 2050<br />
Sommer Winter Jahr<br />
-4.4 +10.1 +1.9<br />
Hänggi, Balmer, Weingartner (2011.)<br />
46
Keine <strong>Grenzen</strong><br />
• Wolken, <strong>Wasser</strong>dampftransport<br />
• Politische <strong>Grenzen</strong><br />
• Transport im Fluss von Oberlauf zum Unterlauf<br />
• Virtuelles <strong>Wasser</strong> (Welthandel)<br />
47
<strong>Grenzen</strong><br />
• Erneuerbarkeit<br />
• Einzugsgebietsgrenzen (Topographie)<br />
• Gesetzliche <strong>Grenzen</strong><br />
• Nutzung (Quantität und Qualität)<br />
48
Schöne Pause!<br />
Bild: Strigel et al. 2010, Daten: Hoekstra und Chapagain 2006
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