Der Wasserhaushalt großer Feuchtgebiete des Elbe-Einzugsgebiets ...

Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V.
Wasser - zuviel, genug, zuwenig
Klimaplattform, Potsdam, 8. April 2011
Der Wasserhaushalt großer Feuchtgebiete des
Elbe-Einzugsgebiets im Klimawandel –
Auswirkungen und Anpassungsmöglichkeiten
Ottfried Dietrich
Leibniz-Zentrum Leibniz Zentrum für f r Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V., Institut für f r
Landschaftswasserhaushalt
gefördert in den BMBF-Programmen GLOWA, Projekt
GLOWA-Elbe und KLIMZUG, Projekt INKA BB

� Große Feuchtgebiete im Elbe-Einzugsgebiet
Inhalt
� BMBF-Verbundprojekt GLOWA-Elbe (Globaler
Wandel im Wasserkreislauf des Elbe-
Einzugsgebietes, 2000-2010)
� BMBF-Verbundprojekt INKA BB
(Innovationsnetzwerk Klimaanpassung
Brandenburg-Berlin, 2009-2014)
� Zusammenfassung
2

Große Gro e Feuchtgebiete im Elbe-Einzugsgebiet
Elbe Einzugsgebiet
Berlin
Untersuchungsregion Elbe Tiefland
• Elbe Einzugsgebiet
148.000 km²
• Elbe Tiefland ~50.000
km²
• 35 Niederungsgebiete:
• Fläche >1000 ha,
• Aktive Wasserbewirtschaftung
• Fläche der ausgewählten
Niederungsgebiete
3840 km² (~1400 km²
Niedermoore)
Spreewald
3

Quelle: H. Koch, Vortrag Potsdam 8.4.2011
Modellverbund GLOWA-Elbe
GLOWA Elbe
4

Mittlere Jahre Trockene Jahre
Änderung nderung der Zuflüsse Zufl sse bis 2050
Änderung der Gebietszuflüsse im Juli bis 2050, Szenario A1 0 (Glob_ovU)
5

Anstieg der Verdunstung bis 2050
Jahresverdunstung der 35 Feuchtgebiete im Elbe-Tiefland, Balken – arithmetisches Mittel aller
Gebietsmediane mit Schwankungsbereich (Range), Punkte – Bereich der 5. bzw. 95.
Perzentilwerte, Szenario A10 (Glob_ovU)
6

Anstieg der Verdunstung bis 2050
Mittlere Jahre Trockene Jahre
Änderung der Jahressummen der Verdunstung bis 2050 , Szenario A1 0 (Glob_ovU)
7

Mittlere Jahre Trockene Jahre
Änderung nderung der Abflüsse Abfl sse bis 2050
Änderung der Abflüsse unterhalb der Feuchtgebiete im Juli bis 2050, Szenario A1 0
(Glob_ovU)
8

Balken – mittlere Jahre (Q50, A1 - Glob_ovU, B2 – Glob_mvU)
Zufluss zum Spreewald
9

Zufluss zum Spreewald
Balken – mittlere Jahre (Q50), Schwankungsbereich - moderat trockene (Q10) und
moderat feuchte (Q90) Jahre, A1 - Glob_ovU, B2 – Glob_mvU
10

Abfluss unterhalb Spreewald
Balken – mittlere Jahre (Q50), Schwankungsbereich - moderat trockene (Q10) und
moderat feuchte (Q90) Jahre, A1 - Glob_ovU, B2 – Glob_mvU
11

Absinken der Grundwasserstände
Grundwasserst nde
mittlere Jahre (Q50), GW-Stand für Darstellung auf fiktives Niveau (Januar 2008/12)
bezogen, Spreewald, Szenario B2 +
12

Absinken der Grundwasserstände
Grundwasserst nde
mittlere Jahre (Q50), trockene Jahre (Q10), GW-Stand für Darstellung auf fiktives Niveau
(Januar 2008/12) bezogen, Szenario B2 +
13

Wirkung erhöhten erh hten Winterstaus auf Abfluss
unterhalb Spreewald
Balken – mittlere Jahre (Q50), Schwankungsbereich - moderat trockene (Q10) und
moderat feuchte (Q90) Jahre, Szenario B2 + (Glob_mvU)
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Zwischenfazit aus GLOWA-Elbe
GLOWA Elbe
� Entsprechend den gegenwärtig vorliegenden
Klimaszenarien ist mit erheblichen
Auswirkungen (negativen) auf den
Wasserhaushalt der Feuchtgebiete im Elbe-
Tiefland zu rechnen.
� Anpassungsoptionen, wie sie gegenwärtig
diskutiert werden, können einige
Auswirkungen mindern.
� Wir wissen aber noch zu wenig über ihre
komplexe Wirkung auf alle
Wasserhaushaltsgrößen und praktische
Umsetzbarkeit.
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Teilprojekt 20:
• Instrumentarien und
Strategien für eine
nachhaltige
Wasserbewirtschaftung in
großen Feuchtgebieten
Untersuchungsstandort:
• Oberspreewald
Laufzeit:
• 05/2009 bis 04/2014
Bearbeiter:
• Leibniz-Zentrum für
Agrarlandschaftsforschung
(ZALF) e. V., Institut für
Landschaftswasserhaushal
t
• Landesamt für Umwelt,
Gesundheit und
Verbraucherschutz (LUGV)
• Wasser- und
INKA BB ist ein Netzwerk von
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Ziele des Teilprojektes
1. Analyse der komplexen Auswirkungen
wasserwirtschaftlicher Anpassungsoptionen
auf Wasserhaushaltsgrößen in
Feuchtgebieten
2. Erarbeitung von Grundlagen für eine
zukünftige, klimaangepasste
Wasserbewirtschaftung im Spreewald
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Anpassungsoptionen an Klimawandel
� Verbesserung des Wasserrückhaltes im Gebiet
in Überschusszeiten durch höhere Stauziele im
Winterhalbjahr
� Reduzierung des Wasserbedarfs in
Trockenperioden durch veränderte Stauziele
� Anpassung der Steuerung komplexer
wasserwirtschaftlicher Systeme in den großen
Feuchtgebieten an die Herausforderungen der
Zukunft (mehr Flexibilität, moderne
Informations- und Entscheidungshilfen)
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Experimentelle Untersuchungen
� Variantenuntersuchungen mit wägbaren
Lysimetern
� Wasseraustausch Gewässer / Fläche
� Aufbau eines Messsystems als Grundlage für
die Steuerung der Regulierungsanlagen eines
Teilgebiets
� Durchführung ausgewählter Messkampagnen
zur Analyse von Wirkungszusammenhängen
und Prozessen in Regulierungssystemen
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Bau der Lysimeteranlage
20

Lysimeteranlage nach Fertigstellung
21

Lysimeteranlage vor Beginn der 1. Messperiode
22

Lysimeteranlage Ende Mai
23

Lysimeteranlage Anfang September
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P in mm/d
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Witterungsverlauf in der 1. Messperiode
Juni 2010
01.04.2010 01.05.2010 01.06.2010 01.07.2010 01.08.2010 01.09.2010 01.10.2010
P ETP
Tagessummen des Niederschlags P und der FAO-Gras-Referenzverdunstung ETP im
Messzeitraum ab April 2010
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
ETP in mm/d
25

Grundwasserstand in cm u. F.
50
0
‐50
‐100
‐150
‐200
Grundwasserstände Grundwasserst nde der 1. Messperiode
„nasse Variante“ „Referenzmessplatz“
Juni 2010
„Status Quo“
„trockene Variante“
01.04.2010 21.05.2010 10.07.2010 29.08.2010 18.10.2010
Referenzmessplatz Lysimeter1 Lysimeter2 Lysimeter3 Lysimeter4
Grundwasserstände der Untersuchungsvarianten in der Messperiode 01.04.-31.10.2010
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Wasserbilanzgröß
Wasserbilanzgrößen
en im Juni 2010
P – Niederschlag, Q – Zufluss aus Gewässer, Eta – gemessene Verdunstung, dS –
Änderung des Bodenwasserspeichers
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Zusammenfassung
� Der Klimawandel wird die Trockenheitsgefährdung
in den Feuchtgebieten während der
Sommermonate anwachsen lassen, aber auch die
Gefährdung infolge von Starkniederschlägen wird
zunehmen.
� Verbesserung des Wasserrückhalts in den
Feuchtgebieten kann zur Stabilisierung des
Wasserhaushalts in Trockenperioden beitragen.
Die Handlungsmöglichkeiten bei Starkregen dürfen
aber nicht eingeschränkt werden.
� Keine einseitig ausgerichtete Anpassung, sondern
Entwicklung flexibler Systeme unter Einbeziehung
aller Informationsmöglichkeiten erforderlich.
� Praxistaugliche Pilotprojekte sollten schon jetzt
entwickelt und etabliert werden, um ihre Wirkung
ermitteln zu können.
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Ende
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit, meinen
Kollegen für die geleistete Arbeit, unseren
Projektpartnern in GLOWA-Elbe und INKA BB für
die hilfreiche Unterstützung und den Geldgebern
für die Ermöglichung der Arbeiten.
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