Der Bericht beschreibt die Aktivitäten des Projekts RADOST in den fünf Modulen „Netzwerk und Dialog“, „Natur- und ingenieurwissenschaftliche Forschung“, „Sozio-ökonomische Analyse“, „Nationaler und europäischer Politikrahmen/ nationaler und internationaler Austausch“ und „Kommunikation und Verbreitung der Ergebnisse“ und deckt den Zeitraum von April 2012 bis Januar 2013 ab.
Abstract
Water management and environmental protection is vulnerable to extreme low flows during streamflow droughts. During the last decades, in most rivers of Central Europe summer runoff and low flows have decreased. Discharge projections agree that future decrease in runoff is likely for catchments in Brandenburg, Germany. Depending on the first-order controls on low flows, different adaption measures are expected to be appropriate. Small catchments were analyzed because they are expected to be more vulnerable to a changing climate than larger rivers. They are mainly headwater catchments with smaller ground water storage. Local characteristics are more important at this scale and can increase vulnerability.
This thesis mutually evaluates potential adaption measures to sustain minimum runoff in small catchments of Brandenburg, Germany, and similarities of these catchments regarding low flows. The following guiding questions are addressed: (i) Which first-order controls on low flows and related time scales exist? (ii) Which are the differences between small catchments regarding low flow vulnerability? (iii) Which adaption measures to sustain minimum runoff in small catchments of Brandenburg are appropriate considering regional low flow patterns?
Potential adaption measures to sustain minimum runoff during periods of low flows can be classified into three categories: (i) increase of groundwater recharge and subsequent baseflow by land use change, land management and artificial ground water recharge, (ii) increase of water storage with regulated outflow by reservoirs, lakes and wetland water management and (iii) regional low flow patterns have to be considered during planning of measures with multiple purposes (urban water management, waste water recycling and inter-basin water transfer). The question remained whether water management of areas with shallow groundwater tables can efficiently sustain minimum runoff. Exemplary, water management scenarios of a ditch irrigated area were evaluated using the model Hydrus-2D. Increasing antecedent water levels and stopping ditch irrigation during periods of low flows increased fluxes from the pasture to the stream, but storage was depleted faster during the summer months due to higher evapotranspiration. Fluxes from this approx. 1 km long pasture with an area of approx. 13 ha ranged from 0.3 to 0.7 ls-1 depending on scenario. This demonstrates that numerous of such small decentralized measures are necessary to sustain minimum runoff in meso-scale catchments.
Differences in the low flow risk of catchments and meteorological low flow predictors were analyzed. A principal component analysis was applied on daily discharge of 37 catchments between 1991 and 2006. Flows decreased more in Southeast Brandenburg according to meteorological forcing. Low flow risk was highest in a region east of Berlin because of intersection of a more continental climate and the specific geohydrology. In these catchments, flows decreased faster during summer and the low flow period was prolonged. A non-linear support vector machine regression was applied to iteratively select meteorological predictors for annual 30-day minimum runoff in 16 catchments between 1965 and 2006. The potential evapotranspiration sum of the previous 48 months was the most important predictor (r2 = 0.28). The potential evapotranspiration of the previous 3 months and the precipitation of the previous 3 months and last year increased model performance (r2 = 0.49, including all four predictors). Model performance was higher for catchments with low yield and more damped runoff. In catchments with high low flow risk, explanatory power of long term potential evapotranspiration was high.
Catchments with a high low flow risk as well as catchments with a considerable decrease in flows in southeast Brandenburg have the highest demand for adaption. Measures increasing groundwater recharge are to be preferred. Catchments with high low flow risk showed relatively deep and decreasing groundwater heads allowing increased groundwater recharge at recharge areas with higher altitude away from the streams. Low flows are expected to stay low or decrease even further because long term potential evapotranspiration was the most important low flow predictor and is projected to increase during climate change. Differences in low flow risk and runoff dynamics between catchments have to be considered for management and planning of measures which do not only have the task to sustain minimum runoff.
Als erster Teil einer Anpassungsstrategie für die öffentlichen Lübecker Häfen an den Klimawandel gibt der Bericht einen Ausblick auf mögliche Entwicklungen der Güter- und Passagierströme und legt potenzielle Klimarisiken für die Lübecker Häfen dar.
Der Bericht "Atmosphärische Zirkulationsmuster sowie Trocken- und Nassphasen in regionalen Klimaprojektionen" repräsentiert das REGKLAM-Produkt 2.1b. Ziel des Teilprojektes 2.1b war es, möglichst robuste Aussagen zu Zirkulationsveränderungen sowie Häufigkeit, Andauer und Intensität zukünftiger Dürreereignisse zu gewinnen. Außerdem wurden Veränderungen atmosphärischer Zirkulation und deren Implikationen für die RMR untersucht.
Systematische Erfassung zu den bisherigen und den erwarteten Auswirkungen des Klimawandels auf die deutschen Ostseehäfen. Mit Hilfe dieser Befragung wurde erstmals eine Übersicht über die gegenwärtige Verwundbarkeit der deutschen Ostseehäfen gegenüber Extremwetterereignissen, wie Sturmhochwasser, Starkregen, Hitze- und Kältewellen sowie über umgesetzte und geplante Anpassungsmaßnahmen erstellt.
Im Rahmen des Klimawandels werden Veränderungen im Abflussverhalten von Fließgewässern erwartet, die zu einer Zunahme von sommertrockenen Bächen führen können. Für diese im Sommer austrocknenden Bäche gibt es aktuell kein biologisches Bewertungsverfahren, um den ökologischen Zustand mittels Tieren der Gewässersohle (Makrozoobenthos, Abk.: MZB) zu erfassen. Es wurde eine Bewertungsmethode für das Management dieser Fließgewässer entwickelt, welche die Anforderungen der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) für das MZB erfüllt. Das entwickelte Verfahren orientiert sich an der aktuell vorhandenen offiziellen Bewertungsmethode (PERLODES) für ständig wasserführende Fließgewässer in Deutschland. Im Emscher-Lippe Raum wurden 33 Probestellen aus sommertrockenen Bächen auf ihre Besiedlung durch das MZB untersucht. An den Probestellen wurden zusätzlich chemisch-physikalische Parameter und Strukturgüteparameter aufgenommen. Durch die Auswertung dieser Datengrundlage wurden biologische Messgrößen abgeleitet, die signifikant und vorhersagbar auf strukturelle Verschlechterungen reagieren. Aus den biologischen Messgrößen wurde dann ein Index entwickelt, der die Einteilung von sommertrockenen Bächen des Tiefland in ein fünf Klassensystem zur Beurteilung des ökologischen Zustands nach WRRL ermöglicht.
This work deal with a comparison between the common
"bathtub method" and a state-of-the-art hydrodynamic model, called MIKE21 HD Flow Model, for modelling storm surges. The aim of this study is to work out the differences between both approaches and to find out how probable differences look like. There is the question if the "bathtub method" represents flooding adequate or, if the consideration of physics by hydrodynamic models makes a major difference and displays maybe the "real" risk of
inundations. This work tries to underline the differences between those two approaches, where the strengths and weaknesses are and what influence those differences have for an inundation analysis. The investigation was made on a digital elevation model for the study area of Kiel, the capital city of the state Schleswig-Holstein in Germany. The two approaches were made on data for a small storm surge on the basis of water-level-change and wind-regime data from 2010.
Selbst wenn die Folgen des Klimawandels in Deutschland geringer ausfallen sollten als in anderen Ländern, werden sich Bevölkerung und Wirtschaft doch umstellen müssen. Die Unternehmen denken bereits heute darüber nach, was auf sie zukommen könnte.
Der Artikel liefert einen Überblick über die Akitivitäten im Rahmen der KLIMZUG-Fördermaßnahme und zeigt beispielhaft einige der erarbeiteten Lösungsansätze auf.
Literaturrecherche und Analyse der Bewirtschaftungspläne von 18 deutschen und europäischen Flussgebietseinheiten. Der Bericht untersucht inwieweit die zu erwartenden Auswirkungen des Klimawandels in die ökonomischen Analysen gemäß Wasserrahmenrichtlinie integriert wurden.