Detaillierte Nachbildung der Niedrigwasserverhältnisse in der hydrologischen Modellierung für die Ermittlung von Klimafolgen im Aller-Leine-Oker Einzugsgebiet, Niedersachsen.

Abstract

Ziel dieser Studie ist eine Abschätzung der Entwicklung der Niedrigwassersituation bis zum Jahr 2100 im Aller-Leine-Oker-Einzugsgebiet in Niedersachsen. Hierfür wurde zuerst eine innovative Methodik zur Verbesserung der Prognosefähigkeit von meso- bis makroskaligen hydrologischen Wirkungsmodellen erarbeitet. Eine detaillierte Nachbildung des Bodenwasserhaushalts ermöglicht repräsentative Simulationsergebnisse, insbesondere in Bezug auf Niedrigwasserabflüsse. Die neuen Entwicklungen wurden in das Wasserhaushaltsmodell PANTA RHEI implementiert. Für Szenariensimulationen mit dem erweiterten Modell wurden zwei Modellketten mit den regionalen Klimamodellen Wettreg2006 und REMO verwendet. Beide beziehen sich auf eine großskaligere ECHAM5-Simulation zum Emissionsszenario A1B. Die Simulationen mit den verwendeten Szenarien zeigen eine starke Verringerung des Niedrigwasserabflusses (NM7Q) in der mittleren bis fernen Zukunft (etwa ab den 2030er Jahren). Weitere Niedrigwasserkenngrößen weisen ebenfalls starke Tendenzen zu zunehmender Trockenheit auf. Die Entwicklungen dieser Kenngrößen stehen in Analogie zu Auswertungen weiterer Wasserhaushaltsgrößen wie die Grundwasserneubildung und der oberflächennahe Bodenwassergehalt. Die Bodenwasserverfügbarkeit sowie die Neubildung des Grundwassers werden auf Grundlage der verwendeten Szenarien abnehmen.This study aims to assess the potential development of low flow conditions up to the year 2100 in the catchment of Aller-Leine-Oker in Lower Saxony. To achieve this, a method for a more detailed representation of the soil water balance of meso- and macroscale hydrological impact models was elaborated, which leads to better simulation results especially regarding low flow conditions. Simulations based on the global climate model ECHAM5, the emission scenario A1B and the regional climate models Wettreg2006 and REMO show a significant decrease of low flow (NM7Q) for the near and far future (from about the 2030s). Other low flow indices also show strong tendencies towards drier conditions. Groundwater recharge and the near-surface soil water balance are also affected. Soil water availability and groundwater recharge are projected to significantly decrease on the basis of the applied scenarios.