Das Niedrigwasser 2018 - Bundesanstalt für Gewässerkunde

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Das Niedrigwasser 2018 - Bundesanstalt für Gewässerkunde
Das Niedrigwasser 2018
Das Niedrigwasser 2018 - Bundesanstalt für Gewässerkunde
Inhalt
                                                            Kurzfassung                                  3
                                                            Die zeitliche Entwicklung …                  4
                                                            Die Auswirkungen des Niedrigwassers 2018     8
                                                            Niedrigster Pegelstand der letzten Jahre?
                                                            Neuer Rekord?                               13
Herausgeber:                                                Tiefere Pegelstände bedeuten nicht immer
Bundesanstalt für Gewässerkunde
Am Mainzer Tor 1 • Postfach 20 02 53
                                                            niedrigere Wassermengen                     14
56002 Koblenz
                                                            Mit Information Auswirkungen lindern:
Tel.: 0261 1306-0 • Fax: 0261 1306-5302                     die Rolle der BfG                           16
E-Mail: posteingang@bafg.de • Internet http://www.bafg.de
                                                            Niedrigwasser 2018 – ein Vorbote?           18
Stand: Februar 2019
DOI: 10.5675/BfG-Niedrigwasserbroschuere_2018               Wasserspiegel – Pressespiegel               21
Das Niedrigwasser 2018 - Bundesanstalt für Gewässerkunde
Kurzfassung

Das Jahr 2018 war von einer      standes. Die Schifffahrt beein-    Ökonomische Auswirkungen
anhaltenden Trockenheit geprägt. trächtigende Tiefstände wurden     hatte vor allem der geringe
In der Folge sanken die Fluss-   daher dort erst Mitte November     Rheinwasserstand, der zu
wasserstände im Jahresverlauf    erreicht. Vielerorts fielen die    niedrigeren Lademengen auf
stark ab. Nach einem feuchten    Wasserstände auf historische       den Binnenschiffen und damit
Winter mit großen Schneemengen Niedrigwasserstände an den           zu Lieferengpässen führte. Das
in den Alpen wurden die durch-   Pegeln. Die Abflüsse waren         Niedrigwasser beeinflusste auch
schnittlichen monatlichen        ebenfalls extrem niedrig,          die Industrie: Aufgrund der
Niederschlagsmengen seit März    brachten jedoch keine Rekorde.     hohen Wassertemperaturen in den
2018 nicht mehr erreicht. Von    Die Abflüsse des Extremjahres      Flüssen mussten Einleitungen
April an regnete es bundesweit   2003 wurden erreicht oder          von warmem Wasser in die
nur noch etwa halb so viel wie   unterschritten.                    Flüsse begrenzt werden. Neben
im langjährigen Mittel. Als      Von den großen Bundeswasser-       der geringen Wassermenge
Konsequenz sanken zunächst im straßen (BWaStr) waren                waren vor allem die hohen
Norden und Osten Deutschlands, insbesondere Weser und Elbe          Wassertemperaturen und die
später im Süden und Westen       betroffen: Den schifffahrtsrele-   damit einhergehende Ver-
die Wasserstände der Flüsse.     vanten Niedrigwasserstand          schlechterung der Wasserqualität
Im Mittel- und Oberrhein         unterschritten z. B. die Weser     problematisch. Der „Hitze-
verzögerten Schnee- und          in 80 %, die Elbe in 90 % aller    sommer“ 2018 beeinflusste auch
Gletscherschmelzwasser ein       Tage zwischen Juni und De-         die Biologie in den Flüssen:
Absinken des Rheinwasser-        zember 2018.                       Blaualgenblüten in der Mosel

                                                                                                       3
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sowie großer Wärmestress für         allen BWaStr halfen insbeson-     weise erheblich häufiger auftreten
    diverse Arten von Fischen und        dere den Schiffern und Logisti-   werden. Insbesondere durch
    Wirbellosen waren die Folge.         kern die maximal mögliche         eine voraussichtlich frühere und
    Erst Anfang Dezember zeichnete       Transportmenge zu bestimmen,      verringerte Schneeschmelzen und
    sich eine Besserung der Niedrig-     anzupassen oder nach Ersatzlö-    gegen Ende des Jahrhunderts
    wassersituation ab.                  sungen zu suchen. Untersu-        ausbleibende Gletscherschmelze
                                         chungen der BfG zeigen, dass      sind neue Herausforderungen für
    Die aktuellen Wasserstände und       mit dem Klimawandel solche        das BWaStr-Management
    die Mehrtagesvorhersagen auf         Niedrigwasserphasen möglicher-    abzusehen.

    Die zeitliche Entwicklung …

    Das Jahr 2018 war insgesamt          und Westen Deutschlands. Die
    durch geringe Niederschlags-         andauernde Trockenheit beein-
    mengen geprägt. Insbesondere         trächtigte im Jahresverlauf
    ab dem Juni wurden große             zunehmend die Binnenschiff-
    Niederschlagsdefizite verzeichnet.   fahrt. Kleinere Regenmengen
    In der Folge sanken die Fluss-       brachten keine dauerhafte
    wasserstände ab. Als erstes          Entlastung. Ab dem Spätsommer
    betroffen waren die Fließge-         führte die fortschreitende
    wässer im Norden und Osten,          Trockenheit zu neuen histori-
    später auch die Flüsse im Süden      schen Pegeltiefständen.

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Juni                                             Juli                                            August

                                   + 2,0°                                             + 2,3°                                                      + 2,4°

                                        – 40 %                                             – 52 %                                                          – 45 %

     Stand: 29.06.2018                                Stand: 26.07.2018                                  Stand: 31.08.2018

                 September                                           Oktober                                       November

                                   + 2,6°                                             + 1,5°                                                      + 0,8°

                                        – 36 %                                             – 55 %                                                          – 70 %

     Stand: 27.09.2018                                Stand: 25.10.2018                                  Stand: 29.11.2018
                                                                                                                    Niederschlagsabweichung [%]
 Mittlerer Wasserstand   Niedriger Wasserstand   Hoher Wasserstand      Kein aktueller Wasserstand
                                                                                                     1       25        50              75           100         125

Abb. 1: Pegelstände, Abweichungen der Monatsniederschlagssummen und mittleren Monatstemperaturen vom langfristigen Mittelwert (1981–2010).
         Daten PegelOnline (WSV) und Deutscher Wetterdienst (DWD)

                                                                                                                                                                      5
Das Niedrigwasser 2018 - Bundesanstalt für Gewässerkunde
Juni                  Juli                         August                        September                        Oktober                     November
                                  650   1                                         2                                           3                                4                    5
                                  600
                                  550
                                  500
                                  450   Oberrhein/Maxau                                                                                                                   41% Tage Juni – Nov unter GIW*
                                                                                                                                                                         
                                  400
                                  350
                                  300

                                  500
                                  450
                                  400
                                  350
                                  300
                                        Niederrhein/Duisburg-Ruhrort                                                                                                      67% Tage Juni – Nov unter GIW*
                                  250
                                  200
    Wasserstände in cm am Pegel

                                  150

                                  400

                                  350

                                  300   Donau/Hofkirchen                                                                                                                  67% Tage Juni – Nov unter RNW*
                                  250

                                  200

                                  160

                                  140

                                  120
                                        Weser/Vlotho                                                                                                                      83% Tage Juni – Nov unter GIW*
                                                                                                                                                                         
                                  100

                                  100
                                   90
                                   80
                                                                                                                                                                          93% Tage Juni – Nov unter GIW*
                                                                                                                                                                         
                                   70   Elbe/Magdeburg
                                   60
                                   50

         Abb. 2: Zeitliche Entwicklung der Wasserstände (durchgezogene Linie) ausgewählter Flüsse und des jeweiligen pegelspezifischen Niedrigwasser-
                 richtwerts (gestrichelte Linie). Vorläufige Daten. Daten WSV, Abbildung BfG

        * GlW (Gleichwertiger Wasserstand) und RNW (Regulierungsniedrigwasserstand) sind flussspezifische Richtwerte. Sie haben große Bedeutung als Bezugsgrößen für die Unterhaltung freifließender Wasserstraßen
          sowie für die Schifffahrt, insbesondere bei Niedrigwasser. Sinkt der Pegel unter diese Richtwerte, nehmen der mögliche Tiefgang und damit die Frachtkapazität der Schiffe typenabhängig ab.

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Das Niedrigwasser 2018 - Bundesanstalt für Gewässerkunde
1 Nach einem milden und regenreichen Herbst und Winter 2017         4 Der sehr trockene Oktober
folgte 2018 ein warmes und trockenes Frühjahr. Die Monate März      führte zu einer deutlichen
bis Juni 2018 waren bundesweit durchgehend zu trocken und           Verschärfung der Situation:
mild. Anfang des Jahres führten die Flüsse noch größere Mengen      Historische Tiefststände der
Schneeschmelzwasser. An den Flüssen Elbe und Oder stellte sich      Pegel wurden lokal erreicht.
rasch Niedrigwasser ein, da es in diesen Regionen bereits seit      Der Pegel des Oberrheins fiel
2014 unterdurchschnittlich geregnet hatte und sich natürliche       nun beständig unter den schiff-
Wasserspeicher schnell leerten. Der Wasserstand der Elbe fiel       fahrtsrelevanten Richtwert (GlW).
daher schon im Juni auf einen die Schifffahrt beeinträchtigenden
Wert ab.                                                             5  Nach kurzen Regenfällen,
                                                                    die an Mittelrhein und Donau für
 2  Die überdurchschnittlich warmen und trockenen Wochen            eine kurze Entspannung sorgten,
dauerten im Juli und August an. Regionale, kurze (Gewitter-)        führte der sechst-trockenste
Regenfälle führten zu keiner Entspannung. Die Flusswasserstände     November seit 1901 zum aber-
sanken weiter und großräumig ab: An Weser, Donau und Nieder-        maligen Absinken der Pegel-
rhein fielen sie unter die flussspezifischen Richtwerte. Nur der    stände. Erst Anfang Dezember
staugeregelte Oberrhein und der Mittelrhein hielten zunächst noch   konnten wieder steigende Pegel
einen Mindestwasserstand.                                           registriert werden. Anhaltende
                                                                    Niederschläge müssen nun die
 3  Regen, der vor allem im Süden Deutschlands fiel, führte zu      leeren Grundwasser- und Boden-
einer leichten Besserung der Niedrigwassersituation, insbesondere   speicher füllen, bevor weniger
an Donau und Oberrhein. Die Wasserstände an Elbe, Weser und         schwankende Wasserstände zu
Niederrhein blieben gering.                                         erwarten sind.

                                                                                                        7
Die Auswirkungen des Niedrigwassers 2018

    Verschlechterte                                                  So werden u. a. das Algenwachs-                       Die überdurchschnittlichen
    Wasserqualität                                                   tum gefördert und Einleitungen                        Lufttemperaturen ließen die
    Bei niedrigen Abflüssen wird die                                 z. B. aus Abwasserbehandlungs-                        Wassertemperaturen auf die
    Wasserqualität in BWaStr auf                                     anlagen und der Industrie                             zweithöchsten Temperaturwerte
    unterschiedliche Art beeinflusst:                                weniger verdünnt.                                     nach 2003 ansteigen. Für viele
                                                                                                                           der im Rhein lebenden Fisch-
                                                                                      Abfluss                              und Wirbellosenarten sind 25°C

                                                                                                   Trübung [TE/F]
    Abfluss [m3/s]

                                                                                      Trübung
                                                                                                                           Wassertemperatur ein kritischer
                                                                                                                           Wert. 2018 wurde im Rhein bei
                                                                                                                           Koblenz an 31 aufeinanderfol-
                                                                                                                           genden Tagen dieser Wert
                               Jun              Jul         Aug           Sep   Okt      Nov
                                                                                                                           überschritten (Abb. 3); normaler-
                                                                                                                           weise sind es nur 9 Tage. An

                                                                                                   Wassertemperatur [°C]
                        Kritische Wassertemperatur
    Sauerstoff [mg/l]

                                                                                                                           Elbe und Oder wurde mit 17 und
                                                                                                                           16 Tagen über 25°C jeweils ein
                        Kritische Sauerstoffkonzentration
                                                                                                                           neuer Rekordwert der letzten 20
                                                             Sauerstoff
                                                                                                                           Jahre erreicht. Die Sauerstoffge-
                                                             Temperatur

                               Jun              Jul         Aug           Sep   Okt      Nov
                                                                                                                           halte (blau) blieben beim Rhein
      Abb. 3: Zeitliche Entwicklung von Abfluss (blau), Trübung (grau), Sauerstoffgehalt (grün) und                       und weiteren BWaStr allerdings
              Temperatur (rot), auf täglicher Basis während der Niedrigwasserphase (Juni – Dezember                        deutlich oberhalb der für Fische
              2018). Abfluss vom Pegel Kaub, Daten WSV. Übrige Werte vom Rhein bei Koblenz,
               Daten BfG. Abbildung BfG                                                                                    kritischen Marke von 4 mg/l.

8
Binnenschiff mit Containern am Rhein. Foto: Dr. Sebastian Kofalk, BfG

An Oder, Unterer Havel und Tideelbe wurden jedoch kurzfristig           Eingeschränkte
kritische Werte (bis 3,5 mg/l) aufgezeichnet. Ein besonderes            Binnenschifffahrt
Phänomen des sommerlichen Niedrigwassers in Rhein und Mosel             Binnenschiffe konnten aufgrund
war das Auftreten von Algenblüten. Diese Algen bewirkten eine           der niedrigen Wasserstände ihre
erhöhte Trübung des Rheinwassers im August. Üblicherweise treten        Ladekapazität nicht ausschöpfen
hohe Trübungswerte sonst bei höheren Abflüssen und damit verbun-        und nur mit geringer Auslastung
denem höherem Sedimenttransport auf.                                    fahren. Allein im August sanken
                                                                        die Frachtzahlen um 21 %1. So
An der Mosel führte eine über zwei Monate andauernde Blaualgen-         kam es zu Umschlagseinbußen
blüte zu Nutzungseinschränkungen beim Wassersport, da diese             bei vielen Häfen (z. B. Mann-
Organismen gesundheitsgefährdend sein können.                           heim –42 %)2.

                                                                                                          9
Das Großkraftwerk Mannheim. Foto: Immanuel Giel, CC BY 3.0

     Laut der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes       von knapp 1 Mio. Euro. Fährbe-
     (WSV)3 wurden in den Schleusen Iffezheim (–23,6 %), am Wesel-       triebe an Rhein und Elbe
     Datteln-Kanal (–24,9 %) und am Main (Schleuse Kostheim,             mussten teilweise ihren Betrieb
     21,8 %) deutlich weniger Ladung verschifft als im Vorjahr. Zudem    einstellen oder auf Schwerlast-
     wurden weniger Frachtschiffe geschleust (13,8 %, 12 % und           transporte verzichten sowie
     20,6 %). Eine erste Abschätzung des Instituts für Weltwirtschaft    bauliche Maßnahmen und
     (IfW) zur Wirkung des Niedrigwassers ergab eine Reduktion der       Baggerarbeiten vornehmen4.
     Produktionszuwachsrate in Deutschland um 0,5 Prozentpunkte im
     3. und 4. Quartal1. Drastisch betroffen waren neben den Ausflugs-
     schiffen vor allem Fährbetriebe. Allein an der Mittelrheinstrecke
     ergab sich nach ersten Schätzungen für diese Branche ein Schaden

10
Ölvorratstanks im Hamburger Hafen. Foto: Dirtsc, CC BY 3.0

Lieferengpässe/                                  orte stromaufwärts des Mittelr-     reserven der Bundesregierung.
Energiewirtschaft                                heins (z. B. BASF TDI-Produkti-     Zudem mussten mehrere Kraft-
Die Bedeutung der Bundes-                        on5). Allein der BASF in            werke entlang des Rheins ihre
wasserstraßen für die Industrie                  Ludwigshafen entstand durch die     Stromproduktion drosseln.
wurde durch das Niedrigwasser                    Folgen des Niedrigwassers ein       Betroffen war u. A. das Kern-
einmal mehr ersichtlich. Auf-                    Verlust von 250 Mio. €6. Auch       kraftwerk Philippsburg sowie die
grund von Lieferengpässen                        die allgemeine Treibstoffzulie-     Kohlekraftwerke Bergkamen,
mussten einige Fabriken ihre                     ferung war eingeschränkt. Dies      Walsum, Mannheim, Rheinhafen
Produktion drosseln oder zeit-                   führte neben hohen Preisen an       Dampfkraftwerk. Ursächlich
weise aussetzen. Besonders                       Tankstellen zur Freigabe von        hierfür waren Lieferengpässe und
betroffen waren Industriestand-                  Teilen der strategischen Energie-   erhöhte Wassertemperaturen7.

                                                                                                                        11
Tourismus/Bildung
     Die Auswirkungen des Niedrig-
     wassers auf den Tourismus
     waren zwiespältig: Kreuzfahrt-
     und Ausflugsschiffe mussten
     zeitweise ihren Betrieb einstellen
     und Bustransporte organisieren.
     Andererseits führten die Rekord-
     niedrigwasserstände zu einer
     Art „Niedrigwassertourismus“.
     So war beispielweise der Mäuse-
     turm bei Bingen für einige
     Wochenenden für Besucher zu
     Fuß erreich- und begehbar.
     Dagegen musste die Schule auf
     der Rheininsel Nonnenwerth
     wegen der niedrigwasserbeding-
     ten Einstellung des Fährbetrie-
     bes an Land verlegt werden.

     Der Mäuseturm bei Bingen erfuhr im Sommer
     2018 einen großen Besucherzustrom.
     Foto: Dr. Klaus Wendling, Ministerium für
     Umwelt, Energie, Ernährung und Forsten
     Rheinland-Pfalz

12
Niedrigster Pegelstand der letzten Jahre? Neuer Rekord?

Je nach Standort wurden neue Rekordniedrigwasserstände am                                                                       niedrige Abflüsse gemessen, sie
Pegel erreicht (in Abb. 4 linker Maßstab je Fluss). Beispiele sind                                                              erreichten aber keine Rekord-
die Elbe in Magdeburg oder der Rhein bei Köln (nicht abgebildet).                                                               werte. Dargestellt sind hier die
Diese Rekorde besitzen jedoch wenig Aussagekraft, da sich die                                                                   Rekordstände von Wasserstand
Flusssohle über die Jahrzehnte stark ändern kann. Der objektivere                                                               und Abfluss für die eisfreien
Wert für Aussagen über Niedrigwasser ist die abfließende Wasser-                                                                Monate Mai bis November
menge (in Abb. 4 rechter Maßstab). In 2018 wurden zwar extrem                                                                   2018.
         Oberrhein/Maxau                                          Weser/Vlotho                              Elbe/Magdeburg                               Donau/Hofkirchen
   26.11.2018                    1971                           1911               1964                     1976                1930,              2004, 2009                23.08.2018
                 310

                          480

                                 1921                                                                       1935                19.09.2018

                                                                                                                                                                 180
                                                                                                                                                                             1998
                                                                                                            2003

                                                                                                                          130
         1911                    1906                                                                                           1964                                         1959, 2003

                                                                              36
         1962                                                                      1904                                         1935

                                                                                                                                                                       240
                                                                                                                                                         1962                1962
                          460

                                 1985

                                                                       95

                                                                                                                    65
         1907                                                                      1949                                         1952
                 300

                                 1949
         1972                    1962                                                                                                                    1934                1934
                                                                                   1921                     1952
         1959                                                                                                                                            1949                1949
                                                                                                            2016
                          440

                                                                              34

                                                                                                                          120
                                                               1934                23.10.2018

                                                                                                                                                                       230
                                 1972, 26.11.2018

                                                                                                                                                                 175
                                                                                                                                1921

                                                                                                                    60
                 290

                                                                                                            1947                                         1972
                                 1959
                                                                                                                                                         2015
                          420

                                 2003
                                                                       90

         1900
                                                                              32

                                                               1976                1934
                                                                                                            1964

                                                                                                                                                                       220
                 280

                                                               1964                                                             1911                     1998

                                                                                                                          110
                                                                                                                    55
                                                                                   1959
                          400

         1921                                             23.10.2018                                                            1934
                                                                              30

                                                                                                                                                                 170
                                                                       85
                          380

         1906                                                   1959

                                                                                                                                                                                          PNP: Pegelnullpunkt
                 270

                                                                                                                                                                       210
                                                                                                            2015                1947                23.08.2018

                                                                                                                    50

                                                                                                                          100
                          360

                                                                                                            1934
                                                                              28
                 260

                                                                                                                                                                       200
         1947                    1947                           1991               1911               19.09.2018                1904                     2003                1947
Wasserstand [cm ü. PNP]         Abfluss [m³/s]      Wasserstand [cm ü. PNP]    Abfluss [m³/s]   Wasserstand [cm ü. PNP]     Abfluss [m³/s]   Wasserstand [cm ü. PNP]     Abfluss [m³/s]

Abb. 4: Vergleich der Rekordwasserstände am Pegel (über Pegelnullpunkt (PNP)) mit den Rekordabflüssen während der eisfreien Monate an
         ausgewählten Flüssen jeweils seit Aufzeichnungsbeginn (blau: Werte und Daten 2018). Vorläufige Daten. Daten WSV, Abbildung BfG

                                                                                                                                                                                                                13
Tiefere Pegelstände bedeuten nicht immer niedrigere Wassermengen

     Wie sind die Unterschiede in den                  durchflossene Flussquerschnitt        so derselbe Abfluss, aber ein
     Rekordwerten zwischen Pegel                       sowie die Strömungsgeschwin-          tieferer Wasserstand am Pegel
     und Abfluss zu erklären?                          digkeit. Im skizzierten Beispiel      erreicht.
     Ein niedrigerer Pegelstand                        liegt der aktuell durchflossene
     bedeutet nicht zwangsläufig auch                  Flussquerschnitt (rote Umran-         Solche Sohlveränderungen sind
     einen niedrigeren Wasserabfluss,                  dung) tiefer als im früheren          in allen deutschen Flüssen zu
     da sich die Flusssohle zwischen-                  Zustand (graue Umrandung), da         beobachten. Am Pegel Vlotho/
     zeitlich verändert haben könnte.                  sich die Flusssohle ins Flussbett     Weser (siehe Abb. 4) wurde der
     Maßgeblich zur Bestimmung                         eingetieft hat. Bei gleicher          Rekordniedrigwasserstand 1991
     des Abflusses sind vor allem der                  Strömungsgeschwindigkeit wird         gemessen, obwohl der Abfluss
                                                                                             höher als der Rekordwert von
                                                                                             1911 lag. Hier hat sich das
                                                                                             Flussbett folglich eingetieft.
                                           Mittlerer Abfluss                                 Um korrekte Abflüsse messen
                     Niedrigstand alt                                                        zu können, wird daher das
                      Niedrigstand 2018                                                      Verhältnis zwischen Wasser-
                                                                                             stand und Abfluss laufend durch
                                    alte Flusssohle                                          die WSV untersucht und die
                                                                aktuelle Flusssohle          Berechnungen der Wassermenge
                                                                                             aus dem Pegel (Wasserstands-
     Abb. 5: Schematische Darstellung der Wirkung der Sohlerosion auf den aufgezeichneten
              Wasserstand an einem Pegel.                                                    Abfluss-Beziehungen) angepasst.

14
Foto: Dr. Sebastian Kofalk, BfG

                                  15
Mit Information Auswirkungen lindern: die Rolle der BfG

     Einen (vielfältigen) Blick in       der Nutzung von Flusswasser für   komplexen Modellketten unter
     die Zukunft wagen                   industrielle Prozesse oder zur    Nutzung umfangreicher Echtzeit-
      Um mit den Niedrigwasserbedin-     Trinkwassergewinnung unterstüt-   daten. Während Niedrigwasser-
      gungen bestmöglich umzugehen       zend eingesetzt werden.           phasen werden zudem regelmä-
      und vorausschauend agieren zu                                        ßig Niedrigwasserberichte von
      können, sind Echtzeitüberwa-       Die Wasserstandsmessungen und     der BfG veröffentlicht.
      chungen der Wasserstände und       verkehrsbezogenen Vorhersagen
      deren Vorhersagen elementar:       für die Bundeswasserstraßen       Für die Vorhersagen werden Mess-
      Durch diese Informationen          werden über die Plattformen       daten sowie Wettermodelldaten
      können insbesondere die Lade-      PEGELONLINE und ELWIS             (Abb. 6) mit einer Vielzahl von
      menge der Schiffe und damit        (Elektronischer Wasserstraßen-    Einzelvorhersagen in ein hydrolo-
      auch die Transportwege und         Informationsservice) der WSV      gisches Modell zur Bestimmung
     -zeitpunkte optimiert werden.       publiziert. Die BfG entwickelt    der Abflussmenge gespeist. Diese
      Zudem ermöglichen sie eine         und pflegt an die jeweilige       werden in einem hydraulischen
      längerfristige Transportkapazi-    Wasserstraße angepasste Vorher-   Modell in Wasserstände um-
      tätsplanung und eine Optimie-      sagesysteme und betreibt diese    gerechnet und schließlich mit
      rung der Lagerhaltung bei der      gemeinsam mit der WSV, um         statistischen Modellen optimiert
      verladenden Wirtschaft. Schließ-   tagesaktuelle Informationen       und interpretiert. Die Vielzahl an
      lich können diese Echtzeitinfor-   kontinuierlich bereitzustellen.   Methoden und Modellen ist erfor-
      mationen für Planungen im          Die verschiedenen Vorhersage-     derlich, um die variierenden Un-
     Wasserstraßenmanagement, bei        produkte der BfG basieren auf     sicherheiten in den verschiedenen

16
Vorhersagehorizonten zu minimieren und zu kommunizieren. Während für kurz- bis mittelfristige Vorhersa-
gen die Angabe absoluter Werte (einschließlich Unsicherheitsbereich) möglich ist, erfolgt eine prototypische
6-Wochen-Vorhersage in fünf Kategorien (von „niedriger“ bis „höher“ als im langjährigen Mittel).

 Meteorologische Vorhersagen                                          Modelle                            Wasserstands- und Abflussvorhersagen
                                                                                                   a. deterministische Kurz- bis Mittelfristvorhersagen
              ARPA-SIM                                             Hydrologische                                                   Pegel Kaub
                                                                                                                      Wasserstandsvorhersage vom 12.12.2018
        (20 Einzelvorhersagen)                                        Modelle

            ECMWF/DWD
        (51 Einzelvorhersagen)
                                                                   Hydraulische
                                                                     Modelle

              Messdaten

           Meteorologische
          und hydrologische                                   Statistische Modelle
             Messdaten
                                                                                                   b. wahrscheinlichkeitsbasierte 10-Tages-Vorhersage
c. kategorisierte 6-Wochen-Vorhersage (experimentell, weiterhin                                                    Probabilistische Vorhersage – Pegel Kaub

    Gegenstand von Forschung und Entwicklung)
                   0%                                                     6%      14 %
                        4%    20 %                     22 %                              35 %
                                       47 %      6%            25 %       2%
    100 %               0%
                               29 %              2%         45 %                  43 %

    29.11.18–05.12.18        06.12.18–12.12.18        13.12.18–19.12.18        20.12.18–26.12.18
                        6%      10 %
       10 %                                               langjähriger Erwartungswert
    12 %    29 %                       29 %       etwas niedriger                niedrig
 0%                          8%

                                                                                    hoch           Abb. 6: F
                                                                                                            lussdiagramm des Vorhersageverfahrens an der BfG
         49 %                     47 %                     normal
                                                                                                           zur Erzeugung von drei unterschiedlichen Vorhersa-
    27.12.18–02.01.19        03.01.19–09.01.19                       etwas höher                           geprodukten.

                                                                                                                                                                17
Niedrigwasser 2018 – ein Vorbote?

     Spüren wir die Auswirkun-           (Jetstream) liegen. Die seit       wesentlich geringer ausfallen als
     gen des Klimawandels oder           Jahrzehnten beobachteten           gegenwärtig und dann insbe-
     handelt es sich um ein              steigenden Temperaturen und die    sondere in der herbstlichen
     normales Wettergeschehen?           Poleisschmelze führen zu einer     Trockenphase fehlen.
     Niedrigwasserphasen hat es          Verminderung dieses Höhen-
     schon immer gegeben. In             windes. Im Zuge des Klima-         Über diese allgemeinen
     Deutschland traten sie in der       wandels ist daher anzunehmen,      Schlussfolgerungen hinaus hat
     ersten Hälfte des 20. Jahrhun-      dass mit zunehmender Tempe-        die BfG bereits umfangreiche
     derts (z. B. 1921, 1947) häufiger   ratur solche Trockenphasen         und detaillierte Untersuchun-
     auf. Sie sind die Folge eines       häufiger auftreten können.         gen zu den Auswirkungen des
     normalen zentraleuropäischen                                           Klimawandels auf die BWaStr
     Wettergeschehens. Solch geringe     Die negativen Auswirkungen auf     durchgeführt. Im Rahmen des
     sommerliche Niederschlags-          die Abflüsse könnten dabei sogar   behördenübergreifenden
     mengen wie 2018 werden durch        noch zunehmen: 2018 profitierten   Ressortforschungsprogramms
     sogenannte atmosphärische           insbesondere Rhein und Donau       KLIWAS (www.kliwas.de) des
     Blocksituationen hervorgerufen.     von überdurchschnittlichen         Bundesministeriums für Ver-
     Dabei wird ein zentrales Hoch-      Wassermengen aus der Schnee-       kehr und digitale Infrastruktur
     druckgebiet nicht durch Tief-       und Gletscherschmelze. Beide       wurde auch die mögliche
     druckgebiete abgedrängt. Die        Anteile an der gesamten ab-        Niedrigwasserentwicklung im
     Ursache hierfür kann in einem       fließenden Wassermenge werden      21. Jahrhundert bestimmt.
     verminderten Höhenwind              i.d.R. Ende des Jahrhunderts       Die Abbildung 7 verdeutlicht –

18
60
                                                                                                     beispielhaft für den Mittelrhein-
Summe von Unterschreitungstagen   50
                                                                                                     pegel Kaub – wie die Anzahl an
                                                                                                     Tagen, an denen ein Niedrig-
                                  40
                                                                                                     wasserkennwert (Q95) unter-
                                                                                                     schritten wird, langfristig
                                  30                                                                 zunimmt. Dargestellt sind für
                                                                                                     drei Zeithorizonte der Mittel-
                                  20                                                                 wert sowie die untere und obere
                                                                                                     Grenze einer Bandbreite, die
                                  10                                                                 sich aus der Verwendung
                                                                                                     unterschiedlicher Klimaszenari-
                                  0                                                                  en ergibt. Wie sich die Wahr-
                                          1961–1990        2021–2050          2071–2100              scheinlichkeit für das Auftreten
                                       AOGCM/RCM-trocken   AOGCM/RCM-feucht     Ensemblemittel       von Niedrigwasserereignissen
Abb. 7: Projizierte Anzahl der Unterschreitungstage des 95 %-Perzentils (Q95) der Tagesmittel des
         Abflusses am Pegel Kaub für das Ensemblemittel (grauer Balken) sowie eine trockene
                                                                                                     in Zukunft verändern wird, ist
         (grün) und eine feuchte (blau) Projektion im Vergleich zu dem Referenzzeitraum 1961–1990.   Gegenstand aktueller Forschung.

                                                                                                                                         19
Der DAS – Basisdienst als          größer und noch gesellschafts-     der Deutschen Anpassungs-
     Werkzeug für zukünftige            relevanter. Eine verbesserte und   Strategie an den Klimawandel
     Herausforderungen                  umfangreichere Datengrundlage      (DAS), der nicht nur die
     Vor dem Hintergrund eines sich     für Entscheidungen ist für         Wasserstände, sondern eine
     ändernden Klimas mit häufigeren    mögliche Anpassungen unab-         Vielzahl an Informationen für
     Extremereignissen, werden die      dingbar. Daher ist die Entwick-    die Nutzer, Anrainer und
     Herausforderungen für die          lung eines Basisdienstes           Manager der BWaStr bereit-
     BWaStr-Nutzer und -Manager        „Klima und Wasser“ im Rahmen        stellt, von großer Bedeutung.

     Foto: Dr. Sebastian Kofalk, BfG

20
Wasserspiegel – Pressespiegel

Viele Menschen besitzen einen engen Bezug zu ihren heimischen Gewässern. Das Niedrigwasser 2018
wirkte sich in unterschiedlicher, teils weitreichender Weise auf den Lebensalltag der Bürger aus.
Dementsprechend groß war das mediale Interesse an den Auswirkungen der anhaltenden Trockenphase
im vergangenen Jahr. Die nachfolgende Abbildung verdeutlicht am Beispiel der Öffentlichkeitsarbeit
der BfG das Presseecho im Verlauf der Niedrigwasserperiode.
                                         30                                                                                                         440
                                                                                         BfG Experte:           BASF: „Rhein aufstauen“
                                                                                      „Extremereignis“
Anzahl der digitalen Pressefundstellen

                                                                                                         „Gletscherschmelze wird fehlen“            420
                                         25
                                                        Hitzestress

                                                                                                                                                             Wasserstand Pegel Maxau
                                                                                                                 „Tomaten und Melonen

                                                                                                                                                              [cm über Pegelnullpunkt]
                                                         für Fische                                                 wachsen im Rhein“               400
                                         20
                                                                                                                                                    380
                                         15
                                               GLW, Maxau                                                                                           360
                                                                                                                   „Spritpreise steigen“
                                         10
                                                                                                                                                    340
                                                                                                                                             „Rheinpegel
                                                                                                                                           steigen wieder“
                                          5                                                                                                         320

                                          0                                                                                                         300
                                              29

                                                    30

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                                                                                         46

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                                                                                   oc

                                                                                   oc

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                                                                                  W

                                                                                  W

                                                                                  W

                                                                                  W

                                                                                  W

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                                                                                  W

                                                                                  W

                                                                                  W

                                                                                  W

                                                                                  W

                                                                                  W

                                                                                  W

                                                                                  W
Abb. 8: Anzahl der digitalen Pressefundstellen, in denen die BfG im Jahr 2018 genannt wurde                                 Thema Niedrigwasser
         im Vergleich zu den Wassertemperaturen und Wasserständen in Kaub am Rhein.
                                                                                                                             Thema Wassertemperatur
        Verschiedene Themen in der Presse wurden in blau und kursiver Schrift als „Zeitmarken“
        und Erklärungsansätze hinzugefügt.                                                                                   Wasserstand Maxau

                                                                                                                                                                                         21
Quellen:

     1.	Ademmer, M., J. Boysen-Hogrefe, S.Fiedler, D.Groll, N .Jannsen, S.Kooths und G. Potjagailo (2018).
         Aufschwung stößt an Grenzen–Belebung nur temporär. Kieler Konjunkturberichte 50(2018|Q4).
         Institut für Weltwirtschaft, Kiel (Kasten 1: 15–18)

     2.	Binnenschifffahrt online, 14.11.18: Niedrigwasser lässt Umschlag in Mannheim absacken, unter:
         https://binnenschifffahrt-online.de/2018/11/haefen-wasserstrassen/5277/niedrigwasser-laesst-
         umschlag-in-mannheim-absacken/

     3.	Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes, Jahresbilanz 2018 für den Rhein vorgelegt.
         Pressemitteilung, 05.12.2019

     4.	Deutscher Fährverband, mdl. Aussage Michael Maul, Vorstandsvorsitzender, 14.12.18

     5.	Reuters Nachrichten, 26.11.2018: BASF stellt TDI-Produktion im Ludwigshafen wegen Niedrigwasser
         ein, unter: https://de.reuters.com/article/deutschland-basf-idDEKCN1NV1L0

     6.	SWR Aktuell, 8.12.2018: BASF macht Millionenverluste durch Niedrigwasser, unter:
         https://www.swr.de/swraktuell/rheinland-pfalz/ludwigshafen/Ludwigshafen-BASF-mit-riesigem-
         Schaden-durch-Niedrigwasser,meldung-21360.html

     7.	ZDF, Frontal21, Sendung vom 27.11.2018: Manuskript: Deutschland auf dem Trockenen – Wie der
         Klimawandel unser Land trifft, unter https://www.zdf.de/assets/manuskript-deutschland-auf-dem-
         trockenen-100~original

22
Bundesanstalt für Gewässerkunde
     Am Mainzer Tor 1 • Postfach 20 02 53
     56002 Koblenz

     Tel.: 0261 1306-0 • Fax: 0261 1306-5302
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