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Auswirkungen von Klimaänderungen auf Wasserdargebot, Hochwasserrisiko, Gewässerbelastung und Landwirtschaft in Niedersachsen" (KLIFWAL) - Teilprojekt Gewässerbelastung

Leitung:Dr.-Ing. Volker Spering
Laufzeit:03/2009 - 12/2012

Ziel des Forschungsvorhabens

Neue Klimamodelle wurden dafür entwickelt, die Bandbreite der möglichen Klimaänderungen bis Ende dieses Jahrhunderts vorauszusagen. Doch welche Folgen können diese Klimaänderungen auf den regionalen Wasserhaushalt in Niedersachsen haben?

Das Forschungsthema Binnengewässer (KLIFWA) als Teil des Forschungsverbundes KLIFF zur Klimafolgenabschätzung Niedersachsen untersucht die regionalen und lokalen Folgen des Klimawandels auf die Wasserressourcen. Untersuchungsgebiet von KLIFWA ist das Aller-Leine-Einzugsgebiet, dessen rund 15.000 km² große Fläche auch einen Großteil der Metropolregion Hannover-Braunschweig-Göttingen-Wolfsburg umfasst.

Wissenschaftler mehrerer Fachrichtungen führen gemeinsam mit Praxispartnern eine integrierte Analyse für die Bereiche Wasserverfügbarkeit, Hochwasserrisiko und Gewässerbelastung durch. Dabei werden Simulationsmodelle angewendet und weiterentwickelt. Das Vorgehen erfolgt für alle Bereiche in folgenden Schritten: (A) Analyse des Ist-Zustandes und bisheriger Änderungen, (B) Prognose der Auswirkungen zukünftiger Klimaänderungen und (C) Entwicklung von Anpassungsstrategien.

Eine große Herausforderung ist die Unsicherheit solcher langfristiger Aussagen. Es soll aufgezeigt werdern, welche Trends ersichtlich sind und welche Bandbreite der Entwicklung nach aktuellem Stand der Forschung am wahrscheinlichsten ist.

Teilprojekt Gewässerbelastung

Das ISAH ist im Teilprojekt Gewässerbelastung und hier mit der Thematik der Punktquellen eingebunden. In diesem Projektbereich erfolgt eine Simulation der Stickstoff- und Phosphorfrachten aus dem Gesamteinzugsgebiet der Aller unter flächendetaillierter Berücksichtigung der Eintragspfade aus Punktquellen und diffusen Quellen.

Für die Quantifizierung der Punktquellen wird eine neue Methodik entwickelt, die eine flussgebietsweite Modellierung multipler Siedlungsgebiete erlaubt. Hierfür erfolgt zunächst eine Klassifizierung der Siedlungsgebiete, denen spezifische Charakteristika hinsichtlich Abbauleistung der Kläranlage bzw. des Abflussgeschehens im Kanalnetz zugewiesen werden. Basierend auf Fallstudien für Siedlungsgebiete unterschiedlicher Klassen erfolgt ein Upscaling der Berechnungsansätze für das Gesamtgebiet. Für die Gewässergütesimulationen im Fließgewässernetz werden vorhandene hydrodynamische Modellsysteme weiterentwickelt und eingesetzt. Ein wichtiger Forschungsschwerpunkt ist die Entwicklung vereinfachter Ansätze für die Transport-, Ausbreitungs- und Abbauprozesse im Gewässer. Anhand von vorzugebenden Grenzwerten werden Fließabschnitte ausgewiesen, die bei den Zukunftsszenarien kritische Zustände bei Einzelparametern erreichen. Gegenmaßnahmen werden exemplarisch geplant und simuliert.

Das Arbeitsprogramm für den Bereich der punktuellen Stoffausträge umfasst die folgenden Punkte:

  •  Auswertung, Aufarbeitung und Bereitstellung ausgewählter Einzugsgebietsdaten
  •  Entwicklung der Klassifizierungsmethodik sowie von Übertragungsfunktionen zur flussgebietsweiten Modellierung multipler Siedlungsgebiete
  • Validierung der Modellergebnisse auf Basis des Ist-Zustandes
  • Ermittlung von beschreibenden Eigenschaften hinsichtlich Abbauleistung von Kläranlagen, Retention in den Kanalnetzen, etc.
  • Abbildung von Bewirtschaftungsmaßnahmen (z.B. Abkopplung) im Modell und Durchführung von Variantenrechnungen

Übersicht