KliBiW - Analyse der Hochwasserverhältnisse

In den bisherigen Projektphasen von KliBiW wurde u.a. die Entwicklung der Hochwasserverhältnisse in der Vergangenheit bis heute sowie deren mögliche Veränderung in der Zukunft analysiert.

Die Untersuchung der gegenwärtigen Situation erfolgte anhand von Aufzeichnungen an Fließgewässerpegeln in ganz Niedersachsen, mit Ausnahme der tidebeeinflussten Gebiete an der Küste sowie der großen Ströme von Ems, Weser und Elbe. Es wurden unter anderem die Entwicklungen (Trends) von Abflusskenngrößen, welche die Hochwasserverhältnisse charakterisieren, über einen bestimmten Zeitraum untersucht. Hierzu zählten unter anderem der Abflussscheitel bei Hochwasser, das Wellenvolumen von Hochwasserereignissen sowie deren Häufigkeit. Dabei wurde sowohl die Stärke des Trends, also der Grad der Veränderung über die Zeit, ermittelt, als auch die statistische Signifikanz, also ob die berechnete Veränderung mit der Zeit nicht zufällig ist und wahrscheinlich eine systematische Ursache besitzt.

Die Ergebnisse belegen insgesamt nur wenig signifikante Veränderungen der betrachteten Größen im Untersuchungszeitraum. Die Hochwasserscheitel (basierend auf den Jahreshöchstabflüssen) zeigen nur an sehr wenigen Pegeln einen signifikanten Trend. Mit Ausnahme im Bereich des Harzes weisen die meisten Pegel eher abnehmende Tendenzen der Abflussscheitel auf, die aber statisch gesehen zufällig sein können. Bei der Häufigkeit und Dauer von Hochwasserereignissen zeigen sich keine Veränderungen im Betrachtungszeitraum. Die Wellenvolumina bei Hochwasser zeigen leicht zunehmende Tendenzen, die im Wesentlichen auf die veränderten Hochwasserscheitel zurückzuführen sind. Aber auch hier sind die wenigsten Trends signifikant.

Die Simulation der Abflüsse in der Zukunft erfolgte unter anderem anhand des hydrologischen Modells PANTA RHEI, das auch im operationellen Betrieb für die Hochwasservorhersage beim NLWKN genutzt wird. Die Simulationen erfolgten für die sieben ausgewählten Einzugsgebiete der Risikogewässer in Niedersachsen auf Basis von zwei Klimaszenarien: einem Szenario ohne Klimaschutz (RCP8.5) und einem Szenario mit Klimaschutz (RCP2.6) für den Zeitraum 1971 bis 2100 (vgl. Hajati et al., 2022). Als Antrieb diente je ein Ensemble von regionalen Klimamodellen, welches die Bandbreite der möglichen zukünftigen Entwicklungen repräsentiert. Die Ermittlung der zukünftigen Veränderungen erfolgte auf Basis 30jähriger Mittelwerte für die Mitte des Jahrhunderts (2031-2060) und das Ende des Jahrhunderts (2071-2100), jeweils im Verhältnis zu dem Referenzzeitraum (1971-2000) an insgesamt 61 ausgewählten Pegeln.

Im Fall des Szenarios RCP8.5 weisen die Ergebnisse auf eine im Mittel deutliche Verschärfung der Hochwasserverhältnisse in der Zukunft hin. So käme es bereits zur Mitte des Jahrhunderts (2031-2060) regional zu einer Zunahme der Hochwasserscheitelabflüsse, vor allem im Sommerhalbjahr. Am Ende des Jahrhunderts (2071-2100) wären diese Tendenzen nochmals deutlicher und fast landesweit ausgeprägt. Einzig der Harz scheint hiervon ausgenommen zu sein. Allerdings sind die Ergebnisse hier aufgrund der kleinräumigen Topographie sowie der geringen Größe der maßgeblichen Einzugsgebiete mit Vorsicht zu interpretieren, da die verwendeten klimatischen Modelldaten keine hierfür geeignete räumliche und zeitliche Auflösung aufweisen. Hochwasserabflüsse anderer Jährlichkeiten (z.B. HQ5, HQ100) zeigen ähnliche räumliche und zeitliche Muster der Veränderung. Auch die anderen Charakteristika der Hochwasserverhältnisse (Häufigkeit, Dauer, Wellenvolumen) deuten auf eine Verschärfung der Situation in der Zukunft, regional bereits zur Mitte des Jahrhunderts.

Im Fall des Szenarios RCP2.6 würden sich die Hochwasserverhältnisse im Mittel hingegen nur wenig verändern. Sowohl zur Mitte als auch zum Ende des Jahrhunderts würden die Hochwasserabflüsse im Winterhalbjahr geringfügig abnehmen, vor allem im südlichen Niedersachsen. Im Sommerhalbjahr käme es zu einer fast landesweiten leichten Zunahme. Hiervon ausgenommen wäre wieder die Region um den Harz, wo keine nennenswerten Veränderungen zu erkennen sind.

Detaillierte Ergebnisse der Untersuchungen sind in den jeweiligen Abschlussberichten von KliBiW zu finden sowie auf dem Umweltkartenserver.