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Probabilistische Abschätzung der Unsicherheit von Aussagen zu hydrologischen Auswirkungen globaler Klimaveränderungen

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
45. Jahrgang, Heft 4,
August 2001

Autorin/Autor:
Andreas H. Schumann, Michael AntI und Joachim Geyer

Schlagworte:
Klimaveränderung, Hoch- und Niedrigwasserabflüsse, Wasserhaushaltskomponenten, Wassergüteparameter, Unsicherheiten

Eine Beurteilung der wasserwirtschaftliehen Auswirkungen von Klimaänderungen erfolgt sehr häufig mit Hilfe hydrologischer Modelle. Durch die Modifizierung der meteorologischen Eingangsdaten und den anschließenden Vergleich der Ergebnisse der Modellrechnungen mit den heutigen Verhältnissen werden für viele hydrologische Variablen (z.B. die Hoch- und Niedrigwasserabflüsse, Wasserhaushaltskomponenten, Wassergüteparameter etc.) bereits Änderungen vorhergesagt. Diese weit verbreitete Vorgehensweise hat allerdings den generellen Mangel, dass die Aussagen zu den etwaigen regionalen Klimaveränderungen, die diesen Studien zugrunde liegen, keinesfalls als Vorhersagen betrachtet werden können. Trotz großer Fortschritte auf dem Gebiet der Entwicklung globaler Klimamodelle bestehen noch viele Unsicherheiten in Hinblick auf regionale Klimaveränderungen. Als wesentliche Ursachen hierfür sind die Komplexität der Prozesse und die Limitierung der Prozesskenntnisse, die rechentechnischen Restriktionen, die Skalenprobleme oder die zwangsläufig unbekannten Emissionsverhältnisse in der Zukunft zu nennen. Hinzu kommen die Unsicherheiten der Anwendung der hydrologischen Modellierung (beschränkter regionaler Bezug, fehlende Extrapolationsmöglichkeit auf veränderte Klimaverhältnisse, fehlende Aussagen zu möglichen Veränderungen für eine Reihe von relevanten hydrologischen Variablen wie z. B. für die Luftfeuchte). Die Unsicherheit der Aussagen zu allen hydrologischen Veränderungen auf der Basis von Klimamodellen wird in diesem Beitrag an einem Beispiel (Abflüsse der Donau bis zum Pegel Berg) probabilistisch abgeschätzt. Das Ziel dieser Ausführungen besteht darin, auf die geringen Vorhersagemöglichkeiten hydrologischer Veränderungen hinzuweisen. Daraus ergibt sich zwangsläufig ein erhöhtes Risiko für unerwartete Entwicklungen und eine Einschränkung für die Entwicklung wasserwirtschaftlicher Vorbeugestrategien.

Paläogeographische Geschichte der Donau und ihres Einzugsgebietes

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 4,
August 2000

Autorin/Autor:
Miklós Domokos, Ferenc NeppeI und Sander Somogyi

Schlagworte:
Paläogeographische Geschichte, Donau

Die Mittel- und Südost-Europa in einer Länge von 2857 km durchfließende Donau ist mit ihrem langjährigen mittleren Abfluss von 6855 s- 1, nach der Wolga, der zweitgrößte Fluss Europas und der 21. der Weit. Ihr Einzugsgebiet liegt südlich der von Gibraltar bis zum Nördlichen Ural verlaufenden europäischen Hauptwasserscheide, und zwar südlich der Quellgebiete von Rhein, Eibe, Oder sowie Weichsel und westlich von Dnjepr sowie dem Schwarzen Meer (Abb. 1 ). Die Entfernung in der Luftlinie zwischen dem Quellgebiet der Donau im Schwarzwald und ihrer Mündung in das Schwarze Meer beträgt 1630 km. Ihre höhenmäßig stark gegliederte, 6320 km lange Einzugsgebietsgrenze erreicht ihren höchsten Punkt, Piz Bernina mit 4052 m Seehöhe, an ihrer südlichen Strecke, während der höchste Punkt der nördlichen Strecke der Gipfel Krivan ist (2496 m). Dieses sich weit von Westen nach Osten erstreckende Gebiet hat seit dem Miozän, d.h. in den letzten 25 Mio Jahren, mannigfache Änderungen erfahren, deren Gesamtheit die heutige Orographie prägt und sich damit auf die Natur- und Kulturlandschaft auswirkt.

Zur Erstellung einer fachlich-statistisch abgestimmten Datenerhebungsstrategie am Beispiel eines synökologisch orientierten Forschungsprojektes in den Elbauen

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 4,
August 2000

Autorin/Autor:
Marcus Rink, Klaus HenIe und Sabine Stab

Schlagworte:
Elbe, Ökosystem, Semivarianzanalyse

Die Zusammenführung ökosystemarer Feldinformationen zur Aufdeckung relevanter Steuergrößen in den strukturbildenden Wirkketten eines Okosystems erfordert eine integrierende Schnittstelle zwischen den Datengrundlagen und den Auswertekonzepten. Für den Einsatz multivariater Datenanalysemethoden ist ein statistisch bedingter Formalismus bei der Datenerhebung einzuhalten, der mit den lachwissenschaftlichen Belangen abzustimmen ist, um die Daten verschiedener Fachdisziplinen und die Verfahren der mathematisch-statistischen Ökosystemforschung miteinander kompatibel werden zu lassen. Um dies zu realisieren, wird die Datenerhebung mittels eines stratifizierten Zufallsstichprobenplans durchgeführt. Die Datenanalyse erfolgt mit direkten Ordinationsverfahren, Semivarianzanalyse und logistischer Regression.

Landnutzungsbezogene Modeliierung hochwassergenetisch relevanter Abflusskomponenten im Ruwer-Einzugsgebiet

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 4,
August 2000

Autorin/Autor:
Michael VohIand, Adrian Treis, Andreas Krein, Thomas UdeIhoven und Joachim HiII

Schlagworte:
Abflusskomponenten, Landnutzung, Hochwasserschutz

Prozessbasierte hydrologische Modelle mit zeit- und flächendetaillierter Arbeitsweise ermöglichen die differenzierte Quantifizierung der physisch-geographisch determinierten Abflussbildung innerhalb eines Flusseinzugsgebietes. Im Falle modellinterner Unterscheidung einzelner Abflusskomponenten und entsprechender Sensibilität für Landnutzungsparameter stellen solche Modelle Werkzeuge dar, die eine Bewertung der Landnutzung im Hinblick auf die Bildung schnellwirksamen Abflusses ermöglichen. Validierte Modellergebnisse erlauben es daher auch, die Effizienz agrarpolitischer Maßnahmen als potentiellen Beitrag zum Hochwasserschutz abzuschätzen.

Die Anwendung der Clusteranalyse bei der Auswahl repräsentativer Grundwassermeßstellen in Baden-Württemberg

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
43. Jahrgang, Heft 4,
August 1999

Autorin/Autor:
Michel Wingering

Schlagworte:
Clusteranalyse, Grundwasserstandsmeßnetz

Die umfangreiche Datengrundlage aus dem Grundwasserstandsmeßnetz von Baden-Württemberg ermöglicht die fundierte Anwendung geostatistischer Verfahren bei der Bestimmung von Meßstellen mit ähnlichem Gang. Die Auswahl von repräsentativen Meßstellen wurde aus den Ergebnissen einer Clusteranalyse sowie auch unter Berücksichtigung von standortspezifischen Eigenschaften durchgeführt. 200 repräsentative Meßstellen wurden unter Anwendung der Methode aus einem Gesamtkontingent von 2.327 Standorten zuverlässig definiert.

Die Modellierung des Abflußprozesses mit tracerhydrologisch ermittelten Verweilzeiten und Abflußkomponenten

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
43. Jahrgang, Heft 4,
August 1999

Autorin/Autor:
Jens MehIhorn und Christian Leibundgut

Schlagworte:
tracerhydrologische Untersuchungen

ln der vorliegenden Studie wird dargestellt, wie Informationen aus tracerhydrologischen Untersuchungen verwendet werden können, um zur Lösung der allgemeinen Probleme der Niederschlags-Abfluß-Modellierung beizutragen. Dazu gehört insbesondere die Verweilzeit des Basisabflusses, die anhand von 180-Daten ermittelt wurde. Sie konnte zur Kalibrierung des modellierten Basisabflusses eingesetzt werden . Die tracerhydrologischen Untersuchungen und die Wasserhaushaltsmodeliierung wurden am mesoskaligen Einzugsgebiet der Brugga im Südschwarzwald durchgeführt.

Die Bedeutung integrierter Planungsverfahren für die Umsetzung dezentraler Hochwasserschutzmaßnahmen

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
43. Jahrgang, Heft 4,
August 1999

Autorin/Autor:
André Assmann und Hartmut Gündra

Schlagworte:
dezentrale Hochwasserschutzmaßnahmen

Daß Hochwasser ein aktuelles Problem ist, darüber besteht eindeutiger Konsens, wie jedoch die beste Lösung aussehen soll, darüber wird noch vielfältig diskutiert. Wenn auch innerhalb der Fachwissenschaften bei einzelnen Aspekten die Meinungen
auseinandergehen, so liegen andererseits sicherlich genug Ergebnisse vor, um einige sichere Schritte vorangehen zu können. Jedoch ist der Weg neuer Konzepte aus Forschung und Pilotstudien in die für die Bevölkerung relevante Umsetzung noch immer sehr lang bzw. findet häufig nicht statt. Damit stellt sich die Frage, wieso die Übertragung in die Praxis nicht mit dem Erkenntnisstand Schritt hält.