Grundwasserbeeinträchtigung durch Klimawandel - KLIMZUG-Nord

Teilprojekt 1.2 Grundwasserbeeinträchtigung durch den Klimawandel im gezeitenbeeinflussten Elbegebiet – Quantifizierung der Wirkungszusammenhänge und Gegenmaßnahmen

Problemstellung:
Es ist zu erwarten, dass sich der Klimawandel in den tiefliegenden Gebieten des Elbtals auf die Grundwasserverhältnisse auswirkt. Klimawandelinduzierte Anstiege des Grundwasserspiegels führen zu flächenhafter Vernässung. Auch kann brackiges Elbwasser aufgrund des zu erwartenden Meeresspiegelanstiegs stärker in die Grundwasserressourcen eindringen.

Mit dem Projekt sollen die Wirkungszusammenhänge zwischen Klimawandel und Grundwasser quantifiziert werden. Darüber hinaus sollen Gegenmaßnahmen aufgezeigt werden, die zur optimalen Anpassung an die veränderten Verhältnisse führen. Es werden zwei Gebiete betrachtet: Das Stromspaltungsgebiet zwischen Norder- und Süderelbe (Wilhelmsburg) und das „Alte Land".

Vorgehensweise:
Die zu erwartenden klimawandelbedingten Veränderungen im Boden- und Grundwasser sowie die erforderlichen Gegenmaßnahmen werden mit Hilfe numerischer Modelle untersucht.
Grundlage dafür sind die Kenntnis des geologischen Aufbaus des Untergrundes sowie die räumliche Verteilung der Strömungs- und Transportparameter.
Als Randbedingung für die hydraulischen Modellierungen werden projizierte Elbewasserstände sowie Modellergebnisse verschiedener Klimamodelle für den Zeitraum bis 2100 herangezogen.
Unter Verwendung des Bodenwasserhaushaltsmodells SWAP  und der Grundwassermodellierungssoftware Visual MODLFOW werden verschiedene zukünftige Entwicklungen von Wasserbilanzen, die sich einstellenden Grundwasserstände sowie Fließzeiten und die Salz-Süßwasserverlagerung berechnet.
Die grundsätzliche Klimasensitivität der Grundwassersysteme wird anhand von Parameterstudien untersucht. Dabei werden Faktoren und Parameter identifiziert, deren klimawandelbedingte Änderung maßgeblich zu einer signifikanten Beeinflussung des Grundwassersystems führen. Auf diese Weise wird die Verallgemeinerung und Übertragbarkeit auf andere Gebiete der Ergebnisse ermöglicht.

Teilprojekt 3.2 Anpassungsstrategien im Biosphärenreservat Niedersächsische Elbtalaue am Beispiel der Auenlebensräume

Problemstellung:
Die Funktionenvielfalt der Auenlandschaft spiegelt sich in dem dichten Beziehungsgeflecht wider, das aus landwirtschaftlichen Interessen, Anforderungen der Hochwasservorsorge, einer touristischen Nutzung und naturschutzfachlichen Belangen geknüpft ist. Insofern ist die grundlegende Fragestellung, wie der derzeit noch häufig sektoral und ressortspezifisch geprägte Umgang mit den Auenlebensräumen im Bezugsraum langfristig auf die klimainduzierten Rahmenbedingungen eingestellt und zu einem klimaangepassten integrierten „Flussauenmanagement“ weiterentwickelt werden kann, außerordentlich praxisrelevant und exemplarisch für komplexe Problemlagen im Umgang mit Kulturlandschaften.

Vorgehensweise:
    
Arbeitspaket hydro(geo)logische Folgen des Klimawandels

Die Untersuchungen im Labor- und Feldmaßstab werden durch numerische Simulationsmodelle für den Bodenwasserhaushalt ausgewertet. Auf diesem Wege werden die bodenhydraulischen Funktionen durch inverse Modellierung parametrisiert. Die dabei ermittelten van Genuchten Parameter werden zur bodenhydraulischen Charakterisierung der Standortgegebenheiten benutzt. Es werden anschließend numerische Prognosen des Bodenwasserhaushalts unter den veränderten Klimabedingungen durchgeführt. Für die veränderten Klimabedingungen werden Szenarien entwickelt, die auf bestehenden Klimaprojektionen basieren. Anhand dieser Szenarien kann unabhängig von zur Zeit vorhandenen Projektionen der Einfluss des Klimawandels in größerem Ausmaß untersucht werden.