In Phase 5 des Projektes KliBiW wurden die vergangenen sowie die möglichen zukünftigen Veränderungen der Niedrigwasserverhältnisse in Niedersachsen auf Basis verschiedener Abfluss-Kennwerte analysiert.

Die Untersuchung der vergangenen Situation erfolgte auf Basis von Tageswertabflüssen an 34 Pegeln in ganz Niedersachsen über den Zeitraum 1960 - 2017. Zwei wichtige untersuchte Niedrigwasserindizes sind NM7Q sowie maxD. Beim NM7Q handelt es sich um den niedrigsten Mittelwert des Abflusses über sieben aufeinanderfolgende Tage im Betrachtungszeitraum. Die maximale Trockendauer maxD beschreibt die maximale Anzahl aufeinanderfolgender Tage, an denen ein bestimmter Abflussschwellenwert unterschritten wird. Als Schwellenwert wurde in KliBiW das 20%-Langzeitquantil des Abflusses am jeweiligen Pegel definiert. 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 (Kendall, 1975; Mann, 1945) untersucht.

Im Rahmen der Trendanalyse wurde ein Bruchpunkt in der Entwicklung der Niedrigwasserkenngrößen im Jahr 1988 festgestellt. Dieser ist auf einen sprunghaften Anstieg der Temperatur zurückzuführen. Aus diesem Grund wurde die Entwicklung der Niedrigwasserkenngrößen neben dem Gesamtzeitraum auch für einen Zeitraum vor und nach dem Bruchpunkt durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Niedrigwassersituation in Niedersachsen seit 1960, vor allem im südlichen und östlichen Niedersachsen, kontinuierlich verschärft hat. Innerhalb der Zeiträume vor und nach dem Bruchpunkt gab es regional leichte Zunahmen der Niedrigwasserabflüsse sowie leichte Abnahmen der Niedrigwasserdauern, die jedoch größtenteils statisch nicht signifikant sind.

Zur Ermittlung der möglichen zukünftigen Niedrigwasserverhältnisse wurden zwei verschiedene Wirkmodelle angewendet, das hydrologische Modell PANTA RHEI sowie ein statistisches Prognosemodell. Mit PANTA RHEI wurden Simulationen für die sieben ausgewählten Einzugsgebiete der Risikogewässer durchgeführt. Bei der statistischen Niedrigwasserprognose wurden Pegel in ganz Niedersachsen betrachtet.

Als Antrieb dienten die Daten verschiedener regionaler Klimamodelle auf Basis des gemäßigten Zukunftsszenarios SRES A1B sowie des „Weiter-wie-bisher“-Szenarios RCP8.5. Die Auswertung verschiedener Niedrigwasser-Kenngrößen erfolgte für zwei Zukunftszeiträume, die nahe Zukunft (2021-2050 vs. 1971-2000) und die ferne Zukunft (2071-2100 vs. 1971-2000).

Die Ergebnisse aus hydrologischer und statistischer Modellierung wurden innerhalb vier topografisch-klimatologischer Regionen in Niedersachsen zusammengeführt und verglichen.