Die Roadmap of Change bietet Strategien, Prinzipien und Handlungsempfehlungen, um die Metropolregion Bremen-Oldenburg im Nordwesten auf die Folgen des Klimawandels vorzubereiten. Bis zum Jahr 2050 soll die Region nicht nur an die zu erwartenden Klimaveränderungen angepasst, sondern insgesamt resilienter gegenüber Störereignissen sein. Wie diese Roadmap entsteht und was sie beinhaltet, erläutert diese Ausgabe von „kurz+bündig“.
Die Wasserwirtschaft wird sich in Zukunft verstärkt mit dem Klimawandel auseinander setzen müssen. Veränderungen in den Niederschlägen und der Temperatur wirken sich auf die Nutzung von Trinkwasser in Haushalten und in der Wirtschaft sowie auf das Abwasseraufkommen aus. Simultan hierzu unterliegen auch Gesellschaft und Wirtschaft einem immerwährenden Veränderungsprozess. Dazu zählen der demografische Wandel, die wirtschaftliche Entwicklung und die Änderung der Siedlungsstruktur einer Region. Um diese verschiedenen Entwicklungen in ihrer Wirkung auf die Trinkwasser- und Abwassermengen der dynaklim-Region abschätzen zu können und vorausschauendes Handeln betroffener Akteure zu ermöglichen, sind in dieser Studie quantitative Szenarien für die kreisfreien Städte und Kreise entwickelt worden, um die Bandbreite der zukünftigen Herausforderungen der Wasserwirtschaft abzubilden. In allen Szenarien ist mit einem Rückgang der jährlichen Wassermengen (Trink-, Brauch-, Kühl- und Schmutzwasser) zu rechnen. Die in der öffentlichen Abwasserentsorgung abzuleitenden Regenwassermengen können sich je nach Entwicklung der Siedlungsstruktur und des Klimawandels unterschiedlich entwickeln. In der öffentlichen Trinkwasserversorgung ist durch den Klimawandel aber mit einer deutlichen Zunahme der täglichen Spitzenwasserbedarfe im Verhältnis zur durchschnittlich nachgefragten Menge zu rechnen. Diese kann je nach Szenario dazu führen, dass trotz des Rückgangs der jährlichen Wasserbedarfe die Versorgungskapazitäten nur geringfügig reduziert werden können oder (je nach Konstellation einzelner Einflüsse in den Szenarien) noch leicht ausgebaut werden müssen. Um diese Ergebnisse herleiten zu können, werden nach einem kurzen Überblick über die Szenariotechnik in Kapitel 2 die einzelnen Szenarien zunächst näher beschrieben (Kapitel 3). Im folgenden Hauptkapitel 4 werden sie dann quantitativ mit Leben gefüllt, bevor in Kapitel 5 die Ergebnisse (vergleichend) näher betrachtet werden.
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.
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.
Für eine nähere Analyse von kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) aus der Modellregion Dresden wurden basierend auf einer Wirtschaftlichkeitsanalyse sowie einer Klimasensibilitätsanalyse folgende sechs Branchen für eine nähere Untersuchung ausgesucht:
- Baubranche
- Wasserversorgung
- Energieversorgung
- Tourismus
- Verarbeitendes Gewerbe
- Mikroelektronik/Nanotechnologie
Der Bericht "Volkswirtschaftliche Szenarien für die Modellregion Dresden" repräsentiert das REGKLAM-Produkt 2.3b. Im Arbeitspaket „Volkswirtschaftliche Szenarien für die Modellregion Dresden“ wird ein Szenario für die REGKLAM Region im Jahr 2025 entworfen, welches sowohl wichtige regionale (z. B. Bevölkerung, Wirtschaftsentwicklung) als auch globale Entwicklungen (z. B. von Energiepreisen) aufzeigt.
Für die Bereitstellung von Niederschlagszeitreihen des Regionalen Klimamodells CLM für die meisten wasserwirtschaftlichen Modellanwendungen ist eine realitätsnahe Abbildung des Parameters Niederschlag hinsichtlich wesentlicher Kenngrößen, wie Jahresniederschlagssummen, Starkregen und Trockenzeiten erforderlich. Zudem benötigen Modelle, die schnelle und kleinräumige Niederschlag- Abfluss-Prozesse beschreiben, zeitlich und räumlich hoch aufgelöste Niederschlagseingangsdaten. Beide Voraussetzungen, die realitätsnahe sowie die hoch aufgelöste Abbildung des Parameters Niederschlag, sind zunächst in den CLM-Modelldaten nicht ohne weiteres erfüllt. Es wurden zwei Methoden entwickelt, die zum einen eine sinnvolle Korrektur der Tagesniederschlagssummen (Bias-Korrektur) und zum anderen eine feinere zeitliche und räumliche Auflösung (Downscaling) der CLM-Modelldaten ermöglichen.
Im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Forschungs und Netzwerkprojektes dynaklim zur regionalen Bewältigung der Folgen des Klimawandels werden vom Rhein-Ruhr-Institut für Sozialforschung und Politikberatung (RISP) e.V. in den Jahren 2010, 2012 und 2014 repräsentative Bevölkerungsbefragungen durchgeführt, um die Einstellungen der Bevölkerung der dynaklim-Region zum Klimawandel und zur örtlichen bzw. regionalen Klimaanpassung zu erfassen. Außerdem geht es um die Veränderungen in der Sichtweise während dieser 4 Jahre. Dabei stehen die folgenden Themen im Vordergrund: - Wie nehmen die Menschen in der Region die Folgen des Klimawandels wahr?; - Welche Einstellungen hat die Bevölkerung zum Klimawandel?; - Welche Erwartungen richten die Bürgerinnen und Bürger an die Politik?; - Wie werden regionale Projekte mit Umweltrelevanz wahrgenommen?; - Was tun sie selbst? Zentrale Ergebnisse der repräsentativen Bevölkerungsbefragung 2012 aus allen Kommunen in der Region werden hier veröffentlicht.
Im Rahmen des Forschungsvorhabens dynaklim wurden umfangreiche Analysen zu Veränderungen der beiden Parameter Lufttemperatur und Niederschlag in der Emscher Lippe Region durchgeführt. Dabei wurden die beiden Parameter hinsichtlich verschiedenster Kenngrößen und Untersuchungszeiträume untersucht. Die Untersuchungen umfassen sowohl Messdaten aus der Vergangenheit im Zeitraum 1951 – 2010 (Niederschlag) bzw. 1961 – 2010 (Lufttemperatur) als auch Klimamodelldaten aus zwei Modellläufen des Regionalen Klimamodells CLM im Zeitraum 1961 – 2100. Die vorliegende dynaklim Kompakt Ausgabe stellt die wesentlichen Ergebnisse kurz dar.
Überblick über die Struktur der Wasserwirtschaft im Gebiet des Regionalverbandes Ruhr und dem darüber hinausreichenden Gebiet des Lippeverbandes. Betrachtet werden die öffentliche Wasserversorgung und die kommunale Abwasserentsorgung sowie die Gewässerbewirtschaftung. Ausgeklammert sind somit Unternehmen und Haushalte, die für den Eigengebrauch Wasser entnehmen sowie Direkteinleiter und Wassernutzer, die nicht an die öffentliche Kanalisation angeschlossen sind. Die Wasserwirtschaftsstruktur in der Projektregion ist sehr vielfältig. Dabei ist – vor allem bedingt durch den rechtlichen Rahmen – die Versorgung anders strukturiert als die Entsorgung. Versorgungsseitig sind neben den beiden Großanbietern von wasserwirtschaftlichen Dienstleistungen, Gelsenwasser AG und RWE AG, viele kleine und kleinste Unternehmen vorhanden.