Abschätzung der prognostischen Wasserspiegelentwicklung in Bergbaufolgeseen unter dem Einfluss unterschiedlicher klimatischer Bedingungen

Für die langfristige Planung wasserwirtschaftlicher Belange im mitteldeutschen Braunkohle­revier [1] werden großräumige Grundwassermodelle auf Basis der Software PCGEOFM betrieben und fortgeschrieben. Die in Flutung befindlichen Bergbaufolgeseen und die Vorflutsysteme werden zur Abbildung der Wechselwirkungen zum Grundwasserhaushalt als zeitlich veränderliche Randbedingungen berücksichtigt. Die hydrometeorologischen Eingangsdaten Niederschlag, Verdunstung und die Gewässerverdunstung werden anhand ortsnaher Klimastationen ermittelt. Bezüglich der Grundwasserneubildung stehen Lysimetermessungen zur Verfügung.

Langfristige Prognosen erfolgen bisher auf Basis langjähriger klimatischer Mittelwerte der zurückliegenden 40 Jahre. Dieser Vorgehensweise liegt die Annahme zugrunde, dass sich die zukünftigen klimatischen Verhältnisse wie die vorangegangenen entwickeln.

Aktuelle Klimaprojektionen für Sachsen (ReKIS), welche zukünftig zunehmend trockenere und wärmere Verhältnisse aufzeigen [2], werden in den Modellprognosen bislang nicht berücksichtigt. Im Zuge aktuell anstehender wasserrechtlicher Verfahren besteht jedoch konkreter Bedarf an realistischen Abschätzungen bezüglich sich zukünftig einstellender Seewasserstände, Überschuss- und Abflussmengen.

Um diesen Anforderungen zielorientiert gerecht zu werden, wurde zur Berücksichtigung der zukünftigen klimatischen Entwicklung beispielhaft ein methodisch vereinfachter Ansatz gewählt. Hierzu wurden die Modellprognosen auf Basis der 10-jährigen Reihe 2011 bis 2020 sowie der 3-jährigen Reihe 2018 bis 2020 durchgeführt. Diese Reihen sind aufgrund ihrer Kürze als Grundlage für langfristige Prognosen nur bedingt geeignet. Allerdings sind die Szenarien insofern von hoher Relevanz, als dass diese die Tendenz hin zu zunehmend trockeneren und wärmeren Verhältnissen methodisch vereinfacht abbilden. Gemäß Aussage der zuständigen Genehmigungsbehörde entspricht hinsichtlich der durchschnittlichen Temperaturerhöhung die Reihe 2011 bis 2020 in etwa dem politischen Klimaziel (RCP2.6, +1,5 K gegenüber der Klimareihe 1961-1990), während die Reihe 2018 bis 2020 (+2,2 K) noch immer deutlich kälter ist als im „Weiter-wie-bisher“-Szenario (RCP8.2, +5 K im Jahr 2100) projiziert wird [3].

Bei dem betrachteten Bergbaufolgesee stellt sich unter prognostisch langanhaltend trockenen und warmen Verhältnissen (Prognoseansatz: Reihe 2018-2020) ein mittlerer Seewasserstand ein, welcher ca. 2 m unter dem aktuellen Niedrigwasser­stand liegt. Unter Ansatz der gewählten 10-jährigen Reihe verbleibt der mittlere Seewasserstand in etwa auf dem Niveau des aktuellen Niedrigwasserstands.

Örtlich sind Grundwasserstandsrückgänge um bis zu 5 m zu erwarten, mit teils deutlichen Auswirkungen auf den grundwassergespeisten Bergbaufolgesee.

Der vereinfachte methodische Ansatz, für die Modellprognosen verschiedene in der Vergangenheit gemessene Zeitreihen zugrunde zu legen, stellt eine erste pragmatische und zielführende Vorgehensweise dar.