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KliBiW – Analyse der Niedrigwasserverhältnisse

In der Phase 3 des Projektes KliBiW wurden die vergangenen und möglichen zukünftigen Veränderungen der Niedrigwasserverhältnisse in Niedersachsen auf Basis verschiedener Abfluss-Kennwerte analysiert.

Die Untersuchung der vergangenen Situation erfolgte u.a. auf Basis von Tageswertabflüssen an 93 Pegeln in ganz Niedersachsen über den Zeitraum 1966 - 2010. Zwei wesentliche Größen zur Charakterisierung der Niedrigwassersituation waren das niedrigste 7-tägige arithmetische Mittel des Abflusses (NM7Q) sowie die maximale Dauer der Unterschreitung eines ausgewählten Langzeitquantils des Abflusses (maxD). Während das NM7Q die Abflussmenge im Niedrigwasserfall charakterisiert, beschreibt maxD die Dauer von Niedrigwasserperioden. Die Entwicklung dieser Kenngrößen innerhalb des Betrachtungszeitraumes wurde über die Stärke des Trends (nach einem Verfahren von Theil, 1950, und Sen, 1968) sowie dessen Signifikanz (nach Mann-Kendall, 1975) untersucht.

Die Ergebnisse zeigen die stärksten Änderungen während der Sommermonate Juni, Juli und August. Hier kommt es zu häufig signifikanten Abnahmen der Abflussmenge (NM7Q) und einer Zunahme der Ereignisdauer (maxD) im Niedrigwasserfall an den meisten Pegeln. Räumlich konzentrieren sich diese Entwicklungen vor allem auf den zentralen und südlichen Teil von Niedersachsen. Im Winter gibt es hingegen kaum eindeutige Trends.

Trends der Niedrigwasserabflüsse im Sommer  
Trends der Niedrigwasserabflüsse (NM7Q) von 1966 – 2010 im Sommer (JJA)
Trends der max. Dauer von Niedrigwasserereignissen (maxD) von 1966 – 2010 im Sommer (JJA)  
Trends der max. Dauer von Niedrigwasserereignissen (maxD) von 1966 – 2010 im Sommer (JJA)

Zur Ermittlung der möglichen zukünftigen Niedrigwasserverhältnisse wurden die Abflüsse im Einzugsgebiet von Aller, Leine und Oker (ALO) mit Hilfe eines Wasserhaushaltsmodells (PANTA RHEI) von 1961 - 2100 simuliert. Als Antrieb dienten die Daten eines dynamischen regionalen Klimamodells (REMO, angetrieben durch das Globalmodell ECHAM5 Lauf 1 und Lauf 2) sowie eines statistischen regionalen Klimamodells (WETTREG2006, angetrieben durch das Globalmodell ECHAM5 Lauf 1). Als Zukunftsszenario wurde das gemäßigte Szenario A1B der SRES-Szenarien (Special Report on Emission Scenarios, Nakicenovic, 2000) gewählt. Die Auswertung erfolgte an 17 ausgewählten Pegeln, wiederum für verschiedene Niedrigwasser-Kenngrößen.

Die Ergebnisse zeigen für verschiedene Jährlichkeiten von Ereignissen, dass sich die Niedrigwasserverhältnisse in der nahen Zukunft (2021 - 2050) gegenüber der Gegenwart (1971 - 2000) wahrscheinlich kaum verändern werden. Es gibt zwar gewisse Tendenzen, diese sind jedoch nur schwach ausgeprägt und können nicht als robust bezeichnet werden. In der fernen Zukunft (2071 - 2100) kann es zu einer Abnahme des NM7Q kommen sowie zu einer deutlicher ausgeprägten Zunahme der Dauer von Niedrigwasserperioden (maxD). Diese Aussagen bzgl.
der klimawandelbedingten Veränderungen der Niedrigwasserverhältnisse sind jedoch mit Unsicherheiten verbunden. Zum einen werden die Niedrigwasserabflüsse im ALO-Gebiet durch die Talsperrenbewirtschaftung im Harz (z.B. Niedrigwasseraufhöhung) beeinflusst. Zum anderen zeigen die bisher betrachteten Modellketten eine gewisse Bandbreite an möglichen Entwicklung und stellen zudem nur einen kleinen Teil des theoretisch verfügbaren Modell-Ensembles an regionalen Klimamodellen dar. Detaillierte Ergebnisse der Untersuchungen sind im Abschlussbericht der Phase 3 von KliBiW zu finden.

Prozentuale Veränderung ausgewählter Niedrigwasser-Kenngrößen  

Prozentuale Veränderung ausgewählter Niedrigwasser-Kenngrößen im Einzugsgebiet von Aller und Leine in den Zeiträumen 2021/2050 (Z2) bzw. 2071/2100 (Z3) gegenüber 1971/2000, simuliert mit PANTA RHEI und gemittelt über 17 Referenzpegel; Modell-Ensemble: REMO/ECHAM5 Lauf 1, REMO/ECHAM5 Lauf 2, WETTREG2006/ ECHAM5 Lauf 1 (alle Szenario A1B)

Aktuell läuft die Phase 5 des Projektes KliBiW. In dieser werden die Betrachtungen der Niedrigwasserverhältnisse auf insgesamt sieben Einzugsgebiete in ganz Niedersachsen erweitert. Außerdem werden die zukünftigen Veränderungen sowohl unter dem gemäßigten Szenario A1B als auch unter einem „weiter-wie-bisher“-Szenario (RCP8.5) analysiert. Die Ergebnisse dazu werden voraussichtlich Ende 2018 vorliegen.
Oker bei Braunschweig

Niedrigwasser in der Oker bei Braunschweig

Artikel-Informationen

Ansprechpartner/in:

Uwe Petry
NLWKN Hannover-Hildesheim
An der Scharlake 39
D-31135 Hildesheim

Christine Schnorr
NLWKN Hannover-Hildesheim
An der Scharlake 39
D-31135 Hildesheim

Artikel-Informationen

23.01.2018

Ansprechpartner/in:
Uwe Petry

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