KLIBB - Herausforderung Klimawandel

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22 Herausforderung Klimawandel Baden-Württemberg Das Modell benötigt als Eingangsdatensatz die Topographie zur Ermittlung der Fließwege sowie der Regionalisierung der meteorologischen Eingangsdaten und eventueller Strahlungs-, Niederschlags-, oder Temperaturkorrekturen. Als meteorologische Eingangsdaten wurden Tageswerte für Lufttemperatur, Niederschlag, Globalstrahlung oder Sonnenscheindauer, relative Luftfeuchte und Windgeschwindigkeit von DWD-Wetterstationen (siehe Kap. 3.4.1) für den Ist-Zustand sowie die nach Kapitel 3.5 generierten Wetterdaten der Zukunftsszenariendaten herangezogen. Die Modellierungen wurden mit dem auf der Richards-Gleichung basierendem WASiM-Bodenmodul durchgeführt. Es ermöglicht die Einbindung eines zweidimensionalen Grundwassermodells, in dem die Fließbewegungen der gesättigten Zone modelliert werden können (SCHULLA 2006). Als Eingangsdatensatz ist eine Bodentabelle notwendig, in der die Bodenarten und ihre räumliche Verteilung im Einzugsgebiet abgelegt werden. Aus den Bodenarten können dann die notwendigen Daten wie gesättigte Wasserleitfähigkeit (kf-Wert) und van-Genuchten- Parameter abgeleitet werden (TEEPE et al. 2002, AG BODEN 2005, SCHWÄRZEL et al. 2006). Als Zeitschritt wurde ein Tag gewählt, da die meteorologischen Eingangsdaten als Tageswerte zur Verfügung standen. Die Rasterweite für die räumliche Auflösung beträgt 10 Meter. Bei dieser Rasterweite sind kleinräumige Reliefänderungen noch gut zu erkennen, aber der Modellierungsaufwand ist um ein Vielfaches geringer als bei einer Rasterweite von einem Meter. Die beiden Untersuchungsgebiete Birkenweiher und Lichtel liegen an der unteren Grenze der mit WaSiM bearbeitbaren Flächengröße. In beiden Einzugsgebieten finden sich keine natürliche Gerinne als Zuflüsse, sondern nur künstlich gestaltete Gräben zur Ableitung von Abflüssen. Für die Modellierung wurde angenommen, dass sich die Bodenzone bis maximal 2,6 m Tiefe in Birkenweiher beziehungsweise 2,0 m Tiefe in Lichtel erstreckt und in 4 m Tiefe die unverwitterte Gesteinsschicht beginnt. Auf Grund der Topographie und der geringen Fläche und Mächtigkeit der Bodenzone wird bei der Interpretation der Ergebnisse meist nicht von Grundwasser, sondern von einer wassergesättigten Bodenzone gesprochen. Da beide Einzugsgebiete nicht mit Pegeln ausgestattet sind, stehen keine Abflussdaten zur Modellvalidierung zur Verfügung. Ersatzweise gibt es jedoch Beobachtungsdaten, die eine Plausibilitätskontrolle möglich machen. So wird im Niedermoor NSG Birkenweiher im Laufe des Jahres mit Maschinen der Bewuchs gemäht. Dazu muss der Wasserspiegel so weit absinken, dass die Fläche ohne größere Bodenschäden befahrbar ist – nach KRATZ & PFADENHAUER (2001) mindestens 25 bis 35 cm unter Flur. Andererseits dürfen in ein Niedermoor die Grundwasserstände nicht dauerhaft oberflächenfern sein. Für das NSG Lichtel ist bekannt, dass in durchschnittlichen und niederschlagsreichen Jahren die Bruchfläche im Sommer nicht vollständig austrocknet. In niederschlagsarmen Jahren dagegen kann der Erlenbruch durchaus über einige Wochen trocken fallen. Für das Jahr 2003 ist bekannt, dass die Bruchfläche ab den Sommermonaten sogar für mehrere Monate trocken gefallen war (Beobachtungen von O. Ehrmann). Die Größenordnung der Abflüsse aus beiden Gebieten ist durch die Geländeerhebungen im Sommer 2007 bekannt (siehe Kap. 3.3). Da das Ziel dieser Arbeit nicht auf die quantitative Ermittlung aller Wasserhaushaltskomponenten ausgerichtet ist, sondern der Fokus auf der relativen Änderung der Bodenwassersättigung und
Auswirkungen des Klimawandels auf Biotope Baden-Württembergs 23 einem möglichen Überstau liegt, reicht diese augenscheinliche Korrektheit der Größenordung der Abflussdaten aus. Die statistischen Auswertungen erfolgten mit der Software SPSS 15.0. Da die Daten in der Regel nicht normalverteilt vorlagen wurde der nichtparametrische Mann-Whitney-U-Test verwendet. 4 Die Untersuchungsgebiete und -standorte 4.1 Übersicht Als Ergebnis des in Abschnitt Kap. 3.1 beschriebenen Auswahlprozesses wurden zwölf über das Land Baden-Württemberg verteilte Untersuchungsgebiete ermittelt (Abb. 3, Tab. 4). Soweit dies aufgrund der Auswahlkriterien möglich war, wurden dabei die wichtigsten Landschaften berücksichtigt: das Tauberland, die Schwäbische Alb und das Albvorland, die Keuperlandschaft, das Oberrheintal mit dem Kaiserstuhl, der Hochschwarzwald sowie das Alpenvorland. Abb. 3: Lage der zwölf Untersuchungsgebiete in Baden-Württemberg
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