Auswirkung des Klimawandels auf Abflussregime der Dreisam und ihrer Teileinzugsgebieten – ein kombinierter Basisabfluss-Wasseralter-Ansatz (M. Vath)

Mit dem Klimawandel gehen seit Jahrzehnten stetige Temperaturzunahmen einher. In Deutschland und vielen anderen Regionen war 2014 das wärmste Jahr seit Beginn der Temperaturaufzeichnungen. Und 2015 wird sehr wahrscheinlich auch ein neues Rekordjahr werden. Beispielweise wurden nach 2000 auch 6 der 12 jeweils wärmsten Monate und 6 der wärmsten 10 Jahre registriert (Datenreihe 1881-2014). Auch vor Freiburgs Haustüre - im Dreisam-Einzugsgebiet - haben die Temperaturveränderungen weitereichende Auswirkungen auf den Wasserhaushalt, auf die Schneeakkumulation und -schmelze, die Grundwasserneubildung und die saisonale Zusammensetzung der verschiedenen Abflusskomponenten (Ereignisniederschlag, Schneeschmelze, Grundwasser,…). Häufig ist ungeklärt wie sich klimatische Veränderungen in Einzugsgebieten und deren Teileinzugegebieten (mit unterschiedlichen Charakteristika) auswirken.

Diese Arbeit stellt die Hypothese auf, dass die temperaturgetriebenen Veränderungen im Dreisam-Einzugsgebiet und deren Teileinzugsgebieten durch die Analyse der Dynamik des Abflussregimes in den letzten 60 Jahren identifiziert werden können.

Die charakteristischen Veränderungen des Fließgewässerregimes nach 2000 sollen für die Dreisam- und das Teileinzugsgebiete der Brugga verglichen und mit Hilfe eines hochaufgelösten Isotopen- und Temperaturdatensatzes evaluiert werden, um so den Einfluss der beteiligten Prozesse zu identifizieren. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen im Kontext älterer Abschlussarbeiten (2006, 2007), welche Wasserhaushalt und Abflussdynamik im Dreisamgebiet untersucht haben, erörtert werden. Insbesondere wird herausgearbeitet in wie fern Teileinzugsgebiete das Abflussverhalten der Dreisam beeinflussen und ob sich verschiedene Abflusskomponenten (GW, Schnee, schnelle und langsame Komponenten) über die Zeit in verschiedenen Gebieten unterschiedlich verändert haben. Fokus liegt hierbei auf Niedrigwasserperioden bzw. Rezessionszeiten.

Das Jahr 2000 soll dabei als Abtrennung der kurzfristigen von der längerfristigen klimatischen Veränderung dienen (15 Jahre gegenüber 3x15Jahre). Fließgewässerregime können u. A. durch Abflussschwankungen, die Häufigkeit von Hoch- und Niedrigwässern und deren Intensität und Dauer und die Saisonalität und Dynamik der Abflüsse charakterisiert werden (Poff et al., 1997). Die Summe dieser Indizes und deren Veränderung über die Zeit werden genutzt um Veränderungen des ökologischen Zustands der Dreisam und TEZG zu bewerten. Weiterhin wird ein Set kalibrierter, einfacher GW-Modelle genutzt, um die Translation von Grundwasserneubildung in Basisabfluss abzubilden und dabei das Wasseralter zu bestimmen. Zur Validierung dieses Ansatzes kommen Isotopenproben (Stichtagsproben) der Fließgewässer zum Einsatz.

Datenaufbereitung (Isotopendaten), R-Programmierung, Statistik

Michael Stölzle (michael.stoelzle@hydro.uni-freiburg.de, Tel: 203-67432), Tobias Schütz

Deutsch oder Englisch

[1] Held, I. M. Climate science: The cause of the pause. Nature 501, 318–319 (2013). [2] Poff, N. L. et al. The Natural Flow Regime. BioScience, 47, 769–784 (1997).