Quantifizierung klimatisch bedingter Veränderungen der Grundwasserneubildung urbaner Gebiete am Beispiel des Stadtgebietes Dresden

Sabine Meißner1, Volkmar Dunger2, Jörg Matschullat1
1 Interdisziplinäres ökologisches Zentrum (IÖZ), TU Bergakademie Freiberg
2 Institut für Geologie, Lehrstuhl für Hydrogeologie, TU Bergakademie Freiberg

P 14.6 in Urbane Hydrogeologie

 

 

 

 

Bereits beobachtete und zukünftig zu erwartende klimatische Bedingungen beeinflussen in starkem Maße den natürlichen Wasserkreislauf und dadurch vor allem auch die Qualität und Quantität regionaler Wasserressourcen. Eine wichtige hydrologische Größe stellt dabei die Grundwasserneubildung dar. Angaben über die Menge an neu gebildetem Grundwasser sind wichtig für die Klärung der Fragestellung, ob die bestehenden Nutzungsansprüche auch noch in Zukunft gewährleistet werden. Im Rahmen des vom BMBF geförderten Projektes REGKLAM („Entwicklung und Erprobung eines integrierten Regionalen Klimaanpassungsprogramms für die Modellregion Dresden“) wurden die Auswirkungen rezenter beobachteter und projizierter Klimaänderungen auf die Grundwasserneubildung für das Stadtgebiet von Dresden analysiert und bewertet. Die Modellierung der zeitlichen und räumlichen Variabilität der Grundwasserneubildung erfolgte flächendeckend und rasterbasiert unter Anwendung des quasi-zweidimensionalen  und konzeptionellen Bodenwasserhaushaltsmodells BOWAM (DUNGER 2002). Für die Parametrisierung des Modells wurden räumlich differenzierte Eingangsdaten (Morphologie, Pedologie, Landnutzung, Versiegelungsgrad) verwendet. Die Modellrechnungen wurden für ein 100 m x 100 m Raster mit einer zeitlichen Diskretisierung von Tageswerten durchgeführt. Die Modellierung der Grundwasserneubildung erfolgte für verschiedene Zeitscheiben (1961-1990, 2021-2050, 2071-2100) auf der Basis von Beobachtungsdaten und Klimaprojektionsdaten ausgewählter Niederschlags- und Klimastationen in täglicher Auflösung. Bei den verwendeten Klimaprojektionsdaten handelt es sich um Stationsdaten des statistischen Regionalklimamodells WETTREG2010 unter dem Emissionsszenario A1B. Aus einem Ensemble von zehn WETTREG-2010 Realisierungen wurden drei Läufe (Lauf 11, Lauf 55, Lauf 77) ausgewählt. Die Landnutzung wurde bei den Modellrechnungen nicht verändert.

Die mit WETTREG2010 Daten generierten Ergebnisse, geben die zeitliche und räumliche Variabilität der Grundwasserneubildung für den Referenzzeitraum (1961-1990) ganz gut wieder. Im 21. Jahrhundert kommt es zu einer starken Abnahme der Grundwasserneubildung. Diese Abnahme beträgt in der Mitte des 21. Jahrhunderts 30 bis 50 % und am Ende bis zu 70 %. Ein solcher starker Rückgang der Grundwasserneubildung kann auf eine höhere Verdunstung und sehr geringe Jahresniederschläge bei WETTREG 2010 vor allem gegen Ende des 21. Jahrhunderts zurückgeführt werden. Teilweise ist der simulierte Rückgang der Niederschläge in den Wintermonaten sogar ausgeprägter als in den Sommermonaten. Erfolgt keine Wiederauffüllung des Bodenwasservorrates im Winter, kommt es folglich zu einem drastischen Rückgang des Wasserdargebotes. Mit der Abnahme der Grundwasserneubildung muss auch in Zukunft mit erhöhten Grundwasserflurabständen gerechnet werden. Dies hat nicht nur negative Auswirkungen auf grundwasserabhängige Ökosysteme sondern auch auf die Bebauung und die Infrastruktur einer Stadt.  



 

DUNGER, V. (2002): Dokumentation des Modells BOWAM zur Simulation des Wasserhaushaltes in der ungesättigten Bodenzone (Aerationszone). Nutzerhandbuch, Version 04/2002.