Uni-Bayreuth

Sprungmarken

 

Auswirkungen des Klimawandels auf den Grundwasserhaushalt in Niedersachsen - Das Wasserhaushaltsmodell mGROWA in der Anwendung -

Herbert Röhm1, Jörg Elbracht1, Frank Herrmann2, Ralf Kunkel2, Frank Wendland2
1 Referat Hydrogeologie, LBEG Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie
2 FZ Jülich

P 6.3 in Grundwasser-, Boden- und Oberflächenwasser-Interaktionen

Auf Grund des Klimawandels ist zu erwarten, dass sich die höchsten Niederschlagsmengen von den Sommermonaten in die Wintermonate verschieben werden. Bei der prognostizierten Zunahme der Temperaturen und damit einer Erhöhung der Verdunstung wird diese Verschiebung Auswirkungen auf die Grundwasserneubildung haben. Darüber hinaus hat dies Auswirkungen auf den jahreszeitlichen Verlauf des Grundwasserstandes: Es sind die Vergrößerung der Amplitude der Grundwasserganglinien und zeitliche Verschiebung von Minima und Maxima zu erwarten. Da in Niedersachsen 86 % des Trinkwassers dem Grundwasser entnommen werden (Reutter 2011), ist es für eine nachhaltige Grundwasserbewirtschaftung von grundlegender Bedeutung, ob und wie sich die Grundwasserneubildung in Zukunft verändern wird.

Diesen skizzierten erhöhten Anforderungen an ein Grundwasserhaushaltsmodell genügte das bis dato in Niedersachsen eingesetzte Modell GROWA06V2 nicht mehr, sodass es folgerichtig war, ein neues Modell zu entwickeln. Das Forschungszentrum Jülich wurde daher vom LBEG mit der Entwicklung eines Modells beauftragt, das flächendeckend für ganz Niedersachsen auf Basis vorhandener Daten in hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung die Grundwasserneubildung berechnet. Es sollte für verschiedene Zeitreihen anwendbar sein, auch Klimaszenariodaten als Input verwenden können, den Bodenwasserhaushalt und die Dränung berücksichtigen und insbesondere den innerjährlichen Verlauf abbilden. Als Ergebnis wurde das Wasserhaushaltsmodell „mGROWA“ vorgestellt (Herrmann et al. 2013).

In den ersten Rechenläufen wurde die Grundwasserneubildung als 30jähriger Mittelwert für die Jetztzeit und die Referenzperiode 1961/1990 auf Basis der gemessenen DWD-Daten ermittelt und mit den Daten von GROWA06V2 verglichen, um systemare Unterschiede und ihre Größenordnungen zu ermitteln. Für einige Gebiete (Niederungen, Marschen) ergibt mGROWA mit niedrigeren Grundwasserneubildungsraten plausiblere Werte als GROWA06V2, was auf der Integration des Bodenwasserhaushaltsmodells BOWAB (Engel et. al. 2012) sowie der Berücksichtigung der flächenhaften Dränung beruht.

In mehreren weiteren Rechenläufen wurden Klimaszenariodaten (WETTREG2010, Szenario A1B) verwendet, um die mittlere 30jährige Grundwasserneubildunghöhe für verschiedene Zeitscheiben zu simulieren. Für diese Berechnungen wurden nur die klimatischen Eingangsparameter variiert; die Geologie, der Bodentyp, der Grundwasserflurabstand und die Landnutzung wurden zunächst als unveränderlich angenommen, obwohl davon auszugehen ist, dass sich die Landnutzung nicht nur unter Klimawandelbedingungen verändern wird.

Zur Abschätzung möglicher Auswirkungen auf die Grundwasserwirtschaft (Trink- und Brauchwassergewinnung, Feldberegnung) wurde das Grundwasserdargebot für die einzelnen Grundwasserkörper (nach EG-WRRL) berechnet. Wie die Ergebnisse zeigen, kann – basierend auf den verwendeten Klimaszenariodaten- zum Ende des 21. Jahrhunderts das Dargebot abnehmen und die Bilanz für einige Grundwasserkörper negativ werden.



REUTTER, E. (2011): Hydrostratigrafische Gliederung Niedersachsens.- 2. Aufl., 11 S., 5 Abb., 2 Tab.; Hannover (LBEG).

ENGEL, N., MÜLLER, U. & SCHÄFER, W. (2012): BOWAB – Ein Mehrschicht-Bodenwasserhaushaltsmodell. GeoBerichte 20, 85–98, 4 Abb., 4 Tab., Hannover (LBEG).

HERRMANN, F., CHEN,S ., HEIDT, L., ELBRACHT, J., ENGEL, N., KUNKEL, R., MÜLLER, U., RÖHM, H., VEREECKEN, H. & WENDLAND, F. (2013): Zeitlich und räumlich hochaufgelöste flächendifferenzierte Simulation des Landschaftswasserhaushalts in Niedersachsen mit dem Modell mGROWA. Hydrologie u. Wasserbewirtschaftung, 57 (5), 206-224, 9 Abb., 3 Tab., Koblenz (BfG).

Letzte Änderung 01.11.2013