Regionaler Wasserhaushalt im Wandel

Klimawirkungen und Anpassungsoptionen in der Modellregion Dresden

Stephanie Hänsel, Kirsten Ullrich, Thomas Sommer, Raphael Benning, Norbert Prange, Jörg Matschullat (Hrsg.)
ISBN: 978-3-944101-14-9
Veröffentlicht: November 2013, Einband: Broschur, Abbildung und Tabellen: Zahlreiche Abbildungen und Tabellen, 70 davon in Farbe und 6 ausfaltbare Karten, Seiten 202, Format DIN A4, Gewicht 0.7 kg
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Stephanie Hänsel, Kirsten Ullrich, Thomas Sommer, Raphael Benning, Norbert Prange, Jörg Matschullat (Hrsg.)

Regionaler Wasserhaushalt im Wandel

Klimawirkungen und Anpassungsoptionen in der Modellregion Dresden

Band 5 der Publikationsreihe des BMBF-geförderten Projektes REGKLAM – Regionales Klimaanpassungsprogramm für die Modellregion Dresden

202 Seiten. DIN A4. Broschur. Zahlreiche Abbildungen und Tabellen, 70 davon in Farbe und 6 ausfaltbare Karten. Preis: 45,00 Euro. ISBN: 978-3-944101-14-9. RHOMBOS-VERLAG, Berlin, 2013

Das Projekt REGKLAM wird vom BMBF gefördert – Förderkennzeichen FKZ 01LR0802.

Internet: http://www.regklam.de/

Herausgeber Band 5: Prof. Dr. rer. nat. habil. Jörg Matschullat (verantwortlich),
Professur für Geochemie und Geoökologie, Institut für Mineralogie, TU Bergakademie Freiberg
Brennhausgasse 14, D-09596 Freiberg/Sachsen
Internet: http://tu-freiberg.de/fakult3/min/geochemie/Mitarbeiter/Matschullat/index.html

Kontakt:
Dr. Stephanie Hänsel
TU Bergakademie Freiberg
Interdisziplinäres Ökologisches Zentrum
Brennhausgasse 14
09599 Freiberg

Vorwort zu Heft 5

Physischer Klimawandel, ob global oder regional, hat neben der Veränderung des atmosphärischen Temperatursignals seine stärksten Auswirkungen in der Veränderung hydrologischer Parameter. Während der Band 1 der REGKLAM-Reihe die aktuelle Meteorologie und Klimatologie der Modellregion Dresden beschreibt (Bernhofer et al. 2009) und Band 2 die modellbasierten Projektionen bis in das Jahr 2100 darstellt (Bernhofer et al. 2011), widmet sich dieser Band, darauf aufbauend, dem hydrologischen Wandel in der Region. Hydrologische Analysen orientieren sich im Normalfall nicht an administrativen Grenzen – wie denen der REGKLAM-Modellregion Dresden – sondern werden auf Einzugsgebietseben vorgenommen. Daher liegt der Fokus dieses Bandes auf ausgewählten kleinen Einzugsgebieten innerhalb der Modellregion Dresden mit vergleichsweise guter Datengrundlage. Deren Ergebnisse sind weitgehend übertragbar auf die Gesamtregion. Im REGKLAM-Projekt beschäftigten sich innerhalb des Teilmoduls 3.2 „Wassersysteme“ mehrere Teilprojekte mit den Veränderungen im regionalen Wasserhaushalt und dem daraus erwachsenden Anpassungsbedarf sowie den eher technischen Anpassungsaspekten der Wasserver- und -entsorgung. Dieser Band konzentriert sich auf die Darstellung der wesentlichen Ergebnisse der Teilprojekte 3.2.1 “Wasserhaushalt im Einzugsgebiet von Talsperren” und 3.2.2 „Wasserhaushalt Stadt-Umland“. Die in den Teilprojekten 3.2.3 „Wasserversorgung“ und 3.2.4 „Abwasserentsorgung“ erarbeiten Anpassungsbedarfe und (ingenieurtechnischen) Maßnahmen sind unter anderem im 7. Band dieser Reihe (REGKLAM-Konsortium 2013) zusammengefasst, wo auch weitere Ausführungen zu den Anpassungsmaßnahmen im Bereich des Wasserhaushalten nachzulesen sind. Der Fokus dieses Bandes liegt auf dem Oberflächen- und dem Grundwasser. Unter Nutzung von vier ausgewählten Impaktmodellen werden der (Oberflächen-)Wasserhaushalt von städtischen und Talsperren-Einzugsgebieten sowie der Grundwasserhaushalt der Stadt Dresden quantifiziert und deren für das 21. Jahrhundert erwartete Veränderungen abgeschätzt. Dabei werden auch qualitative Aspekte betrachtet.  Die in diesem Band dargelegten Impaktanalysen basieren weitgehend auf den Projektionen der beiden regionalen Klimamodelle WETTREG 2010 und CLM. Durch die von den Modellen für das 21. Jahrhundert sehr unterschiedlich projizierte Niederschlagsentwicklung in der Modellregion ergibt sich eine große Bandbreite zukünftig möglicher Entwicklungen des regionalen Wasserhaushaltes, die robuste und/ oder flexible Anpassungsmaßnahmen verlangt. Die sich aus der Wahl des Klimamodells, des Emissionsszenarios und des Wirkmodells ergebenden Unsicherheiten werden im Heft an verschiedener Stelle thematisiert. Zudem wird der Einfluss der weiteren für die Impaktmodellierung notwendigen Geobasisdaten auf die Simulationsergebnisse thematisiert. Diese liegen selbst in so hochentwickelten Ländern wie Deutschland nicht immer in der erforderlichen Qualität und Quantität vor und müssen zum Teil mühsam aus verschiedensten Quellen zusammengepuzzelt oder abgeschätzt werden. Der vorliegende Band 5 der REGKLAM-Publikationsreihe entstand aus der Zusammenarbeit von Mitarbeitern der Projektpartner TU Bergakademie Freiberg, TU Dresden, Dresdner Grundwasserforschungszentrum e.V. und Landeshauptstadt Dresden. Zudem wurden im Verlauf der Projektarbeit vielfältige weitere assoziierte Praxispartner eingebunden, um die Analysen möglichst bedarfs-, praxis- und umsetzungsgerecht zu gestalten.  Wir danken allen an der Entstehung dieses Bandes Beteiligten für ihre intensive, zum Teil recht kurzfristige Mitarbeit und die oft sehr kreativen Beiträge. Großer Dank für die langfristige Förderung des REGKLAM-Projektes gebührt ferner dem BMBF.

Stephanie Hänsel & Jörg Matschullat
(TU Bergakademie Freiberg)
Autoren (Kapitel bzw. Abschnitte)
TU Bergakademie Freiberg (TUBAF)
Stephanie Hänsel (1.2, 2 , 4.1 & 5)
Sabine Tesch (2.1, 3.3 & 4.3.1)
Daniel Leistner (4.1)
Volkmar Dunger (4.1)
Jörg Matschullat (6)
Anne Schucknecht (1)

TU Dresden (TUD)
Norbert Prange (2.1, 2.4, 3.1 & 4.2.1)
Raphael Benning (3.2 & 4.2.2)
Ruben Müller (5.1)

Dresdner Grundwasserforschungszentrum e.V. (DGFZ)
Thomas Gottschalk (3.4 & 4.3.2)
Uwe Stodolny (4.3.2)
Thomas Sommer (1.2, 4.3.2 & 5)

Landeshauptstadt Dresden (LHD)
Kirsten Ullrich (1.2, 5.2 & 5.3)

Inhaltsverzeichnis

1    Hydrologischer Wandel    1
1.1    Wasserkreislauf und Wasserhaushalt    1
1.2    Wasserhaushalt des Stadtgebietes Dresden    2
1.3    Klima- und Landnutzungswandel, Hydrologie    4
2    Grundlagen    5
2.1    Das Klima der Modellregion    5
2.2    Meteorologische Beobachtungsdaten    6
2.3    Klimaprojektionsdaten    7
2.4    Umgang mit Unsicherheiten    10
2.5    Regionaler Klimawandel    14
3    Wirkmodelle    25
3.1    WaSiM-ETH    25
3.2    SWAT    28
3.3    BOWAM    30
3.4    PCGEOFIM    34
4    Simulierte Änderungssignale    37
4.1    Urbane Fließgewässer    38
4.2    Wasser- und Stoffhaushalt im Einzugsgebiet von Talsperren    56
4.2.1    Änderungen im Wasserhaushalt von Talsperren-Einzugsgebieten, einschließlich der Bewertung von Unsicherheiten    56
4.2.2    Stoffausträge aus einem mesoskaligen Talsperren-Einzugsgebiet    76
4.3    Grundwasser    88
4.3.1    Grundwasserneubildung    88
4.3.2    Grundwasserbilanzen und Grundwasserstände    106
5    Mögliche Auswirkungen und Anpassungsoptionen    125
5.1    Talsperrenbewirtschaftung    127
5.2    Grundwasserbewirtschaftung    143
5.3    Umwelt- und Prozessmonitoring    153
6    Zusammenfassende Gesamtbetrachtung und Bewertung    155
7    Literatur    165
Anhang    172

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