Auswirkungen eines veränderten Gebietswasserhaushaltes auf die Qualität von zur Trinkwassergewinnung genutzten Wasserressourcen

Am Beispiel von vier Projektgebieten werden im Zusammenhang mit dem Klimawandel ausgewählte und auf die Rohwasserqualitäten Einfluss nehmende Faktoren erörtert. Dabei wird gezeigt, dass die Beschaffenheiten an einzelne Komponenten des Gebietswasserhaushaltes gekoppelt sind. Auf der Grundlage der für das Land Nordrhein- Westfalen vorliegenden kleinräumigen Klimaprojektionen wurden Art und Ausmaß der veränderten Wasserhaushaltsgrößen benannt. Neben den möglicherweise eher untergeordneten quantitativen Veränderungen ist insbesondere mit (nachteiligen) qualitativen Veränderungen zu rechnen. Betroffen sind alle relevanten Rohwasserarten (Grundwasser, Talsperren, Gewinnung von uferfiltriertem Oberflächenwasser). Durch die Zunahme von Wetterextremen wird der gebietsspezifische Stoffabbau und -rückhalt gemindert. Ob und in welchem Umfang die hierdurch ausgelöste Schwächung des Multi-Barrieren-Prinzips durch technische Maßnahmen kompensiert werden muss, kann nur im Einzelfall abgewogen und entschieden werden

Modellierung des Stickstoff- und Kohlenstoffhaushaltes unter landwirtschaftlichen Nutzflächen im Zeichen des Klimawandels

Für das Trinkwassergewinnungsgebiet Üfter Mark im nordwestlichen Münsterland wurden mit Hilfe des Modells CANDY der Stoffaustrag sowie der Bodenwasserhaushalt unter landwirtschaftlichen Nutzflächen unter Klimawandelbedingungen modelliert. Am Beispiel einzelner Referenzflächen, für die Messwerte zum Stoffumsatz im Boden vorlagen, wurde das Modell an die standörtlichen Bedingungen angepasst. Die Modellläufe für verschiedene Fruchtfolgen und Standortbedingungen zeigten, dass - bei gleichbleibender Bewirtschaftung - allein durch die projizierten veränderten klimatischen Bedingungen ein erhöhter N-Austrag lediglich in Böden mit erhöhten Humusgehalten zu erwarten ist. Ein deutlicher Einfluss des Klimawandels auf erhöhte Bewässerungsansprüche (ca. 100 - 150 mm/a) in der Fernen Zukunft (2071 - 2100) zeichnete sich hingegen in allen betrachteten Fruchtfolgen und Standorttypen ab. Die tatsächliche Entwicklung der landwirtschaftlichen Flächennutzung für die nächsten Jahrzehnte lässt sich auf Grund der vielfältigen Einflussfaktoren und ihrer komplexen Wechselwirkungen nicht belastbar prognostizieren. Die Untersuchungsergebnisse haben jedoch gezeigt, dass durch den Einsatz eines DV-Systems wie CANDY zur Modellierung des Stoff- und Wasserhaushaltes eines Bodens - nach entsprechender Anpassung der Modellparameter an das Untersuchungsgebiet - bei sich abzeichnenden Änderungen der Bewirtschaftung deren Konsequenzen für den Stoffaustrag bzw. den Bodenwasserhaushalt modelliert werden. Durch Variierung der Bewirtschaftungsmaßnahmen kann der Modelleinsatz in der Folge die Entwicklung grundwasserschonende Flächennutzungsverfahren unterstützen

Prognose der Auswirkungen des Klimawandels auf das Grundwasser mit Hilfe eines Grundwasserströmungsmodells am Beispiel der RWW-Wassergewinnung Üfter Mark

Im Forschungs‐und Netzwerkprojekt dynaklim untersucht das IWW u. a. die wasserwirtschaftlichen Auswirkungen von klimabedingten Veränderungen des Grundwasserhaushalts auf die Wassergewinnung. Mit dem Grundwasserströmungsmodell Üfter Mark wurden stationäre Simulationen für die nahe (2021‐2050) und ferne (2071‐2100) Zukunft durchgeführt und mit dem Istzustand (1961‐1990) verglichen. Als Grundlage für die Simulationen wurde die Grundwasserneubildung für die genannten Varianten in Abhängigkeit von den sich ändernden Niederschlägen und potenziellen Verdunstungen berechnet. Ebenso wurde der sich verändernde Beregnungsbedarf mit Hilfe von klimatischen Bodenwasserbilanzen ermittelt und in der Grundwassermodellierung berücksichtigt. Eine Veränderung der Entnahmemengen für die Trinkwasserversorgung wurde dagegen nicht vorgenommen. Die im Folgenden dargestellten Ergebnisse stellen Prognosen der möglichen zukünftigen Entwicklung, basierend auf den betrachteten Klimaprojektionen, dar. In der nahen Zukunft ist die Grundwasserneubildung höher als im Istzustand. Auch der Beregnungsbedarf ist etwas höher als heute, gleicht aber die erhöhte Grundwasserneubildung nicht aus, so dass das Grundwasserdargebot in der Bilanz geringfügig höher ist als heute. Dadurch verkleinern sich die Einzugsgebiete der Brunnen. In der fernen Zukunft entspricht die Grundwasserneubildung in etwa der heutigen. Da der Beregnungsbedarf auf den Ackerflächen gegenüber dem Istzustand deutlich steigt (trockene Sommer), kommt es zu einem Defizit beim Grundwasserdargebot von ca. 20 %. In der Folge würden die Grundwasserstände signifikant absinken. Dies würde zur Vergrößerung der Einzugsgebiete der Brunnen und zu einem geringeren grundwasserbürtigen Abfluss in den Fließgewässern führen. Die Simulationsergebnisse verdeutlichen, dass durch die konkurrierenden Nutzungen von Grund‐ und Oberflächengewässern, insbesondere im Zeichen des Klimawandels erhebliche Probleme entstehen bzw. bereits bestehende weiter verschärft werden können. Ansteigende Beregnungsmengen können so auch heute schon nicht mehr konfliktfrei durch eine Vergrößerung des Einzugsgebietes ausgeglichen werden, sondern gehen zu Lasten der Fließgewässer (Folge: ökologische Beeinträchtigungen) oder verursachen örtlich und temporär stark sinkende Grundwasserstände (Folge: Landwirtschaftliche Ertragsverluste in nicht beregneten Regionen)