KliBiW - Analyse der Hochwasserverhältnisse

In den bisherigen Projektphasen von KliBiW wurde u.a. die Entwicklung der Hochwasserverhältnisse in der Vergangenheit bis heute sowie deren mögliche Veränderung in der Zukunft analysiert.

Die Untersuchung der gegenwärtigen Situation erfolgte anhand von Aufzeichnungen an Oberflächenabflusspegeln in ganz Niedersachsen, mit Ausnahme der tidebeeinflussten Gebiete an der Küste. Es wurden u.a. die Entwicklungen (Trends) von Abflusskenngrößen, welche die Hochwasserverhältnisse charakterisieren, über einen bestimmten Zeitraum untersucht. Hierzu zählen der Hochwasserscheitel, die Dauer und das Wellenvolumen von Hochwasserereignissen sowie deren Häufigkeit. Dabei wurde die Stärke des Trends, also der Grad der Veränderung über die Zeit, mit Hilfe der Methode nach Theil und Sen ermittelt. Ob der Trend statistisch signifikant erscheint, also ob die berechnete Veränderung mit der Zeit nicht zufällig ist und wahrscheinlich eine systematische Ursache besitzt, wurde mittels des Mann-Kendall-Test festgestellt.

Die Ergebnisse belegen insgesamt nur wenig signifikante Veränderungen der betrachteten Größen im Untersuchungszeitraum. Die Hochwasserscheitel (basierend auf den Jahreshöchstabflüssen) zeigen nur an sehr wenigen Pegeln einen signifikanten Trend. Mit Ausnahme im Bereich des Harzes weisen die meisten Pegel eher abnehmende Tendenzen der Abflussscheitel auf, die aber statisch gesehen zufällig sein können. Bei der Häufigkeit und Dauer von Hochwasserereignissen zeigen sich keine Veränderungen im Betrachtungszeitraum. Die Wellenvolumina bei Hochwasser zeigen leichte Entwicklungstendenzen, die im Wesentlichen auf die veränderten Hochwasserscheitel zurückzuführen sind. Aber auch hier sind die wenigsten Trends signifikant.

Die Simulation der Abflüsse in der Zukunft erfolgte anhand des hydrologischen Modells PANTA RHEI, das auch im operationellen Betrieb für die Hochwasservorhersage beim NLWKN genutzt wird. Die Simulationen erfolgten für die sieben ausgewählten Einzugsgebiete der Risikogewässer in Niedersachsen auf Basis eines Klimaszenarios ohne Klimaschutz (RCP8.5) für den Zeitraum 1971 - 2100. Als Antrieb diente ein Ensemble von acht regionalen Klimamodellen, welches die Bandbreite der möglichen zukünftigen Entwicklungen repräsentiert. Die Ermittlung der zukünftigen Veränderungen erfolgt auf Basis 30jähriger Mittelwerte für die nahe Zukunft (2021-2050) und die ferne Zukunft (2071-2100), jeweils im Verhältnis zu dem Referenzzeitraum (1971-2000) an insgesamt 62 ausgewählten Pegeln.

Die Ergebnisse weisen auf eine deutliche Verschärfung der Hochwasserverhältnisse in der Zukunft unter dem Szenario RCP8.5 hin. So käme es bereits in der nahen Zukunft (2021-2050) regional zu einer Zunahme der Hochwasserscheitelabflüsse, vor allem im Sommerhalbjahr. In der fernen Zukunft wären diese Tendenzen nochmals deutlicher und fast landesweit ausgeprägt. Einzig der Harz scheint hiervon ausgenommen zu sein. Allerdings sind die Ergebnisse hier aufgrund der kleinräumigen Topographie sowie der geringen Größe der maßgeblichen Einzugsgebiete mit Vorsicht zu interpretieren. Auch die anderen Charakteristika der Hochwasserverhältnisse (Häufigkeit, Dauer, Wellenvolumen) deuten auf eine Verschärfung der Situation in der Zukunft, regional bereits zur Mitte des Jahrhunderts.

Detaillierte Ergebnisse der Untersuchungen sind in dem Abschlussbericht der Phase 6 von KliBiW zu finden.