Daniel Wurbs

Vergleichende Untersuchungen zu den Folgewirkungen von Klima- und Landnutzungsänderungen auf den Wasserhaushalt in Flusseinzugsgebieten

Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades doctor rerum naturalium (Dr. rer. nat.) vorgelegt an der Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
verteidigt am 15.10.2005

Abstract
Im Zusammenhang mit dem globalen Klimawandel konnten im 20.Jahrhundert für Teile Ostdeutschlands eine Erhöhung der Temperatur und der Rückgang der Sommerniederschläge registriert werden. Aufgrund der klimatisch-hydrologischen Situation und des sich seit 1990 vollziehenden Landnutzungswandels lassen sich daraus speziell für Sachsen-Anhalt tief greifende hydrologische Konsequenzen erwarten.
Die Folgewirkungen klimatischer Veränderungen auf den regionalen Wasserhaushalt wurden für die Flusseinzugsgebiete der Wipper (Harz) und Querne/Weida (Östliches Harzvorland) untersucht. Anhand eines vergleichenden Ansatzes ließen sich die Sensitivität von Landschaftsräumen unterschiedlicher natürlicher Ausstattung und Landnutzung gegenüber Klimaveränderungen analysieren und besondere Problemregionen identifizieren, die hinsichtlich der Wasserverfügbarkeit ein ausgesprochen hohes Konfliktpotenzial aufweisen. Diesbezüglich wurde vorrangig auf das Beispiel der Wiederentstehung des ehemaligen Salzigen Sees orientiert.
Die Umsetzung der vielfältigen Zielstellungen der Arbeit konnte durch die integrative Anwendung eines weiten Methodenspektrums realisiert werden. Hierzu zählten die Erstellung hydrologischer Modelle, die Integration und eigene Entwicklung regionaler Klimaszenarien sowie die Abschätzung der Bilanzsicherheit des Salzigen Sees anhand eines eigens entwickelten Wasserbilanzmodells.
Ein wesentliches Ergebnis der Arbeit ist die Erkenntnis, dass die natürlichen Voraussetzungen maßgeblich die Empfindlichkeit gegenüber klimatischen Veränderungen steuern und die hydrologische Sensibilität in den Gebieten zunimmt, die bereits gegenwärtig eine geringe Wasserverfügbarkeit aufweisen. Dies gilt in besonderem Maße für den Salzigen See, für den dringender Handlungsbedarf hinsichtlich der Sicherung von Wasserbilanzstabilität und Gewässerqualität in längeren Trockenperioden besteht. Langfristig ist durch eine Klimaveränderung von einer existenziellen Gefährdung des Gewässers und seines Abflusses auszugehen.

In connection with the climate change were registered an increase of the temperature and the decrease of summer precipitation during the 20th century for parts of East Germany. Because of the regional climatic and hydrological conditions and the land use changes carrying out since 1990 particularly for Saxony-Anhalt are to be expected hydrologic consequences.
The thesis was promoted by the German Federals Foundation of Environment (DBU). The effects of climate change on the regional water regime were examined in the catchment areas of Wipper (Harz region) and Querne/Weida (Östliches Harzvorland). Both regions differ in natural characteristics and land use. The sensibility of the study areas against climate change was analysed and regions of low water availability were identified by a comparison approach. Referring to this the investigation was oriented to made one example of the impending Salziger See.
To realize the aims of the study an integrative application of several methods and techniques was required. This includes the application of hydrological models, the integration and development of regional climate scenarios as well as the estimation of the stability of water balance based on a developed model for the Salziger See.
The sensibility of river basins against climate change is strongly influenced by the frame conditions. Primarily hydrological problems are to be expected where the water availability actually is low. There is a need for action here regarding the warranty of water regime and water quality during dry periods, primarily for the impending Salziger See. Long term, the permanent existence of the lake could be endangered by climate change.

Keywords:
Hydrologie, Landnutzung, Wasserhaushalt, Landnutzungsänderung, Klimawandel, Salziger See, Wipper, Weida, Hydrologische Modellierung, Klimaszenarien

hydrology, land use, water balance regime, land use change, climate change, Salziger See, Wipper, Weida, hydrological modelling, climate scenarios

Online-Dokument im PDF-Format (23.955 KB) mit integrierter Gliederung.
Dem Druckexemplar dieser Arbeit liegt eine CD-ROM bei (hier zum Download im ZIP-Format gepackt, 322 MB), deren Inhalt in Kapitel 9. Anlage beschrieben wird.

Inhaltsverzeichnis
Titelblatt, Inhaltsverzeichnis, Abbildungs-, Tabellen- und Abkürzungsverzeichnis (I-IX)
1. Einleitung (1-5)
2. Grundlagen und Stand der Forschung (6-13)
3. Einführung in die Untersuchungsgebiete (14-22)
4. Methodische Vorgehensweise (23-52)
5. Ergebnisse (53-115)
6. Zusammenfassung und Resümee (116-118)
7. Literatur- und Quellenverzeichnis (119-139)
8. Anhang (2, A1-A54)
9. Anlage siehe auch CD-ROM (hier zum Download im ZIP-Format gepackt, 322 MB),