Die Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) erstellt Abflussprojektionen für Pegel in den Einzugsgebieten von Donau, Elbe, Ems, Rhein und Weser und stellt diese als Beitrag und Grundlage zur Deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel (DAS) über den DAS-Basisdienst "Klima und Wasser" bereit. Die Projektionen fußen auf den Szenarien und Daten, die auch den Berichten des Weltklimarates zugrunde liegen. Diese globalen Klimadaten werden durch Europäische Wetterdienste und Klimaforschungsinstitute für Europa regionalisiert. Für Deutschland und die internationalen Einzugsgebietsanteile werden diese Daten durch den Deutschen Wetterdienst (DWD) ebenfalls im Rahmen des DAS-Basisdienstes aufbereitet. Die BfG setzt die hydrometeorologischen Größen (Lufttemperatur, Niederschlag, Globalstrahlung, Wind, relative Luftfeuchte) und deren für die Zukunft projizierten Änderungen mittels eines Wasserhaushaltsmodells in Tageswerte hydrologischer Größen (u.a. Abfluss) um. Die hier bereitgestellten Daten basieren auf einem Klimadatenfundus, der im Kontext des 5. IPCC-Sachstandsberichts (IPCC, 2013) durch das globale Coupled Model Intercomparison Project Nr. 5 (CMIP5, Meehl und Bony, 2011) und den europäischen Teil des Coordinated Regional Climate Downscaling Experiment (EURO-CORDEX, Jacob et al., 2014) sowie nationale Modellaktivitäten (ReKliEs-De, Hübner et al., 2017) generiert wurden. Die rohen Klimamodelldaten wurden durch die BfG einer grundlegenden Prüfung unterzogen (Nilson, 2021; Nilson et al., 2014) um unplausible Projektionen auszuschließen. Auf Basis dieser Prüfung ergeben sich somit Ensembles von 16 Abflussprojektionen für das Hochemissionsszenario RCP8.5, 11 Projektionen für das mittlere Szenario RCP4.5 und 10 Simulationen für das bzgl. klimaschutzfortgeschritten optimistische RCP2.6-Szenario. Die verbliebenen Klimaprojektionen wurden durch den DWD aufbereitet. Zu den Aufbereitungsschritten gehört eine multivariate Biasadjustierung (Cannon, 2018) auf Basis des hydrometeorologischen Referenzdatensatzes HYRAS (Tageswerte; z.B. Rauthe et al., 2013) sowie eine räumliche Disaggregierung auf das ebenfalls von HYRAS vorgegebene Raster von 5 km x 5 km. Auf dieser Grundlage wurden durch die BfG Simulationen mit dem Wasserhaushaltsmodell LARSIM-ME (Version 2019; Fleischer et al., in Vorber.) durchgeführt und in die bereitgestellten 37 Abflussprojektionen generiert. Die Projektionen sind u.a. in Teile der Klimawirkungs- und Risikoanalyse des Bundes für Deutschland eingeflossen (KWRA 2021). Die Veröffentlichung der nächsten Risikoanalyse ist für 2028 geplant (KRA 2028). Die Pflege und Weiterentwicklung der Modelle und Daten erfolgt kontinuierlich u.a. im Rahmen der Ressortforschung der Bundesministerien für Verkehr und Umwelt.
Der Datensatz zeigt den langfristigen Einfluss einer durch den Klimawandel veränderten Wasserführung auf die Konzentration von Stoffen in Fließgewässern bei Niedrigwasser. Hintergrund ist die Verdünnungswirkung der im Fluss vorhandenen Wassermenge. Alle weiteren Einflussgrößen auf die Stoffkonzentration (z. B. eingetragene Stofffracht, Stofftransport und -abbau) wurden dabei vereinfachend als unverändert angenommen. Die Bundesanstalt für Gewässerkunde erzeugt die Ergebnisse mit Hilfe von numerischen Berechnungsverfahren für 56 Standorte in den Einzugsgebieten von Donau, Elbe, Ems, Rhein und Weser. Diese Daten stehen als Beitrag und Grundlage zur Deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel (DAS) über den DAS-Basisdienst "Klima und Wasser" frei zugänglich zur Verfügung. Grundlage sind Abflussprojektionen der Bundesanstalt für Gewässerkunde, die ebenfalls im Rahmen des DAS-Basisdienstes frei verfügbar sind (Fleischer et al., 2025). Diese basieren ihrerseits auf globalen und regionalen Klimaprojektionen aus unterschiedlichen Projekten (Coupled Model Intercomparison Project Nr. 5 (CMIP5): Meehl und Bony, 2011; Coordinated Regional Climate Downscaling Experiment (EURO-CORDEX): Jacob et al., 2014; ReKliEs-De: Hübener et al., 2017). Die verwendeten Emissionsszenarien liegen auch den Berichten des Weltklimarates zugrunde. Für die Berechnung der langfristigen Änderungen der Stoffkonzentration wurde ein Ensemble von 16 Abflussprojektionen für das Hochemissionsszenario RCP8.5 berücksichtigt. Angegeben ist die relative Konzentrationsänderung im Vergleich zum Referenzzeitraum 1971-2000 als 30-jähriger gleitender Mittelwert für die Jahre 1971 bis 2099. Die zugrunde liegende Abflussmenge entspricht dem niedrigsten über 7 Tage gemittelten Abfluss in jedem Jahr (hier Wasserhaushaltsjahr von April bis März), der jeweils über 30 Jahre gemittelt wurde (Kennwert "MNM7Q").
Trockenheit und Hochwasser können schwerwiegende Auswirkungen haben, wenn sie in stark besiedelten Gebieten auftreten, eine grosse Region treffen oder wenn ein Trockenheitsereignis mit außergewöhnlichem Niedrigwasser abrupt von einem Hochwasser beendet wird. Geeignete Managementstrategien können helfen die mit Extremereignissen verbundenen negativen Auswirkungen zu minimieren und stützen sich auf zuverlässige Schätzungen der Häufigkeit und Grösse solcher Ereignisse. Ein ungelöstes Schlüsselproblem bei der Abschätzung von Extremereignissen ist die Quantifizierung der Wahrscheinlichkeit von Ereignissen in Regionen wo Abfluss durch Reservoir- oder Seeregulierung beeinflusst ist. Solch direkte menschliche Interventionen könnten nicht nur einzelne Hochwasser- und Trockenheitscharakteristika in individuellen Einzugsgebieten beeinflussen, sondern auch die Interaktion zwischen verschiedenen Charakteristika. Dieses Projekt hat zum Ziel unser Verständnis vom statistischen Verhalten multivariater hydrologischer Extreme in einer sich verändernden Welt zu verbessern, wo Abfluss zunehmend durch Speicherbewirtschaftung beeinflusst ist. Spezifische Ziele sind dabei (1) einen Datensatz von hydrologischen Extremen und menschlichen Einflüssen im Alpenraum zu erstellen, (2) den Einfluss von Speicherbewirtschaftung auf multivariate statistische Hochwasser- und Trockenheitseigenschaften zu quantifizieren, z.B. mehrere und regionale Charakteristika, Ereignistypen, die zeitliche Häufung von Ereignissen, und schnelle Trockenheits-Hochwasser Übergänge, und (3) den Effekt von Regulierungen auf lokale und regionale Gefahrenschätzungen zu bestimmen. Diese Ziele werden von einem Team angegangen, das sich aus der Projektleiterin, einer Doktorandin und einem GIS Spezialisten zusammensetzt. Der Fokus liegt auf den Quellgebieten der vier Hauptflüsse in den Zentralalpen, dem Rhein, der Rhône, der Donau, und dem Po, die essenziell sind für die Wasserversorgung in unterliegenden Gebieten und stark von Regulierung betroffen sind. Der Datensatz von Abflusszeitreihen und Gebietscharakteristika für die Regionen im Forschungsgebiet wird aus vielfältigen Quellen zusammengestellt. Um den Einfluss von Abflussregulierung auf hydrologische Extreme zu untersuchen, werden wir Hochwasser- und Trockenheitscharakteristika von natürlichen und regulierten Gebieten vergleichen. Um lokale und regionale Schätzwerte herzuleiten, werden wir Klassifizierungs- und Simulationsmethoden entwickeln, welche sich auf multivariate Häufigkeitsanalyse abstützen. Dieses Projekt wird neue Erkenntnisse zum Einfluss von Abflussregulierung auf statistische Trockenheits- und Hochwassereigenschaften und deren Zusammenhänge liefern und quantifizieren wie sich die Gefahr von Hochwassern und Trockenheit in regulierten Gebieten von jener in natürlichen Gebieten unterscheidet. Es stellt somit Informationen zur Verfügung, welche beim Fällen von Entscheidungen in einer vom Menschen veränderten Welt äußerst wichtig sind.
Die Internationale Kommission zum Schutz der Donau (IKSD) plant 2025 den 5. Joint Danube Survey (JDS 5) durchzuführen, um das Flussgebiet zu untersuchen und zu bewerten, auch mit neuartigen Forschungsansätzen. Der JDS setzt seit der ersten Kampagne Maßstäbe für den grenzüberschreitenden Gewässerschutz und innovative Forschung. Die regelmäßigen JDS machen es möglich, vergleichbare Informationen zur Wasserqualität in allen 14 Vertragsstaaten im Einzugsgebiet der Donau zu erheben, die Entwicklung des Zustands der Donau zu bewerten, wichtige Wissenslücken zu schließen und zur adressatengerechten Öffentlichkeitsarbeit beizutragen. Auf der IKSD-Minister*innenkonferenz 2022 wurden die wertvollen wissenschaftlichen Ergebnisse des JDS 4 hervorgehoben und die IKSD wurde um Vorbereitung des JDS 5 gebeten. Der JDS 5 wird Impulse der Forschung nutzen und für Wasserbehörden und Politik eine gemeinsame und vergleichbare Datengrundlage schaffen bspw. durch die Erfassung und Bewertung der Veränderung der biologischen Vielfalt (u.a. mit eDNA-Methoden) sowie durch Erprobung neuer Methoden des chemischen Monitorings, bspw. Target und Non-Target Screening Ansätze. Der geplante JDS 5 wird moderne datenwissenschaftliche Methoden testen und der digitalen Transformation der Gewässerbeobachtung neue Impulse geben. Der JDS 5 hat Schnittstellen zu der EU Zero Pollution Ansatz, der neuen Chemikalienstrategie für Nachhaltigkeit sowie dem Zero Pollution Action Plan und nationalen Wasserstrategien.
Das Projekt ist Teil des 'UNDP/GEF Danube Regional Project' zur Förderung der Umsetzung bezüglich Nährstoffreduktion und grenzüberschreitende Kooperation im Einzugsgebiet der Donau. Drei Teilbereiche werden bearbeitet: 1. Ermittlung der hydromorphologischen Belastungen und Beurteilung der Auswirkungen; 2. Entwicklung einer Gewässertypologie für den Donau-Strom und Definition von Referenzbedingungen; 3. Entwicklung eines Modells für die Klassifizierung des ökologischen Zustandes auf Basis des Makrozoobenthos in Zusammenhang mit der EU-Wasserrahmenrichtlinie.
Das Modell MoRE wurde auf die Jahre um 1880 angewandt, um die mittleren historischen Emissionen, Frachten und Konzentrationen von Stickstoff und Phosphor für Flusseinzugsgebiete, die in die deutsche Nord- und Ostsee einleiten, zu quantifizieren. Die historische Wasserbilanz wurde mit dem Modell LARSIM-ME abgeleitet und in MoRE integriert. Die Modellergebnisse ergänzen die historischen Modellergebnisse, die den bestehenden deutschen Zielkonzentrationen für Stickstoff am so genannten Übergabepunkt limnisch-marin und Schwellenwerten für den guten ökologischen Zustand der Küsten- und Meeresgewässer zugrunde liegen. Die Datensatzdatei enthält die Geometrie der 3048 Modellierungseinheiten in den Einzugsgebieten von Nord- und Ostsee (mit Ausnahme des Stettiner Haffs und des Einzugsgebiets der oberen Donau) und eine lange Datentabelle mit den Modelloutputs und ausgewählten Inputdaten (47 Variablen, Spalten durch Tabstopps getrennt).
Das Rheingebiet wurde in neun Bearbeitungsgebiete unterteilt, wovon Baden-Württemberg aufgrund seiner geographischen Lage als einziges deutsches Bundesland Anteile an fünf Bearbeitungsgebieten hat: Alpenrhein/Bodensee, Hochrhein, Oberrhein, Neckar und Main. Ein weiteres Bearbeitungsgebiet in Baden-Württemberg ist das Donaueinzugsgebiet.
Im Rahmen des "Energieatlas Baden-Württemberg" wurden für die Einzugsgebiete Neckar, Donau, Hochrhein, Main, Oberrhein und Bodensee/Alpenrhein eine Potenzialanalyse für die Wasserkraft erstellt. Dabei wurde von Herbst 2008 bis 2016 das Potenzial der Wasserkraft an Standorten bis 1 MW systematisch untersucht, ausgenommen der schiffbare Abschnitt zwischen Plochingen und Mannheim im Neckar-Einzugsgebiet, dessen Wasserkraftanlagen durchweg eine Leistung von mehr als 1 MW aufweisen. Zur Ermittlung der Wasserkraftpotenziale wurden an fischökologischen Erfordernissen orientierte standardisierte Festlegungen zu ökologischen Abflüssen getroffen, insbesondere anhand des Wasserkrafterlasses Baden-Württemberg. Bitte beachten Sie folgende Hinweise zu Vollständigkeit und Qualität der bereitgestellten Daten: aufgrund von Ungenauigkeiten bei der Erfassung von Fachobjekten kommt es vereinzelt zu nicht validen Geometrien gemäß OGC-Schema-Validierung. Da GIS-Server wie ArcGIS-Server, GeoServer oder UMN MapServer immer genauere Datengrundlagen verwenden/verarbeiten müssen, wird auch die Prüfroutine immer weiterentwickelt und mahnt im Toleranzbereich als auch in der topologischen Erfassung Ungenauigkeiten (bspw. durch Dritt-Software) an. Dies führt dazu, dass Geometrien nicht mehr dargestellt beziehungsweise erfasst werden können. Zu den beanstandeten Geometriefehlern gehören u.a. Selbstüberschneidungen (Selfintersections) oder doppelte Stützpunkte. Die LUBW kann daher keine Garantie für die Vollständigkeit und Stabilität des Download-Dienstes (WFS) geben. Bitte prüfen Sie daher im Bedarfsfall die Vollständigkeit anhand der ebenfalls angebotenen Darstellungsdienste (WMS).
Für den "Energieatlas Baden-Württemberg" wurden die Standorte der bestehenden Wasserkraftanlagen sowie Regelungs- und Sohlenbauwerke der Einzugsgebiete Neckar, Donau, Hochrhein und Bodensee/Alpenrhein aus dem Anlagenkataster Wasserbau (AKWB) übernommen. Bitte beachten Sie folgende Hinweise zu Vollständigkeit und Qualität der bereitgestellten Daten: aufgrund von Ungenauigkeiten bei der Erfassung von Fachobjekten kommt es vereinzelt zu nicht validen Geometrien gemäß OGC-Schema-Validierung. Da GIS-Server wie ArcGIS-Server, GeoServer oder UMN MapServer immer genauere Datengrundlagen verwenden/verarbeiten müssen, wird auch die Prüfroutine immer weiterentwickelt und mahnt im Toleranzbereich als auch in der topologischen Erfassung Ungenauigkeiten (bspw. durch Dritt-Software) an. Dies führt dazu, dass Geometrien nicht mehr dargestellt beziehungsweise erfasst werden können. Zu den beanstandeten Geometriefehlern gehören u.a. Selbstüberschneidungen (Selfintersections) oder doppelte Stützpunkte. Die LUBW kann daher keine Garantie für die Vollständigkeit und Stabilität des Download-Dienstes (WFS) geben. Bitte prüfen Sie daher im Bedarfsfall die Vollständigkeit anhand der ebenfalls angebotenen Darstellungsdienste (WMS).
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 348 |
| Europa | 4 |
| Kommune | 4 |
| Land | 36 |
| Weitere | 74 |
| Wirtschaft | 681 |
| Wissenschaft | 703 |
| Zivilgesellschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 23 |
| Daten und Messstellen | 746 |
| Ereignis | 6 |
| Förderprogramm | 104 |
| Infrastruktur | 745 |
| Taxon | 4 |
| Text | 760 |
| Umweltprüfung | 5 |
| WRRL-Maßnahme | 216 |
| unbekannt | 22 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 34 |
| Offen | 1077 |
| Unbekannt | 7 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 1113 |
| Englisch | 918 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 684 |
| Bild | 3 |
| Datei | 753 |
| Dokument | 706 |
| Keine | 302 |
| Webdienst | 5 |
| Webseite | 797 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 164 |
| Lebewesen und Lebensräume | 1118 |
| Luft | 122 |
| Mensch und Umwelt | 1005 |
| Wasser | 883 |
| Weitere | 1091 |