Beeinflusst der Klimawandel unseren regionalen Wasserhaushalt? Klimaveränderungen und Wasserhaushalt im Grundwasserkörper Wietze/Fuhse

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1 Regionales Management von Klimafolgen in der Metropolregion Beeinflusst der Klimawandel unseren regionalen Wasserhaushalt? Klimaveränderungen und Wasserhaushalt im Grundwasserkörper Wietze/Fuhse Dipl.- Geow. Uetze, 14. April 2011

2 Gliederung Gesamtprojekt Klima Grundwasserneubildung Fazit 2

3 Finanzierung des Projekts durch das BMBF (Bundesministerium für Bildung und Forschung) Laufzeit des Projekts: Mai 2008 bis Juli 2011 Projekt gehört zur Förderinitiative klimazwei Forschung für den Klimaschutz und Schutz vor Klimawirkungen im Rahmen des Programms Forschung für Nachhaltigkeit (fona) 3

4 Übersicht Metropolregion Hannover- Braunschweig-Göttingen Grundwasserkörper Wietze/Fuhse 4

5 Übersicht Grundwasserkörper Wietze/Fuhse 5

6 Regionales Klimamodell CLM Dynamisches Klimamodell Räumliche Auflösung: 0,2 (ca. 14 x 20 km) A1B- und B1-Szenario Simulation bis 2100 (verschiedene Realisierungen zur Abschätzung der modellinternen Variabilität) Ausnahme: Niederschlagsdaten! à Überschätzung des Niederschlags um mm für à Original DWD-Daten und Anpassung der Szenariodaten 6

7 Klimadaten Regionalisierung Regionalisierung der Klimadaten auf 1x1-km-Raster durch mesoskaliges Modell FITNAH (IMUK, Uni Hannover) Anpassung der Klimaparameter des regionalen Klimamodells an lokale Gegebenheiten höhere Detailgenauigkeit durch Informationen von Topographie und Landnutzung im Mittel bleiben CLM-Simulationsergebnisse erhalten Simulation bis

8 Regional: - unterschiedliche Regionalisierungsansätze - in Dtl. 4 große Modelle: - WETTREG & STAR: statistische Modelle - CLM & REMO: dynamische Modelle - Randbedingungen: Globalmodell ECHAM5 - Veränderungen der Landnutzung sind nicht enthalten Downscaling Quelle: Global: - Welches IPCC-Szenario wird verwendet? - grobe räumliche Auflösung (max. 150x150km) - ermöglicht keine regionalen Aussagen - beim Niederschlag teilweise nicht einmal Übereinstimmung im Vorzeichen der Änderung Quelle: KRAUSE, A. (2010, unv.) 8

9 Regionales Management von Klimafolgen in der Metropolregion Regionale Klimaprojektion CLM Daten (aus der CERA Datenbank) CLM Daten = Randbedingungen für das mesoskalige Modell FITNAH Basiert auf intelligenter Interpolation durch Integration von Topographie und Landnutzung to to 3 3 to 4 4 to 5 5 to 6 6 to 7 7 to 8 8 to 9 9 to to to to to Quelle: KRAUSE, A. (2010, unv.) 9

10 Klimaänderung Veränderung Jahresmitteltemperatur (1961/1990 zu 2071/2100) nach CLM Temperaturänderung [ C] Quelle: KRAUSE, A. (2010, unv.) 10

11 Klimaänderung Mittlere Jahresniederschlagssumme (1961/90) nach CLM Mittlere Jahresniederschlagssumme [mm/a] Quelle: KRAUSE, A. (2010, unv.) 11

12 Klimaänderung Niederschlagsänderung Jahr (1961/1990 zu 2071/2100) nach CLM Niederschlagsänderung [%] Quelle: KRAUSE, A. (2010, unv.) 12

13 Klimaänderung Niederschlagsänderung Winter (1961/1990 zu 2071/2100) nach CLM Niederschlagsänderung [%] Quelle: KRAUSE, A. (2010, unv.) 13

14 Klimaänderung Niederschlagsänderung Sommer (1961/1990 zu 2071/2100) nach CLM Niederschlagsänderung [%] Quelle: KRAUSE, A. (2010, unv.) 14

15 Ziele des TP Wasserwirtschaft Berechnung der Grundwasserneubildung unter möglichen klimatischen Veränderungen Simulation mittlerer monatlicher Grundwasserneubildungsraten Prognose der Schwankungsbreite der Grundwasserstände auf Grundlage der Grundwasserneubildungsraten und ihrer jahreszeitlichen Verteilung für typische Standorte Management von Grundwasserkörpern im Rahmen des Klimawandels 15

16 Grundwasserneubildung direkte klimatische Einflussfaktoren indirekte klimatische Einflussfaktoren klimaabhängige Einflussfaktoren anthropogene Einflussfaktoren Niederschlag: Art/Dauer, Relief, Luv/Lee-Lage, Verdunstung: Temperatur, Sonnenscheindauer, Vegetation, Wind, Exposition Abfluss (oberirdisch): Boden/Gestein, Vegetation, Hangneigung, Versiegelung 16

17 Simulation der Grundwasserneubildung mit dem Modell GROWA06v2 Zeitraum: bis 2100 Änderung der Parameter - Niederschlag - Verdunstung (FAO-Gras-Referenzverdunstung) Temperatur Sonnenscheindauer Vergleichszeitraum Nicht veränderte Parameter - Landnutzung Bewuchs Versiegelungsgrad - Niederschlagsereignisse Art (Schnee/Regen) Dauer (Starkregen) 17

18 Grundwasserneubildung nach GROWA06v2 Grundwasserneubildung [mm/a] C20 Lauf ( ) keine Werte < (-51) (-51) >

19 Grundwasserdargebot Grundwasserdargebot bezogen auf Grundwasserkörper für

20 Grundwasserdargebot Änderung des Grundwasserdargebots (Vgl , ) 20

21 Grundwasserdargebot Änderung des Grundwasserdargebots (Vgl , ) (Maximum-Szenario) 21

22 Grundwasserdargebot Änderung des Grundwasserdargebots (Vgl , ) (Minimum-Szenario) 22

23 Monatlich abgeschätzte Grundwasserneubildung Grundwassermessstelle Fuhrberger Feld GWM: GWM Monat GWN [%] Januar 10,50 Februar 10,36 März 6,75 April 3,55 Mai 2,83 Juni 5,07 Juli 0,13 August 1,13 September 7,87 Oktober 8,22 November 18,1 Dezember 25,5 23

24 Monatlich abgeschätzte Grundwasserneubildung GWN Januar GWN [mm/jahr] < (-51) (-51) GWN [mm/monat] < > 50 24

25 Monatlich abgeschätzte Grundwasserneubildung für den Grundwasserkörper Wietze/Fuhse (Zeitraum: ) Januar Februar März April Mai Juni GWN [mm/monat] Juli August September Oktober November Dezember 25

26 Monatlich abgeschätzte Grundwasserneubildung für den Grundwasserkörper Wietze/Fuhse (Zeitraum: ) Januar Februar März April Mai Juni GWN [mm/monat] Juli August September Oktober November Dezember 26

27 Fazit Veränderung des Dargebotes abhängig von Standortvoraussetzungen: Niederschlag Geologie/Bodentyp Grundwasserflurabstand Zunahme der Amplitude der Grundwasserstandsschwankungen Veränderung des jahreszeitlichen Verlaufs der Grundwasserganglinien 27

28 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 28