Veranlassung und Ziel
Für die Planung und Bewertung von flussbaulichen Maßnahmen, Abflussregelungen oder wasserwirtschaftlichen Nutzungen an Gewässern werden zur Beurteilung des Abflussgeschehens Abfluss-Kennwerte herangezogen, die das gesamte Abflussspektrum zwischen Niedrigwasser und Hochwasser abdecken. Diese Kennwerte werden aus den vorliegenden Beobachtungszeitreihen der Pegel abgeleitet und beziehen sich auf den aktuell vorhandenen Klimazustand. Für nachhaltige, zukunftsorientierte Planungen und Bewertungen ist zusätzlich die Kenntnis darüber von besonderer Bedeutung, wie sich das Abflussgeschehen und damit auch die Abfluss-Kennwerte unter dem Einfluss eines Klimawandels zukünftig verändern können. Zur Abschätzung der zu erwartenden Veränderungen wurden im Rahmen des Kooperationsvorhabens KLIWA umfangreiche Untersuchungen flächendeckend für Baden-Württemberg durchgeführt.
Vorgehensweise
Datengrundlage waren neben den beobachteten Abfluss-Zeitreihen der Pegel vor allem Abflusssimulationen, die beim Ing.-Büro Dr. Ludwig in Karlsruhe mit dem Wasserhaushaltsmodell LARSIM durchgeführt wurden. Diese Abflusssimulationen basieren auf den gemessenen meteorologischen Größen (z.B. Niederschlag, Temperatur) und den entsprechenden Größen aus dem Klimamodell der Firma Meteo-Research in Berlin für den heutigen Klimazustand (1971-2000) und den zukünftigen Klimazustand (2021-2050). Für den Zukunftszustand standen dabei 600 Realisationsjahre zur Verfügung. Insgesamt wurden in BW 75 Pegel und Gewässerstellen mit Einzugsgebietsgrößen zwischen 50km2 und 14.000km2 betrachtet. Für diese Zeitreihen wurden die folgenden Abfluss-Kennwerte statistisch analysiert und deren Veränderung infolge eines Klimawandels bewertet:
- mittlerer Jahresgang der Monatshöchstwerte und -niedrigstwerte sowie der mittleren Monatswerte
- Jahres- und Halbjahreswerte der Höchstwerte HQ, Niedrigstwerte NQ, mittleren Werte MQ sowie der Dauer von Trockenperioden. Für diese Kennwerte wurden Extremwertstatistiken erstellt.
Die Bewertung des Einflusses der Klimaveränderung erfolgte durch einen Vergleich der Abfluss-Kennwerte abgeleitet aus den Klimaszenarien für den heutigen und den zukünftigen Zustand.
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| Extremwertstatistik der jährlichen Hochwasser- (links) und Niedrigwasser-Extremwerte (rechts) für: Abflusssimulation 1971-2000 mit den gemessenen Niederschlägen (schwarz) sowie den Klimaszenarien für den heutigen Zustand 1971-2000 (blau) und den zukünftigen Zustand 2021-2050 (grün) | |
Ergebnisse
Die folgenden Abbildungen zeigen exemplarisch für die Kenngrößen HQ100, MHQ, MQ, MNQ und NQ10 (jeweils Jahreswerte) die räumliche Verteilung der zu erwartenden Veränderungen (entspr. dem aktuellen Stand der Auswertung und Bewertung):
- für die Hochwasserabfluss-Kennwerte konnten in BW insgesamt 5 Regionen mit gleichen Veränderungsfaktoren identifiziert werden. Die größten Veränderungen sind dabei bei den häufigen, kleineren Ereignissen zu erwarten. Seltene, große Ereignisse sind deutlich weniger betroffen.
- beim mittleren jährlichen Abfluss MQ sind vor allem in den Bereichen von oberer Donau, nördlichem Oberrhein und Tauber starke Zunahmen zu erwarten
- der mittlere jährliche Niedrigwasserabfluss MNQ und der 10-jährliche Niedrigwasserabfluss NQ10 zeigen deutliche und starke Abnahmen vorwiegend im Süden und Südwesten von BW
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| HQ100 | MHQ | MQ | MNQ | NQ10 |