Auswirkungen des Klimawandels auf das Wasserdargebot von Grund- und Oberflächenwasser
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A. P. Blaschke, R. Merz, J. Parajka, J. Salinas, G. Blöschl
Auswirkungen des Klimawandels auf das Wasserdargebot
von Grund- und Oberflächenwasser
Abb. (9x): Autor
Abb. 1: Trends der Sommerabflüsse (Juni–August, links) und Winterabflüsse (Dezember–Februar, rechts) für die Periode 1950–2007 (oben) und 1976–2007
(unten). Große Kreise blau: steigende Trends; große Kreise rot: fallende Trends; kleine Kreise: Trends nicht signifikant.
Zusammenfassung: Der vorliegende schaftungsmaßnahmen notwendig. Re- neubildung beeinflussenden Größen
Beitrag beschreibt die Methoden und Er- gional betrachtet kann es aber durchaus wurden Tendenzen im Grundwasserdar-
gebnisse zur Abschätzung der zukünfti- zu Unterschieden kommen und jene Re- gebot abgeleitet. Diese Ergebnisse legen
gen Entwicklung der Grund- und Ober- gionen, die schon jetzt geringe Abfluss- es nahe, dass speziell in den nieder-
flächenwasserressourcen in Österreich. spenden aufweisen (vor allem im Osten schlagsarmen Gebieten Österreichs ver-
Obwohl in den letzten drei Jahrzehnten und Südosten Österreichs), sind bei den stärkt eine Grundwasserbewirtschaftung
im Mittel über Österreich die Nieder- Anpassungsmaßnahmen besonders zu erforderlich sein wird.
schläge gestiegen sind, hat sich der Ab- berücksichtigen.
fluss aufgrund der zunehmenden Ver- Die Analyse der Grundwasser- Climate impacts on surface and subsur
dunstung kaum geändert. Für die standsentwicklungen in den letzten 30 face water resources
Zukunft (Mittel 2021–2050) sind für die Jahren zeigt ein heterogenes Bild für die
Sommermonate, mit Ausnahme des Os- österreichischen Porengrundwasservor- Summary: This paper presents the meth-
tens Österreichs, fallende Abflüsse zu er- kommen. Von den insgesamt 2114 unter- ods and results of estimating the future
warten. Im Winter ist, mit Ausnahme des suchten Messstellen weisen rund 70 % evolution of the surface and subsurface
Südens, mit steigenden Abflüssen zu keinen signifikanten, 12 % einen steigen- water resources in Austria. Although the
rechnen. Die Analysen der Abflussvaria- den und 18 % einen fallenden Trend im mean precipitation over Austria has in-
bilität vergangener Jahre zeigen, dass die Jahresmittel des Grundwasserstandes creased in the past three decades, runoff
Änderungen zwischen den Jahren zu- auf. Eindeutiger sind die Trends bei der has changed little due to increases in the
folge der natürlichen Variabilität deut- Grundwassertemperatur. Der schon in evapotranspiration. For the future (aver-
lich größer sind als die Änderungen zu- der Vergangenheit beobachtete Anstieg age 2021–2050) the summer months de-
folge des Klimawandels bis 2021–2050. wird sich mit der zunehmenden Lufttem- creasing runoff is expected in Austria, with
Daher erscheinen aus österreichweiter peratur fortsetzen. Auf Basis der erwarte- the exception of the East. In winter in-
Sicht nicht grundsätzlich andere Bewirt- ten Veränderungen der die Grundwasser- creasing runoff is expected, with the ex-
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ception of the South. Analyses of the vari- Tabelle 1
ability of runoff indicate that the natural Die vier hier verwendeten Ansätze zur Beurteilung der Änderungen im
variability of mean annual runoff clearly Wasserdargebot der Oberflächenwasser zufolge Klimawandel
exceeds the projected changes due to cli-
mate change for the period 2021–2050. Ansatz datenbasiert modellbasiert prognostisch
From a global Austrian perspective there is Trendanalysen (Niederschlag, Abfluss) sehr stark sehr gering nein
hence no need for different water re- Trading space for time (räumlich) stark gering ja
sources management strategies. However,
Elastizität (zeitlich) stark mittel ja
at the regional scale changes may occur.
Regions that already have low specific dis- Szenarienanalysen (Delta-Change) gering stark ja
charges (in particular the East and the
Southeast of Austria), needs particular at- schreibt kurz Methoden und Ergebnisse terweite, die für die hydrologische Mo-
tention in the adaptation strategies. zur Abschätzung der zukünftigen Ent- dellierung geeignet ist (wenige km)
An analysis of the groundwater levels wicklung von Grund- und Oberflächen- c. Antrieb eines Niederschlag-Abfluss-
in the past 30 years shows heterogeneous wasser in Österreich und schlägt mögliche modells mit Lufttemperatur- und Nie-
patterns in the porous aquifers in Austria. Anpassungsstrategien vor. Details sind im derschlagszeitreihen des Downsca-
Out of a total of 2114 piezometers ana- Endbericht der von der Zentralanstalt für lings.
lysed, 70 % do not show a significant Meteorologie und Geodynamik und die
trend of the mean annual groundwater Technische Universität Wien durchge- Bei jedem dieser Schritte entstehen Unsi-
level. 12 % and 18 % show increasing and führten Studie (ZAMG/TU-Wien Studie cherheiten, die die Unsicherheit des End-
decreasing trends, respectively. The 2011) zu finden. ergebnisses bestimmen. Auf Grund der
trends of the groundwater temperatures Komplexität der Modellkette ist es leicht
show clearer patterns. The observed in- 2. Oberflächenwasser möglich, dass Szenarienstudien Verände-
creasing trends of the groundwater tem- rungen angeben, die weder interpretiert
peratures are likely to continue in a Abschätzungen des Klimaeinflusses auf noch auf Plausibilität geprüft werden kön-
warmer climate. Along with projected die Wasserressourcen beruhen in der nen (Blöschl und Montanari 2010, Monta-
changes in the climate variables control- Regel auf Trendanalysen oder Szena nari et al. 2010).
ling groundwater recharge, future ten- rienrechnungen. Der Vorteil der Trend Aufgrund der oben beschriebenen Un-
dencies in groundwater availability are analysen besteht darin, dass sie auf Be sicherheiten, folgt diese Studie dem An-
discussed. In particular in the low precip- obachtungsdaten aufbauen. Allerdings ist satz, die Fragestellung mit mehreren Me-
itation areas in Austria a more detailed die Übertragbarkeit auf die Zukunft frag- thoden zu untersuchen, die sich in
management of the groundwater re- lich, da nicht angenommen werden kann, Hinblick auf Daten und Annahmen unter-
sources may be needed. dass sich die Abflüsse in der Zukunft in scheiden (Blöschl et al. 2011a). Dadurch
ähnlicher Weise wie die Abflüsse der Ver- ist zu erwarten, dass die Zuverlässigkeit
gangenheit entwickeln werden. Wegen der Aussage erhöht wird. Neben den zwei
der Komplexität und Nichtlinearität der üblichen Ansätzen, Trendanalysen und
1. Einleitung Abflussprozesse ist dies unwahrschein- Szenarienanalysen, die sich wesentlich in
lich. Klimaimpaktanalysen mittels eines Hinblick auf Daten und Modellannahmen
Während der möglichen Verstärkung hyd- Szenarioansatzes bestehen in der Regel unterscheiden, werden hier zwei zusätzli-
rologischer Extremereignisse aufgrund aus drei Schritten: che, neue Methoden angewandt: die Elas-
von Klimaänderungen, wie z. B. Hochwas- a. Simulationen mit einem oder mehre- tizitätsmethode, die auf einer Analyse der
ser, viel Beachtung in Medien und öffent- ren Globalen Zirkulationsmodellen zeitlichen Variabilität der Daten basiert
licher Diskussion geschenkt wird, finden (GCMs) unter Definition bestimmter und die „Trading space for time“ Methode,
Veränderungen im Dargebot- von Grund- Szenarien (meist IPCC Szenarien) die auf einer Analyse der räumlichen Vari-
und Oberflächenwasser wenig Beachtung, b. Downscaling der Lufttemperatur, Nie- abilität der Daten basiert. Tabelle 1 zeigt
obwohl sie große Auswirkungen auf die derschlag und anderer Rechengrößen die Unterschiede in Daten und Modellan-
Österreichische Wasserwirtschaft haben des GCM von der Rasterweite des Kli- nahmen der vier hier verwendeten Me-
könnten. Der vorliegende Beitrag be- mamodells (ca. 200 km) auf eine Ras- thoden zur Abschätzung der Änderungen
Tabelle 2
Prozent der Pegel mit steigenden und fallenden Trends der Abflüsse in Österreich.
1950–2007 (min. 45 Jahre) 1976–2007 (min. 25 Jahre)
Anteil d. Pegel [%] mit Anteil d. Pegel [%] mit
steigendem nicht signif. fallendem steigendem nicht signif. fallendem
Trend Trend Trend Trend Trend Trend
Alle Gebiete in Österreich 9 (15 7 15 18) 68 (67 53 68 77) 23 (18 40 17 5) 9 (7 10 8 16) 81 (84 81 71 80) 10 (9 9 21 4)
Rhein, Donau und Elbegebiete 11 (17 7 19 22) 79 (77 57 62 76) 10 (6 36 19 2) 9 (7 11 9 15) 85 (85 87 72 82) 6 (8 2 19 3)
Drau, Mur und Raabgebiete 7 (13 7 10 8) 41 (44 44 77 79) 52 (43 49 13 13) 7 (7 7 4 19) 70 (80 64 69 74) 23 (13 29 27 7)
Erster Wert bezieht sich auf die Jahresmittel, Werte in Klammer auf die Vierteljahresabflüsse (DJF, MAM, JJA, SON).
Entsprechend dem gewählten Signifikanzniveau von 5 % sind Werte von 5 % und kleiner als zufällig anzusehen.
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Abb. 2: Änderungen des Sommerabflusses (Juni–August, links) und des Winterabflusses (Dezember–Februar, rechts) in % für den Zeitraum 2021–2050 im
Vergleich zu 1976–2006 berechnet mit dem Niederschlag-Abflussmodel. Blau: Zunahme, rot: Abnahme (Klimaszenario CLM-ECHAM5-A1B).
Abb. 3: Änderungen des mittleren jährlichen Abflusses in % für den Zeitraum 2021–50 im Vergleich zu 1976–2006. Blau: Zunahme, rot: Abnahme. Abbildungen
links und rechts wurden mit unterschiedlichen, gleich plausiblen Parametern des Niederschlag-Abflussmodels berechnet (Klimaszenario CLM-ECHAM5-A1B).
im Wasserdargebot der Oberflächenwäs- veau wurde zu jeweils 5 % an den beiden dabbie Waage (siehe auch Tabelle 1). Für
ser. In Hinblick auf Modellannahmen und Enden der Verteilung gewählt. Eine Be- den längeren Zeitraum 1950–2007 (Abb. 1
Datenbasiertheit liegen die beiden neuen schreibung der Methode ist in Blöschl oben), sind im Süden die Winterabflüsse
Methoden zwischen Trendanalyse und et al. (2011b) zu finden. 1950–2007 deutlich gesunken (43 % der
Szenarienansatz. Es ist deshalb eine wert- Abbildung 1 zeigt die Ergebnisse der Pegel), im Norden etwas gestiegen. Bei
volle Ergänzung zu erwarten. Aufgrund Trendanalysen für die Sommerabflüsse den Sommerabflüssen im Zeitraum 1950–
der vielen Unsicherheiten bei der Beurtei- (Juni-August) und Winterabflüsse (De- 2007 halten sich fallende und steigende
lung der Einflüsse des Klimawandels auf zember-Februar) für Österreich. Da die Trends die Waage. Sind für den Sommer-
die Wasserwirtschaft werden die Ergeb- Trends vom gewählten Zeitfenster abhän- abfluss der Periode 1976–2007 im Bereich
nisse nach harten und weichen Aussagen gen können, wurde zwei verschiedene Pe- der Salzach eher fallende Trends zu ver-
unterschieden (siehe Blöschl et al. 2011a rioden untersucht, 1950–2007 bzw. 1976– zeichnen, so ergeben sich für den länge-
und Schöner et al. 2011). 2007, wobei jeweils nur Pegel mit ren Zeitraum 1950–2007 in dieser Region
mindestens 45 bzw. 25 Jahren Abflussbe- steigende Trends. Insgesamt ist daher bei
2.1. Trendanalysen obachtungen herangezogen wurden. der Beurteilung der Abflusstrends Vor-
Die Sommerabflüsse im Zeitraum sicht geboten, da es auf die Auswahl des
Für die Trendanalysen wurden Reihen der 1976–2007 (Abb. 1 unten) zeigen überwie- Zeitfensters ankommt, ob im Einzelfall
Jahresabflüsse und der Vierteljahres gend fallende Trends. Besonders im west- Trends festzustellen sind oder nicht. Diese
abflüsse von etwa 500 österreichischen lichen Teil Österreichs sind signifikant fal- Einschätzung passt in das europaweite
Pegeln ausgewertet. Im Rahmen einer lende Sommerabflüsse zu verzeichnen. Bild von Abflusstrends in den unter-
Qualitätsprüfung wurden Pegel, deren Ab- Im östlichen Teil Österreichs sind aber nur schiedlichen Dekaden (Stahl et al. 2010).
flussverhalten stark durch wasserbauliche wenige dieser fallende Trends signifikant.
Eingriffe verändert sind, aus der weitern Im Südlichen Wiener Becken sind die 2.2 Szenarienanalysen
Untersuchung ausgeschieden. Die Trend- Trends signifikant steigend. Das ist auf die
analysen wurden mittels des Mann-Ken- deutlich steigenden Niederschläge in die- Zur Einschätzung möglicher Auswirkungen
dall-Test unter Entfernung der Autokorre- ser Periode zurückzuführen (Blöschl et al. geänderter klimatischer Bedingungen auf
lation durchgeführt (Yue et al. 2003, Burn 2011a, Abb. 2). Bei den Winterabflüssen das Abflussregime wurden Niederschlag-
und Hag Elnur 2002). Das Signifikanzni- halten sich fallende und steigende Trends Abflusssimulationen durchgeführt. In Rah-
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men der Datenaufbereitung wurden tägli-
che Abflüsse der Periode 1976–2007 auf
Plausibilität geprüft und Gebietswerte des
Niederschlages und der Lufttemperatur
(Parajka et al. 2005, 2007a) ermittelt. Diese
Daten wurden vom Hydrographischen Zen-
tralbüro zur Verfügung gestellt. Ein konzep-
tionelles Niederschlag-Abfluss Modell zur
kontinuierlichen Simulation der Verduns-
tung, des Bodenwasserhaushaltes, der
Schneeakkumulation und -schmelze sowie
der Abflussprozesse auf Gebietsbasis wurde
herangezogen. Das Modell untergliedert je-
des Gebiet in Höhenzonen und besitzt ei-
nen Zeitschritt von einem Tag. Das Modell
wurde an Abflussdaten von über 600 Gebie-
ten angepasst und ausführlich in Hinblick
auf die Größe und die saisonale Verteilung
des Abflusses getestet. Das Modell und die
Vorgangsweise bei der Kalibrierung und
Modellvalidierung sind im Detail in Parajka
et al. (2005a, 2007a) dargestellt.
Weiters wurden Simulationen mit dem
regionalen Klimamodell CLM (angetrie-
ben durch die Ergebnisse des globalen Kli-
mamodells ECHAM5, Szenario A1B)
(Schöner et al. 2011) für den Zeitraum
2021–2050 mit den Simulationen für die
Referenzperiode 1976–2006 verglichen.
Die Differenzen der mittleren monatli-
chen Lufttemperaturen sowie die prozen-
tuellen Veränderungen der mittleren mo-
natlichen Niederschläge zwischen den Abb. 4: Elastizität des Abflusses auf eine Änderung des Niederschlages (oben). Eine Elastizität von 2
beiden Zeiträumen wurde ausgewertet. bedeutet beispielsweise, dass eine Änderung des Jahresniederschlags von 10 % zu einer Änderung
des Jahresabflusses um 20 % führt. Elastizität des Abflusses auf eine Änderung der Lufttemperatur
Diese Differenz wurde nun für einzelne (unten). Eine Elastizität von −50 bedeutet beispielsweise, dass eine Erhöhung der Lufttemperatur um
Regionen auf die Zeitreihen der beobach- 1 % (ca. 2,7 K) zu einer Reduktion des Jahresabflusses um 50 % führt.
teten Niederschläge und Lufttemperatu-
ren der Periode 1976–2006 addiert, um so schätzt werden. In einem letzten Schritt im Referenzzeitraum aufgetretenen Ab-
das projizierte Klima 2021–2050 zu simu- wurden die Referenzsimulationen und flussprozesse auch in der Zukunft gelten.
lieren. Dies wird in der Literatur häufig als Szenariosimulationen an den Pegeln auf Die durch das Niederschlag-Abflussmo-
Delta Change Ansatz bezeichnet. Auf das gesamte Gewässernetz Österreichs dell beschriebenen Prozesse (Verduns-
Grund der CLM Klimaszenarien wurden übertragen. Dafür wurde die Top-Kriging tung, Schneeprozesse, Abflussbildung und
die beobachteten Lufttemperaturen Methode angewandt (Skøien et al. 2006), Konzentration) sind aber – wie alle hydro-
durchwegs erhöht (um 0,2 bis 2 °C, je nach die im Vergleich zu anderen Regionalisie- logischen Vorgänge – zeitlich variabel und
Monat und Einzugsgebiet), während die rungsmethoden (Merz und Blöschl 2004, können sich über die Dekaden verschie-
beobachteten Niederschläge mit einem Parajka et al. 2005b, 2007b) genauere Er- ben. Grund dafür können z. B. Änderun-
Prozentsatz multipliziert wurden, der in gebnisse aufwies. gen in der Vegetation (Zunahme des Wald-
den Wintermonaten im Norden Öster- Für die Sommerabflüsse berechnet das anteils, Zunahme der Transpiration) sein
reichs meist positiv (etwa 5–20 %), in den Modell eine Abnahme im Westen (Alpen) (Merz et al. 2010). Deswegen sind die Mo-
anderen Monaten bzw. Gebieten Öster- um ca. 10–20 % (2021–50 im Vergleich zu dellparameter mit einer gewissen Unsi-
reichs entweder positiv oder negativ war. 1976–2006, Abb. 2 links). Diese Abnahme cherheit behaftet (Peel und Blöschl 2011).
Sodann wurden mit dem Niederschlag- ist auf eine Abnahme der projizierten Nie- Um diese abzuschätzen, wurden zusätzli-
Abflussmodell Referenzsimulationen mit derschläge zurückzuführen (Blöschl et al. che Simulationen mit geringfügig verän-
den beobachteten Niederschlags- und 2011a, Abb. 2), die allerdings prozentmä- derten Parameterwerten durchgeführt. In
Lufttemperaturdaten für den Zeitraum ßig kleiner ist. Diese Differenzierung ist zwei Varianten (oberer Wert bzw. unterer
1976–2006, sowie Szenariosimulationen durch eine zunehmende Verdunstung er- Wert) wurde der Parameter für die Abfluss-
mit den oben beschriebene Nieder- klärbar. Für die Winterabflüsse wird für fast bildung gegenüber der Kalibrierung um
schlags- und Lufttemperaturdaten für ganz Österreich eine Zunahme um ca. 20 % ca. 10 % erhöht bzw. erniedrigt. Die unter-
2021–2050, durchgeführt. Die zukünftigen berechnet. Diese stimmen prozentmäßig schiedlichen Abflüsse in den beiden Vari-
Änderungen im Abfluss konnten somit etwa mit der projizierten Zunahme der anten geben einen Hinweis auf die Zuver-
durch Vergleich der Szenariosimulationen Winterniederschläge überein. Bei der Sze- lässigkeit des Abflussmodells unter der
mit den Referenzsimulationen abge- narienanalyse wird angenommen, dass die Annahme, dass die Szenarien des Nieder-
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für den Zeitraum 1976–2006 von über 500
Einzugsgebieten mit Flächen < 10000 km2
verwendet. Die Jahresmittel wurden für
das hydrologische Jahr (Oktober bis Sep-
tember) berechnet.
Abbildung 4 oben zeigt die Elastizität
εPQ des Abflusses auf den Niederschlag.
Die Elastizität liegt zwischen 0,5 und 2. Am
größten ist der Elastizitätsindex im Nor-
den und im Südosten Österreichs mit
Werten von bis zu 2. Das bedeutet, dass
z. B. eine Änderung des Jahresnieder-
schlags von 10 % eine Änderung des Jah-
resabflusses von 20 % bewirkt. Im Zent-
rum Österreichs ist der Elastizitätsindex
mit Werten um 1 kleiner. Das bedeutet,
dass eine Änderung des Jahresnieder-
schlags eine prozentuelle gleiche Ände-
rung des Jahresabflusses bewirkt. In eini-
gen Gebieten ist die Elastizität sogar
kleiner als 1. Die räumlichen Unterschiede
verdeutlichen die höhere Sensitivität des
Abflusses auf Niederschlagsänderungen
in den abflussärmeren Teilen Österreichs
(Norden und im Südosten) im Vergleich
zu den abflussreicheren Teilen Öster-
reichs.
Abbildung 4 unten zeigt die Elastizität
εTQ des Abflusses auf die Lufttemperatur.
Die Lufttemperatur ist dabei in der Einheit
Abb. 5: Sensitivität (%) des langfristigen mittleren jährlichen Abflusses auf Änderungen des mittleren Kelvin verwendet. Im Norden und im Süd-
jährlichen Niederschlages (N in %) und der mittleren jährlichen Lufttemperatur (T in °C) auf Basis des osten Österreichs ist der Index negativ mit
Trading space for time Ansatzes unter Verwendung des Turc Modells. Blau: Zunahme des Abflusses,
rot: Abnahme des Abflusses. Werten um –50. Das bedeutet, dass eine
Erhöhung der Lufttemperatur um 1 %
schlags und der Lufttemperatur vollstän- Änderung der jährlichen Mittelwerte des (d. h. ca. 2,7 K) zu einer Verringerung des
dig zutreffen (Abb. 3). Abbildung 3 lässt er- Abflusses in Beziehung mit dem Nieder- Abflusses um 50 % führt. Im Rest Öster-
kennen, dass sich das Vorzeichen der schlag und der Lufttemperatur gesetzt. reichs ist der Elastizitätsindex betragsmä-
Änderungen des mittleren jährlichen Ab- Der Elastizitätsindex εPQ des Abflusses auf ßig wesentlich kleiner: In Vorarlberg ist
flusses für den Zeitraum 2021–50 im Ver- den Niederschlag wurde nach Sankara- der Index etwa –20. Im Zentrums Öster-
gleich zum Zeitraum 1976–2006 in weiten subramanian et al. (2001) als Median des reich ist der Index positiv mit Werten von
Teilen Österreichs verschiebt. Das heißt, es Verhältnisses der proportionalen Ände- 10 bis 20. Das bedeutet, dass in diesen Ge-
kann keine Aussage darüber getroffen wer- rungen des Abflusses und der proportio- bieten eine Erhöhung der Lufttemperatur
den, ob die Abflüsse zunehmen oder ab- nalen Änderungen des Niederschlages be- um 1 % (d. h. 2,7°) zu einer Erhöhung des
nehmen werden. Allerdings sind für beide rechnet: Abflusses um 10 bis 20 % führt. Die Unter-
Simulationsläufe die Änderungen des Jah- schiede im Vorzeichen spiegeln den Ein-
resabflusses verhältnismäßig klein. Das fluss von Verdunstung und Niederschlag
bedeutet, dass das Vorzeichen der Ände- (5.1) auf den Abfluss wider. Im Norden und im
rung zwar nicht klar ist, aber keine großen Südosten Österreichs ist eine Verringe-
betragsmäßigen Änderungen des Jahres- rung des Abflusses bei erhöhter Lufttem-
abflusses zu erwarten sind. Zu beachten wobei der mittlere jährliche Abfluss im peratur auf die Zunahme der Verdunstung
ist, dass die beiden Varianten die Variati- Jahr i, der langfristige Mittelwert des Ab- zurückzuführen. Im Zentrums Österreich
onsbreite der Niederschlag-Abflussmodel- flusses und and die entsprechenden Werte ist der höhere Abfluss in wärmeren Jahren
lierung widerspiegeln. Die Unsicherheit für den Niederschlag sind. Zur Erhöhung darauf zurückzuführen, dass diese Jahre
der Klimamodellierung ist zusätzlich zu der Robustheit des Index wurden nur sol- im Durchschnitt auch niederschlagsrei-
berücksichtigen. che Jahre für die Berechnung herangezo- cher waren. Der Einfluss des Nieder-
gen, in denen war. In analoger Weise schlags ist in diesen Gebieten größer als
2.3. Elastizität (zeitlich) wurde der Elastizitätsindex εTQ des Abflus- der der Verdunstung, wodurch sich insge-
ses auf die Lufttemperatur definiert. Für samt eine Erhöhung des Abflusses ergab.
Die Elastizität setzt die prozentuelle Ände- die Berechnung der Elastizität wurden in In einem weiteren Schritt wurde die
rung in einer Variablen mit der prozentu- dieser Studie der mittlerer jährlicher Ab- Elastizität des Abflusses auf Niederschlag
ellen Änderung einer anderen Variablen fluss, der mittlerer jährlicher Niederschlag und Lufttemperatur gemeinsam ermittelt
in Beziehung. In dieser Studie wurde die und die mittlere jährliche Lufttemperatur und der mittlere Wert für Österreich mit
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Abb. 6: Zusammenschau der Änderungen des mittleren jährlichen Abflusses 2021–2050 im Vergleich zu 1976–2006 nach den vier Methoden.
den CLM Szenarien kombiniert. Damit er- dem der langjährige mittlere Abfluss als den eine Erhöhung des mittleren jährli-
gibt sich generell eine leichte Abnahme Funktion des mittleren jährlichen Nieder- chen Abflusses um bis zu 10 %. Dies ist auf
des mittleren jährlichen Abflusses für den schlags und einem Index der potentiellen die größeren Niederschläge zurückzufüh-
Zeitraum 2021–2050 im Vergleich zu 1976– Verdunstung EPI berechnet wird. EPI wird ren, die sich stärker als die zunehmende
2006. Diese Abnahme ist auf die erhöhte dabei als Funktion der langfristigen mittle- Verdunstung auswirken (Blöschl et al.
Verdunstung bei wärmeren Temperaturen ren jährlichen Lufttemperatur ermittelt. 2011a, Abb. 2). Im Südosten Österreichs be-
zurückzuführen, ist aber betragsmäßig Die Koeffizienten des Turc Modells wurden rechnet das Verfahren einen kleinen Be-
klein (siehe ZAMG/TU-Wien Studie, an beobachtete Abflüsse, Niederschläge, reich mit einer Abnahme des mittleren
2011). Lufttemperaturen und Werte potentieller jährlichen Abflusses von bis zu 6 % zufolge
Verdunstung, ermittelt und nach der Bla- zunehmender Verdunstung. Im restlichen
2.4. Trading space for time (räumlich) ney-Criddle Methode (Parajka et al. 2003), Bundesgebiet sind die berechneten Ände-
für 291 österreichische Einzugsgebiete klei- rungen kleiner als 5 % (siehe ZAMG/TU-
Die grundsätzliche Idee des „Trading space ner 10000 km2 angepasst. Zwar werden mit Wien Studie 2011).
for time“ Ansatzes besteht darin, den räum- dem Modell für die Vergangenheit kleine Wegen der großen Unsicherheiten der
lichen Zusammenhang zwischen Nieder- Abflüsse etwas überschätzt und große Ab- Klimaszenarien wurde als Alternative die
schlag, Lufttemperatur und Abfluss zu ana- flüsse unterschätzt, aber insgesamt ist die Sensitivität des Abflusses auf Änderungen
lysieren, und diesen für die Abschätzung Genauigkeit dieses sehr einfachen Modells in Niederschlag und Lufttemperatur mit
der zeitlichen Veränderungen des Abflus- gut. Die Koeffizienten des so angepassten Hilfe dieses Ansatzes berechnet. Der Vor-
ses heranzuziehen. Erwartet man in Zu- Modells spiegeln die räumlichen Relatio- teil ist dabei, dass die Sensitivitätsanalyse
kunft für ein Gebiet z. B. eine Zunahme von nen von Abflussänderungen aufgrund von auf der Analyse beobachteter Daten be-
Lufttemperatur und Niederschlag, so ver- Änderungen in Niederschlag und Lufttem- ruht und somit unabhängig von den Unsi-
gleicht man dieses Gebiet mit einem ande- peratur in Österreich wider. Diese Relatio- cherheiten der Klimaszenarien ist. Die Er-
ren Gebiet, das bereits jetzt eine höhere nen können nun nach dem Prinzip „tra- gebnisse sind in Abbildungen 5 für
Lufttemperatur und einen höheren Nieder- ding space for time“ verwendet werden, Änderungen des Niederschlags (Zeilen)
schlag besitzt. Die Unterschiede im Abfluss um zukünftige Abflussänderungen auf- und der Lufttemperatur (Spalten) darge-
zwischen diesen beiden Gebieten geben ei- grund der Änderungen in Niederschlag stellt. Eine Erhöhung der Lufttemperatur
nen Hinweis auf mögliche zukünftige Än- und Lufttemperatur aus den Klimaszena- alleine von 1 °C (T = +1, N = 0) bewirkt eine
derungen des Abflusses in dem ursprüngli- rien abzuschätzen. Für das CLM-ECHAM5- Reduktion des mittleren jährlichen Ab-
chen Gebiet. Zur Anwendung des „Trading A1B Klimaszenario (2021–2050 im Ver- flusses um 3 % in den Alpen und um 10 %
space for time“ wurde in dieser Studie das gleich zum Zeitraum 1976–2006, Schöner im Flachland im Osten Österreich. Tritt
Modell nach Turc (1961) verwendet, bei et al. 2011) ergibt dieses Verfahren im Nor- gleichzeitig eine Zunahme des Nieder-
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Abb. 7: Trend der Jahresmittelwerte der Grundwasserstände für Österreich, basierend auf Auswertungen der Jahresreihe 1976 bis 2006. Stationen mit
mindestens 20 Jahren Beobachtung des Hydrographischen Dienstes. Blaue Kreise: steigende Trends, Rote/gelbe Kreise: fallende Trends, kleine weiße
Kreise: Trends nicht signifikant.
schlags um 5 % auf (T = +1, N = +5), erhöht 10 % (T = +2, N = –10, rechts oben in Abb. 5) Niederschlags und der Lufttemperaturen
sich der Abfluss um 5 % in den Alpen und nimmt der Jahresabfluss in den Alpen um reagiert als der Abfluss in der Alpenregion.
um ca. 3 % im Flachland. Dieser Fall ent- 20 % und im Flachland um bis zu 40 % ab.
spricht den mittleren durch das Klima- Für den Fall keiner Änderung der Lufttem- 2.5. Zusammenschau der Ansätze
modell CLM für 2021–2050 im Vergleich peratur und einer Zunahme des Nieder-
zu 1976–2006 berechneten Werten und schlags um 10 % (T = 0, N = +10, links unten Die vier unterschiedlichen Methoden zur
entspricht damit den Ergebnissen in Ab- in Abb. 4) nimmt der Jahresabfluss in den Abschätzung der zukünftigen Abflussent-
bildung 3. Die Übereinstimmung nach Alpen um 10 % und im Flachland um wicklung in Österreich unterscheiden
diesen beiden Methoden stützt die Ge- mehr als 20 % zu. Das stimmt mit dem Er- sich stark in den zugrunde liegenden Da-
samtvorgangsweise und das Ergebnis, gebnis des Elastizitätsansatzes (Abb. 4 ten und Modellannahmen. Durch die Zu-
dass die Änderungen des mittleren jährli- oben) überein. Da die Datenbasis der bei- sammenschau der Ergebnisse der einzel-
chen Abflusses vermutlich klein sein wer- den Methoden unterschiedlich ist (Elasti- nen methodischen Ansätze kann deshalb
den. Treten allerdings größere Änderun- zität: zeitliche Schwankungen, trading- die Zuverlässigkeit der Aussagen erhöht
gen in der Lufttemperatur und im space-for time: räumliche Schwankungen werden. Eine schematische Gegenüber
Niederschlag auf – was nicht auszuschlie- der Daten), stützen sich die konsistenten stellung der Ergebnisse der einzelnen
ßen ist – könnte sich das wesentlich stär- Größenordnungen der Ergebnisse gegen- Methoden ist in Abbildung 6 dargestellt.
ker auf den mittleren Jahresabfluss aus- seitig. Insgesamt lassen die Ergebnisse Zusammenfassend lässt sich sagen, dass
wirken. Für den Fall einer Zunahme der klar erkennen, dass der Abfluss im Flach- sich, obwohl in den letzten drei Jahrzehn-
Lufttemperatur um 2 °C und einer gleich- land (Osten und Südosten Österreichs) ten im Mittel über Österreich die Nieder-
zeitigen Abnahme des Niederschlags um wesentlich sensitiver auf Änderungen des schläge gestiegen sind, der Abfluss auf-
Tabelle 3
Prozent der Messstellen in Österreich mit steigendem bzw. fallendem Trend des Grundwasserstandes.
1955–2006 (min. 40 Jahre) 1976–2006 (min. 20 Jahre)
Anteil d. Messstellen [%] mit Anteil d. Messstellen [%] mit
steigendem nicht signif. fallendem steigendem nicht signif. fallendem
Trend Trend Trend Trend Trend Trend
Jahresmittel 11 51 38 12 70 18
Jahresminima 17 55 28 24 65 11
Jahresmaxima 7 61 32 14 74 12
Mann-Kendall Test, Signifikanzniveau 5 %
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originalarbeit
men (Trinkwasser, landwirtschaftliche
Bewässerung, …) bzw. Veränderungen an
Oberflächengewässern beeinflusst. So
lässt beispielsweise eine Erhöhung der
Niederschlagssummen im Herbst und
Winter auf eine erhöhte Grundwasser-
neubildung im Frühjahr schließen, wo-
durch meist auch von einem erhöhten
quantitativen Grundwasserdargebot aus-
gegangen werden kann. Da die Grund-
wasserverhältnisse sehr stark von der lo-
kalen hydrogeologischen Situation
abhängen und die vorliegende Studie
eine regionale Differenzierung anstrebt,
wurde auf Szenarienrechungen verzich-
tet, und den Trendanalysen ein größerer
Stellenwert gegeben. Mit Trendanalysen
der Grundwasserstände und Grundwas-
sertemperatur für die letzten 30 (1976–
2006) bzw. 50 (1955–2006) Jahre kann das
bisherige Verhalten in den beobachteten
Porengrundwasservorkommen beschrie-
ben werden. Ein Vergleich dieses Verhal-
tens mit der Klimaentwicklung in diesen
Abb. 8: Trend der Jahresmittelwerte der Grundwasserstände für den Osten Österreichs, basierend
auf Auswertungen der Jahresreihe 1976 bis 2006. Legende siehe Abb. 6. Zeiträumen sowie dem projizierten zu-
künftigen Klima erlaubt es, Aussagen
grund größerer Verdunstung kaum Klimasimulationen und sind mit der der- über die zukünftige Entwicklung der
geändert hat. Regional zeigen sich Unter- artigen Simulationen eigenen Unsicher- quantitativen Grundwasserverhältnisse
schiede mit fallenden Abflusstrends im heit behaftet. in den österreichischen Porengrundwas-
Süden und in Vorarlberg und steigenden Unabhängig von der Analyse der Aus- servorkommen abzuleiten. Diese Vorge-
Jahresabflüsse im östlichen Alpenraum. wirkungen des Klimawandels auf die Ab- hensweise wurde in ähnlicher Weise bei
Für den Zeitraum 2021–2050 im Vergleich flüsse muss bei der Entwicklung von Maß- Studien zum Klimawandel in der BRD
zu 1976–2006 sind die Änderungen des nahmen zur Klimaanpassung immer (Willems 2008, Simon 2009) und in der
mittleren jährlichen Abflusses vermut- beachtet werden, dass die natürliche Vari- Schweiz (Kipfer und Livingstone 2008)
lich kleiner als 5 %. Die Zusammenschau abilität des mittleren jährlichen Abfluss angewendet.
deutet auf eine mögliche Abnahme des zwischen den Jahren deutlich größer ist
mittleren jährlichen Abflusses im Osten als die zufolge Klimaänderung erwarteten 3.1. Trendanalysen
und Südosten hin. In diesem Teil Öster- Änderungen.
reichs reagiert der mittlere jährliche Ab- Die Vorteile der Trendanalysen bestehen
fluss auch sensitiver auf Änderungen des 3. Grundwasser darin, dass sie auf die tatsächlich beobach-
Niederschlags und der Lufttemperatur teten Daten (Vergangenheit) aufbauen.
als im Alpenraum. Er ist also vulnerabler. Aussagen über die Auswirkungen der Kli- Solche Beobachtungsdaten enthalten alle
Für den Zeitraum 2021–2050 ist eine maänderungen auf die quantitativen Veränderungen an einer Messstation sum-
deutliche Verschiebung des Abflusses in- Grundwasserverhältnisse können durch marisch, womit geänderte Grundwasser-
nerhalb des Jahres zu erwarten, nämlich die Analyse der Veränderungen bei den nutzungen, Änderungen in der Landnut-
eine Erhöhung der Winterabflüsse um ca. Mechanismen der Grundwasserneubil- zung, wasserbauliche Maßnahmen oder
20 % in ganz Österreich (mit Ausnahme dung getroffen werden. Die natürliche auch die Klimavariabilität (natürlich und/
des Südens), eine Abnahme des Früh- Neubildung im Grundwasser erfolgt oder anthropogen) in diesen Daten enthal-
jahrsabflusses im Osten und eine Ab- durch die Tiefensickerung von Nieder- ten sind. Eine Trennung der Einflüsse hin-
nahme des Sommerabflusses im Westen. schlägen und der Infiltration aus Oberflä- sichtlich geänderter Grundwasserentnah-
Diese Aussagen basieren auf den CLM chengewässern und wird durch Entnah- men oder wasserbaulicher Maßnahmen ist
Tabelle 4
Prozent der Messstellen in Österreich mit steigenden bzw. fallenden Trend der Grundwassertemperatur.
Grundwassertemperatur 1955–2006 (min. 20 Jahre) 1976–2006 (min. 10 Jahre)
Anteil d. Messstellen [%] mit Anteil d. Messstellen [%] mit
steigendem nicht signif. fallendem steigendem nicht signif. fallendem
Trend Trend Trend Trend Trend Trend
Jahresmittel 68 31 1 60 38 2
Mann-Kendall Test, Signifikanzniveau 5 %
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meist möglich, wohingegen sich die Ein- für die Periode 1976–2006 Daten von 2114 (mittlerer Trend +1,5 cm/Jahr). Bemer-
flüsse von Landnutzung und Klima nur Messstellen. Zusätzlich wurden die mittle- kenswert ist weiters, dass sich bei den Jah-
schwer aus den Grundwasserdaten ablei- ren jährlichen Grundwassertemperaturen resminima das Verhältnis zwischen fallen-
ten lassen. Trendanalysen haben den ausgewertet. Für die Periode 1955–2006 dem und steigendem Trend in den letzten
Nachteil, dass sie den Trend für ein be- standen Daten von 112 Messstellen zur 30 Jahren gegenüber einer Betrachtung
stimmtes Zeitfenster angeben und dieser Verfügung, für die Periode 1976–2006 Da- der letzten 50 Jahre umgedreht hat, also
zeitlich stark schwanken kann. So kann das ten von 255 Messstellen. Abbildung 7 zeigt deutlich weniger Messstellen (11 %) einen
Auftreten von Jahrzehnten mit hohen die Ergebnisse der Trendanalysen der fallenden Trend aufweisen. Ähnliches gilt
Grundwasserständen, je nach Lage in der mittleren jährlichen Grundwasserstände. für die Jahresmaxima, wenn auch in weni-
Beobachtungsreihe, den Trend entschei- Ein Wert der Änderung von 0,05 bedeutet ger ausgeprägter Weise. Bei den Minima
dend beeinflussen, wodurch die Aussage- etwa einen Anstieg des Grundwasserstan- und Maxima sind die Einflüsse des Klimas
kraft solcher Trends eingeschränkt sein des von 5 cm pro Jahr. In Abbildung 8 ist und anthropogener Effekte in vielen Regi-
kann (Blaschke 2003). Als weitere physika- als Detail das östliche Bundesgebiet dar- onen kaum zu trennen.
lische Größe wurde das Verhalten der gestellt. In Tabelle 3 ist die Anzahl der Eine regionale Betrachtung der Trends
Grundwassertemperatur untersucht, wo- Messstellen mit steigendem bzw. fallen- (Abb. 7 und 8) führt zu der folgenden In-
bei aufgrund der Datenlage mit deutlich dem Trend der mittleren, minimalen und terpretation: Die Abnahme der Winter
weniger Messstellen und kürzeren Zeitrei- maximalen jährlichen Grundwasser- und Frühjahrsniederschläge in der Peri-
hen gearbeitet werden musste. stände zusammengefasst. ode 1976–2007 von Vorarlberg über Kärn-
Die Methodik der Trendanalyse ent- Die Auswertungen der Zeitreihen 1976 ten, Südsteiermark, Burgenland bis zur
spricht dem für den Abfluss (Kapitel 2.1 bis 2006 zeigen, dass bei 18 % der 2114 be- Donau (Abb. 2 in Blöschl et al. 2011a) spie-
dieses Beitrages) bzw. für Hoch- und Nie- trachteten Grundwassermessstellen die gelt sich auch in einer Abnahme der Jah-
derwasser (Blöschl et al. 2011a) verwen- Jahresmittelwerte des Grundwasserstan- resmittelwerte der Grundwasserstände in
deten Verfahren. Die Trendanalysen wur- des einen signifikant fallenden Trend auf- vielen Messstellen dieser Regionen wie-
den mittels des Mann-Kendall-Test unter weisen. Der Trend betrug im Mittel –2 cm/ der. Der in den Sommer- und Herbstnie-
Entfernung der Autokorrelation durchge- Jahr. 12 % der Messstellen weisen einen si- derschlägen teilweise vorhandene posi-
führt (Yue et al. 2003, Burn und Hag Elnur, gnifikant steigenden Trend auf mit einem tive Trend kann den fallenden Trend in
2002). Das Signifikanzniveau wurde zu je- durchschnittlichen Trend von +2,5 cm/ den Grundwasserständen nicht kompen-
weils 5 % an den beiden Enden der Vertei- Jahr. Betrachtet man die Periode 1955– sieren. Die Abnahme der Abflüsse im Sü-
lung gewählt. Die jährlichen mittleren, 2006, so weisen deutlich mehr Messstellen den und Südosten (Abb. 1) zeigen sich
maximalen und minimalen Grundwasser- (38 %) einen signifikant fallenden Grund- auch in einer Abnahme des Grundwas
stände wurden für zwei Perioden ausge- wasserstand auf (mittlerer Trend –2 cm/ serstandes in den gewässernahen Grund-
wertet. Für die Periode 1955–2006 standen Jahr). Demgegenüber weisen nur 11 % ei- wasservorkommen. Inwieweit hier eine
Daten von 645 Messstellen zur Verfügung, nen signifikant steigenden Trend auf Überlagerung der Ursachen durch die er-
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öwaw © Springer-Verlag 1-2/2011 39originalarbeit
richteten Flusskraftwerke gegeben ist,
müsste in Detailuntersuchungen analy-
siert werden. Im Grundwasservor
kommen Parndorfer Platte und Seewinkel
können die fallenden Trends im Grund-
wasserstand (Abb. 7) auch mit dem Ein-
fluss von Grundwasserentnahmen (z. B.
für landwirtschaftliche Bewässerung) zu-
sammenhängen. Auffallend ist die starke
Zunahme der Grundwasserstände im Sü-
den des Südlichen Wiener Beckens im
Zeitraum 1976–2006, welche auf eine Er-
höhung der Abflüsse im alpinen Bereich
zurückgeführt wird. Erhöhte Abflüsse und
Niederschläge in den Zentralalpen im
Zeitraum 1976–2006 lassen auch eine Zu-
nahme des Grundwasserdargebotes in
den Karst- und Kluftgrundwasservorkom- Abb. 9: Trend der Jahresmittelwerte der Grundwassertemperatur für Österreich, basierend auf
men erwarten (diese wurden hier jedoch Auswertungen der Jahresreihe 1976 bis 2006. Stationen mit mindestens 10 Jahren Beobachtung des
Hydrographischen Dienstes. Große Kreise rot: steigende Trends, Große Kreise blau: fallende Trends,
aufgrund unzureichender Datenlage nicht kleine Kreise: Trends nicht signifikant.
untersucht). Auswertungen der Langzeit-
entwicklung des Grundwasserstandes zei- Wien Studie 2011). Die Szenarienrech- Grundwassertemperatur stark durch die
gen, dass das Trendverhalten in aufeinan- nungen mit dem Klimamodell CLM lassen lokale hydrogeologische Situation beein-
derfolgenden Dekaden (1961–70, 1971–80, für den Zeitraum 2021–2050 gegenüber flusst wird. Bei durchlässigen Untergrund-
1981–90, 1991–00, 2001–2006) häufig ent- 1976–2006 eine Abnahme der Winternie- verhältnissen kann die Jahresschwankung
gegengesetzt ist (Blaschke 2003). Dies derschläge im Süden erkennen (ZAMG/ der Lufttemperatur ca. 8–10 m in den Un-
zeigt deutlich den Einfluss des gewählten TU-Wien Studie 2011). Damit ist mit einer tergrund eindringen. Dementsprechend
Zeitfenstern auf die Ergebnisse der Trend- Abnahme der Grundwasserneubildung unterscheiden sich Grundwasserleiter mit
analyse. und damit der Grundwasserstände für geringem und großem Flurabstand sowie
Das Ergebnis der Trendanalysen hin- den Süden Österreichs (Kärnten, Steier- nach den Eigenschaften der Überdeckung.
sichtlich der Jahresmittelwerte der Grund- mark) zu rechnen. Andererseits zeigen Der Median der Neigung der Regressions-
wassertemperatur ist in Abbildung 9 und diese Modellrechnungen, dass durch die geraden beträgt 0,5 °C, wobei sie bei vielen
Tabelle 3 zusammengefasst. In 60 % der Zunahme der Winterniederschläge in den Stationen zwischen 0,2 und 1,0 °C pro
Messstellen ist die Grundwassertem Alpen und nördlich der Alpen in diesem 1,0 °C Lufttemperaturzunahme liegt. Aus
peratur in den letzten 30 Jahren signifikant Teil Österreichs eher eine Zunahme der den Klimamodellen wird eine Zunahme
angestiegen. In nahezu keiner Station ist Grundwasserneubildung zu erwarten ist. der mittleren Lufttemperatur um ca. 1 °C
sie signifikant gesunken. Die Zunahmen Durch die vermutlich geringe Zunahme bis 2050 erwartet. Dementsprechend
in den letzten 30 Jahren waren zum Teil er- der Niederschläge und die erwartete Tem- dürfte die Grundwassertemperatur um 0,2
heblich. In den meisten Messstellen lagen peraturerhöhung sind in den nieder- bis 1 °C für 2021–2050 gegenüber 1976–
sie zwischen 0,3 und 1,2 °C. Die Zunahme schlagsarmen Regionen im Osten Öster- 2006 zunehmen.
der Grundwassertemperaturen ist auf die reichs eher sinkende Grundwasserstände
Zunahme der Lufttemperatur (Er wahrscheinlich. Prognosen über eine Än- 4. Zusammenfassung und
wärmung von oberflächennahem Grund- derung in den Grundwasserständen ein- Konsequenzen
wasser) und die Zunahme der Wasser zelner Messstellen sind jedoch nach dem
temperatur in Oberflächengewässern derzeitigen Kenntnisstand nicht möglich, Klimaänderungen finden in der Regel
(Infiltration von Wasser ins Grundwasser) da diese von den lokalen Verhältnissen in- nicht abrupt statt und deshalb ist auch
zurückzuführen. klusive der anthropogenen Eingriffe ge- eine langfristig ausgerichtete Strategie der
prägt werden. Bewirtschaftung der Wasserressourcen
3.2. Auswirkungen des Klimawandels Um eine Auswirkung zukünftig höhe- sinnvoll. Dabei sind Einflüsse, die nicht
auf das Grundwasser rer Lufttemperaturen auf die Grundwas- durch das Klima bedingt sind, wie Bevöl-
sertemperaturen abzuschätzen wurde für kerungsentwicklung, Landnutzung, Ener-
Die konkreten Aussagen über den mögli- jede Station eine Regressionsrechnung gieverbrauchsentwicklung, etc. in die
chen Einfluss des Klimawandels auf die zwischen der beobachteten mittleren Überlegungen mit einzubeziehen, da
quantitativen Grundwasserverhältnisse in jährlichen Grundwassertemperaturen diese gesellschaftspolitisch verursachten
Österreichs Porengrundwasservorkom- Zeitreihe 1976 bis 2006 und den mittleren Veränderungen häufig größere Effekte für
men erfolgen auf Basis der zu erwarten- jährlichen Lufttemperaturen durchge- die Wasserbewirtschaftung nach sich zie-
den Veränderungen in den Einflussgrößen führt. Die Neigung der Regressionsgerade hen als Klimaänderungen.
der Grundwasserneubildung aus den Be- gibt darüber Aufschluss, im welchem Aus- Die für 2021–2050 im Vergleich zu
rechnungen der Klimamodelle (Lufttem- maß eine Zunahme der Grundwassertem- 1976–2006 zu erwartenden Änderungen
peratur, Niederschlag) und der hydrologi- peraturen zu erwarten ist. Die Neigung der zufolge Klimawandel im mittleren jähr
schen Modellierungen (mittlerer Abfluss, Regressionsgerade streut stark zwischen lichen Wasserdargebot der Oberflächen-
Niederwasserabfluss) (siehe ZAMG/TU- den Stationen. Das bedeutet, dass die wasser sind vermutlich klein. Aus Sicht
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einer österreichweiten Bilanz ist zu er fentlichen Interesses ist dabei verstärkt der Bestimmung des Wasserdargebots
warten, dass die erhöhte Verdunstung im einzufordern. Zur Erfüllung dieser Aufga- nicht ausreichend ist, sollten Messstellen
Wesentlichen durch erhöhten Nieder- ben ist das Grundwasserstandsmessnetz eingerichtet werden, die die aktuelle Ver-
schlag ausgeglichen wird. Es handelt sich zumindest beizubehalten und hinsicht- dunstung direkt messen (Eddy Correla-
dabei um eine mittelharte Aussage. Da die lich der Grundwassertemperatur in inten- tion). Die vorliegende Studie zeigte auch,
natürliche Variabilität des mittleren jährli- siv genutzten Gebieten auszubauen. Stei- dass es schwierig ist, anthropogene Ein-
chen Abflusses zwischen den Jahren deut- gende Grundwasserstände könnten in flüsse und den Klimaeinfluss auf das Was-
lich größer als die zufolge Klimaänderung Gebieten mit schon derzeit bestehenden serdargebot zu trennen. Hier genauere
für 2021–2050 zu erwartenden Änderun- Problemen durch Kellervernässungen Einblicke – sowohl auf lokaler als auch re-
gen ist, erscheinen aus österreichweiter diese verstärken (weiche Aussage). Eine gionaler Ebene – zu gewinnen wäre eine
Sicht nicht grundsätzlich andere Bewirt- Überprüfung der Bebauungsvorschriften lohnende Zielrichtung zukünftiger Unter-
schaftungsmaßnahmen in Hinblick auf und eine Berücksichtigung bei der regio- suchungen. Dafür ist sowohl eine solide
das Wasserdargebot der Oberflächenwas- nalen Raumplanung könnte in diesen Fäl- Datenbasis als auch eine Modellierung
ser notwendig. Regional kann es aber len notwendig werden. mit unterschiedlichen Methoden notwen-
durchaus zu Unterschieden kommen, die Methodisch haben diese Untersuchun- dig. Im Kern der Untersuchungen müssen
Handlungsbedarf bewirken. Ebenso kann gen gezeigt, dass es sinnvoll ist, bei Kli- Aussagen über die Vorhersagbarkeit von
es jahreszeitlich zu deutlichen Verschie- maimpaktanalysen verstärkt die Mecha- zukünftigen Änderungen stehen. Wie in
bungen kommen. Im Detail handelt es nismen von Änderungen zu untersuchen, Blöschl et al. (2011a) detailliert dargestellt,
sich bei diesen Verschiebungen um wei- anstatt nur auf die Größe der Änderungen unterscheidet die von der Zentralanstalt
che bis mittelharte Aussagen. Die Sensiti- abzuzielen. Der weit verbreitete Szenari- für Meteorologie und Geodynamik und
vität des mittleren jährlichen Abflusses auf enansatz ist wegen der großen Unsicher- die Technische Universität Wien durchge-
Änderungen des Niederschlags und der heiten problematisch. Alternative Vor- führten Studie (ZAMG/TU-Wien Studie
Lufttemperatur ist im Flachland (beson- gangsweisen (Elastizität, Trading space for 2011) nach harten/mittelharten/weichen
ders im Osten und Südosten) wesentlich time) können die Aussagekraft erhöhen. Aussagen. Das ist eine tragfähige Vor-
größer als im Alpenraum (harte Aussage). Insbesondere ist jedoch die Vulnerabilität gangsweise, da sie erlaubt, wesentlich ro-
Den Flachlandregionen des Ostens und der Wasserressourcen in Hinblick auf Än- bustere Handlungsempfehlungen abzu-
Südostens ist deshalb aus wasserwirt- derungen des Klimas eine wichtige Größe leiten als dies ohne diese Unterscheidung
schaftlicher Perspektive besonderbe Auf- zur Entscheidung über Anpassungsstrate- möglich ist.
merksamkeit zu schenken. Das sind auch gien an den Klimawandel für Österreichs
die Regionen Österreichs, die schon jetzt Wasserwirtschaft. Wenn auch die Ände- Danksagung
relativ geringe Abflussspenden aufweisen rungen der zukünftigen Wasserressourcen
und in den letzten Jahren teilweise abneh- nicht im Detail prognostiziert werden Diese Studie wurde im Auftrag des BM-
mende Tendenzen des Abflusses zeigten. können, so belegt etwa die höhere Sensiti- LFUW Sektion VII und der wasserwirt-
Durch die vermutlich geringe Zu- vität des mittleren jährlichen Abflusses auf schaftlichen Abteilungen der Ämter aller
nahme der Niederschläge und der er Änderungen des Klimas im Osten und Landesregierungen Österreichs durchge-
wartenden Temperaturerhöhung sind in Südosten die höhere Vulnerabilität im führt. Die Hydrographischen Daten wur-
den niederschlagsarmen Regionen im Os- Vergleich zum Westen. den durch das Hydrographische Zentral-
ten Österreichs eher sinkende Grundwas- Um tragfähige Aussagen über die zeitli- büro zur Verfügung gestellt. Diese
serstände zu erwarten (weiche Aussage). che Entwicklung der Wasserressourcen Publikation zeigt auch Ergebnisse des Pro-
Die Herausforderungen der Grund machen zu können, ist eine fundierte Da- jektes Predictability of runoff in a chan-
wasserwirtschaft sind insbesondere in tenbasis essentiell. Die bestehenden hyd- ging environment (ÖAW). n
den Porengrundwasservorkommen durch rologischen Datenreihen (insbesondere
zunehmende Nutzungsansprüche (Spit- Niederschlag, Abfluss, Grundwasser-
Korrespondenz:
zenbedarfdeckung beim Trinkwasser, Be- stand, Wannenverdunstung, Wassertem- Alfred Paul Blaschke
wässerungsbedarf der Landwirtschaft) zu peratur) sollten durch Digitalisierung der Ralf Merz
Juraj Parajka
erwarten. Dazu wird eine Intensivierung derzeit nur auf Papier vorliegenden Daten José Luis Salinas
wasserwirtschaftlichen Planung mit un- verlängert werden und die Aussagekraft in Günter Blöschl
Technische Universität Wien
terschiedlichen regionalen Strategien Hinblick auf Trends durch Homogenisie- Institut für Wasserbau und Ingenieurhydrologie
notwendig werden. Die Deckung des rung verbessert werden. Da die derzeitige Karlsplatz 13/222
1040 Wien
Trinkwasserbedarfes im Sinne eines öf- Kenntnis der aktuellen Verdunstung bei E-Mail: blaschke@hydro.tuwien.ac.at
öwaw © Springer-Verlag 1-2/2011 41Sie können auch lesen
