Vortrag: Einfluss des Klimawandels auf die Grundwasserneubildung in Nordrhein-Westfalen

[Lukas Birkhoff]

Dr.-Ing. Frank Herrmann
Forschungszentrum Jülich
Institut für Bio- und Geowissenschaften
Wilhelm-Johnen-Straße
52428 Jülich
E-Mail: f.herrmann@fz-juelich.de

Die zukünftige Verfügbarkeit von Grundwasser ist gegenwärtig in Nordrhein-Westfalen (NRW) Gegenstand intensiver Diskussionen. Im Zentrum dieser Diskussionen steht die Vermutung, dass sich der Klimawandel in vielfältiger Weise negativ auf den Grundwasserhaushalt und damit auf das Grundwasserdargebot auswirken wird. Insbesondere ein langfristiger flächendeckender Rückgang der Grundwasserneubildung würde für einige Regionen des Landes ein verändertes Nutzungsregime notwendig erscheinen lassen, damit dort die Grundwasserressourcen erhalten bleiben. Der Vortrag behandelt Simulationen, die mit dem Wasserhaushaltsmodell mGROWA für NRW unter Verwendung von beobachteten Klimadaten (DWD, 1961-2022) und einem Klimaprojektionen-Ensemble (ReKliEs-De, bis 2100) durchgeführt wurden.
Die zeitlichen Muster der Grundwasserneubildung sind stark durch die jährlichen und saisonalen Veränderungen des Niederschlags und der potentiellen Evapotranspiration über Gras (ET0) geprägt. Grundwasserneubildung findet hauptsächlich im Winterhalbjahr statt. In dieser Zeit ist die ET0 gering und die Wasserspeicher in den Böden sind meist aufgefüllt. Deshalb verdunstet die Vegetation wenig Wasser und Niederschlagswasser kann in die Tiefe versickern und als Grundwasserneubildung wirksam werden. In der Dekade 2011-2020 waren die Niederschläge in NRW unterdurchschnittlich und zeitgleich hat der Klimawandel eine höhere ET0 bewirkt. Das zeitliche Zusammenwirken dieser Entwicklungen und der damit verbundenen Prozesse führte zu einer Abnahme der Grundwasserneubildung, die im NRW-Durchschnitt gegenwärtig deutlich unterhalb des für die Wasserwirtschaft als Planungsgrundlage verwendeten langjährigen Mittelwertes 1991-2020 liegt.
Die Interpretation der Ensemble-Projektionen ist schwierig und die resultierenden Aussagen sind mit erheblichen Unsicherheiten verbunden. Aus der Ensemble-Perspektive ergeben sich keine statistisch abgesicherten Hinweise (Robustheitstest), dass die langjährige mittlere Grundwasserneubildung in den untersuchten 30-Jahre-Perioden bis 2100 stark zu- oder abnehmen wird. Einzelne extreme Entwicklungspfade sollten jedoch im Rahmen von Stresstests genauer analysiert werden, weil sie einen deutlichen Rückgang der Grundwasserneubildung anzeigen, was im Hinblick auf eine zukünftige Nutzung der Grundwasserressourcen in NRW sehr relevant wäre.

Literatur
Herrmann F, et al. (2021) Mit der Modellkette RCP-GCM-RCM-mGROWA projizierte Grundwasserneubildung ... Grundwasser; 26: 17-31. DOI: 10.1007/s00767-020-00471-x
Herrmann F, et al. (2021) Projektionen der Grundwasserneubildung unter dem Einfluss des Klimawandels in Nordrhein-Westfalen . LANUV-Fachbericht 110 Teil IX.
https://www.lanuv.nrw.de/fileadmin/lanu ... 30110j.pdf

20221006_mGROWA_NRW_Herrmann.pdf