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TP 3.1: Bemessungsabflüsse

Ziel dieses Teilprojektes ist die Prognose von Hochwasserbemessungsabflüssen für die Zukunft. Dabei wurden /werden die im folgendem dargestellten Arbeitsschritte durchgeführt.

Zur Einschätzung bereits sichtbarer Veränderungen erfolgte zuerst eine Trendanalyse von Abflüssen für langjährig beobachtete Pegel in Niedersachsen (Haberlandt et al., 2010). Es zeigten sich überwiegend negative Trends für die Sommerhochwasser, die für ca. 30% aller Pegel signifikant sind und überwiegend positive Trends für Winterhochwasser, die jedoch nur für ca. 7% aller Pegel signifikant sind (Abbildung 1).

Für die Prognose zukünftiger Änderungen wurde eine modifizierte Version des hydrologischen Modelles HBV ausgewählt. Es erfolgte zunächst eine Auswahl von 9 gut beobachteten mesoskaligen Teilgebieten im Aller-Leine-Einzugsgebiet, welche die unterschiedlichen hydrologischen Bedingungen im Untersuchungsgebiet repräsentieren. Sämtliche Daten für diese Gebiete wurden aufbereitet und HBV entsprechend parametrisiert.

Das Modell wurde in einem ersten Schritt auf die beobachtete Ganglinie der Gegenwart Vor-kalibriert. Wegen der konzeptionellen Struktur des hydrologischen Modells ist allerdings eine Re-Kalibrierung auf die beobachtete Extremwertverteilung erforderlich (Abbildung 2). Als Input für die Re-Kalibrierung dienten Klimamodelldaten der REMO Kontrollläufe mit einer Zeitreihenlänge von 50 Jahren.

Die Datenlage bezüglich beobachteter Extremabflüsse ist nicht für alle Untersuchungsgebiete ausreichend. Daher wurden im Zuge des Projektes existierende Regionalisierungsstrategien validiert und neue Ansätze entwickelt.

In den nächsten Arbeitsschritten werden die Bemessungsabflüsse der Gegenwart und der Zukunft für die Gesamtauswahl an Untersuchungsgebieten abgeleitet. Anschließend werden durch den Vergleich der gegenwärtigen und zukünftigen Bemessungsabflüsse kritische Gebiete identifiziert und Anpassungsmaßnahmen vorgeschlagen.

Abb.1: Anzahl der positiven (+) und negativen (-) Trends für 88 Abflusspegel in Niedersachsen (Reihe: 1966 – 2005); HQ – Scheitelabfluss, nQ75 – Anzahl der Ereignisse > 75%-Quantil, MQ – mittlerer täglicher Abfluss, NM7Q – niedrigster Abflussmittelwert über 7 Tage (signifikante Trends zum Signifikanzniveau von 5% sind blau markiert).

Abb.2: Extremwertverteilung für den Pegel Derneburg, links vor-kalibriert, rechts re-kalibriert. Aus NA-Modellierung abgeleitete Verteilungsfunktionen mit 95%-Konfidenzintervallen. (Rot: Beobachtung; Grau: REMO).

Leitung: Prof. Dr.-Ing. U. Haberlandt
Bearbeiter: M. Wallner
Institut für Wasserwirtschaft, Hydrologie und landwirtschaftlichen Wasserbau
Leibniz Universität Hannover

KLIFWA/TP 3.1