GLOWA-ELBE Abschlusskonferenz 15./16. März 2004 in Potsdam

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1 GLOWA-ELBE Abschlusskonferenz 15./16. März 2004 in Potsdam Spree/Havel Veränderungen im Wasserdargebot und in der Wasserverfügbarkeit im Großraum Berlin C. Rachimow 1, B. Pfützner 2, W. Finke 1 1 Bundesanstalt Für Gewässerkunde, Postfach , Koblenz 2 Büro für Angewandte Hydrologie, Wollankstraße 117, Berlin

2 Gliederung Veränderung des quasinatürlichen Dargebotes des Berliner Gewässersystems Einfluss des Klimas auf die klimatische Wasserbilanz und den Abfluss Unterschiede zwischen A1 und B2 Einfluss der Bebauung mit der Handlungsoption Regenwasserbewirtschaftung im Raum Berlin unter Berücksichtigung des veränderten Dargebotes Ziele der Bewirtschaftung Hauptursachen der Wassernutzungskonflikte Berlin-Baustein des ArcGRM GLOWA Szenarien für den Berlin-Zufluss Alternativen der Wassernutzungen Schlussfolgerungen Ausblick

3 Veränderung des quasinatürlichen Dargebotes Modellierung mit ArcEGMO Aufbau von N-A-Modellen für insgesamt acht Einzugsgebiete für den Zeitraum 2001 bis 2055 sieben Einzugsgebiete in Berlin (Gebietsgrößen 100 bis 500 km 2 ) Einzugsgebiet der oberen Havel bis Berlin (3.100 km 2 ) Probleme bei der Modellkalibrierung Modelleichung im klassischen Sinne nicht möglich, da starke anthropogene Überprägung der (meisten) Bilanzgebiete Validierung erfolgte für weitgehend unbeeinflusste Gebiete Einbeziehung von Nutzungsseinflüssen, sofern diese bekannt sind Vergleich mit Ergebnissen anderer Modelle (HAD)

4 Veränderung des quasinatürlichen Dargebotes Wirkung der Klimaszenarien auf den mittleren Jahresgang der klimatischen Wasserbilanz klimatische Wasserbilanz [mm/monat] klimatische Wasserbilanz [mm/monat] klimatische Wasserbilanz [mm/monat] A1: -60 mm im Sommer; +50 mm im Winter Monat B2: größere Unterschiede: 115 mm im Sommer ; +70 mm im Winter Monat Klimatische Wasserbilanz im mittleren Jahresgang für die obere Havel Dargestellt sind je 100 mittlere Monatswerte mit Eintrittswahrscheinlichkeit; Mediane sind als Linie verbunden Referenzzustand 2003 bis 2007 (blau) Endzustand 2048 bis 2052 (rot) Ergebnis: bei A1 und B2 generell beträchtliche Abnahme der klimatischen Wasserbilanz

5 Veränderung des quasinatürlichen Dargebotes Klimaeinfluss auf den mittleren Monatsabfluss (MQ) A1 Abfluss geht von gegenwärtig ca. 12 m 3 /s auf ca. 9 m 3 /s bis 2035 und auf ein Niveau von 8 m 3 /s ab 2050 zurück, moderatere Schwankungen Pegel Borgsdorf/Havel Median Jahres-MQ m 3 /s] B2 Mittelwert des Abflusses über den Gesamtzeitraum 5 liegt bei ca. 9,8 m 3 /s, größeres Schwankungsverhalten 4 A1 B2 Linear (A1) Linear (B2)

6 Veränderung des quasinatürlichen Dargebotes Einfluss von Klima und Bebauung (Szenario A1) Entwicklung der Sommer- und Winterabflüsse [m 3 /s] in ausgewählten Bilanzgebieten obere Havel Wuhle Änderung Änderung Sommer % % Winter % % Klima: Stärkere Abnahme der Sommerabflüsse als der Winterabflüsse Wesentlich erhöhte potenzielle Verdunstung Bebauung: Abflussänderung in bebauten Gebieten wesentlich moderater als in natürlichen! Zunahme der Bebauung und Abnahme des Niederschlages wirken gegenläufig Die reale Verdunstung wird durch die Bebauung gemindert.

7 Ziele der Bewirtschaftung im Ballungsraum Berlin Stakeholder und Verantwortliche Berlin SenStadt SenGSV BWB, Vivendi BEWAG/Vattenfall Europe Berliner Bäderbetriebe Fischereiamt Brandenburg MLUR Bandenburg LUA Bandenburg Ziele: Gewährleistung von Trinkwasserversorgung Abwasserentsorgung Kühlwasser für Kraftwerke Wasser für Industrie Schifffahrt Fischerei Badebetrieb Naherholung Naturschutz WSV WSA Berlin WSA Brandenburg

8 Hauptursachen für Wassernutzungskonflikte unterschiedliche Ziele der Stakeholder Trinkwasserversorgung Abwasserentsorgung Kühlwasser für Kraftwerke Wasser für Industrie Schifffahrt Fischerei Badebetrieb Naherholung Naturschutz geringes Eigendargebot Berlins (verschärft durch Klimawandel) abnehmender Zufluss nach Berlin geringeres Eigendargebot im Gebiet der Oberen Spree und Oberen Havel (Klimawandel) Sanierung des Wasserhaushalts im Bergbaugebiet der Lausitz: weniger Sümpfungswasser steigender Wasserbedarf für die Flutung der stillgelegten Tagebaue Zufluss nach Berlin stark abhängig von Sümpfungswasser Jahr m 3 /s Jahr m 3 /s Jahr m 3 /s Flutungsbedarf (einschl. Periode m 3 /s Infiltrationsverluste) Periode m 3 /s

9 WWSt 599 IndH, WWH 601 Qmin WWT WWS (HKWO) MiW SWP SWS WWTi 605 SW WWKl WWB ÜL KASN Qmin SW WWJ HKWR KARS 360 HKWMb HKWC MiW KAS Qmin Qmin (SW) Qmin MiW ÜL HKWL KART WWBu KASP WWSch WWZ MiW MiW 999 Bilanzprofil, Pegel/Schleuse/Hafen Qmin (SW) HKWK HKWM MiW 340 BSpSKBerlin-Spandauer Schifffahrtskanal BVKBritzer Verbindungskanal HvKHavelkanal NkSKNeuköllner Schifffahrtskanal OHKOder-Havel-Kanal OSKOder-Spree-Kanal SPKSacrow-Paretzer Kanal (Untere Havel) Berlinbaustein ArcGRM GLOWA 392 KAMa 322 WWK (KAF) 331 WWJS WWWh ÜL WWJT ÜL HKWR KAW WWW KAM KAWe WWFS 315 WWEi WWFD IndW ÜL KAD 321 WWKW WWSb IndR 303 WWE g WWBoe ÜL WWE WWEN, IndEr 270 Qmin IndF WWBr (SW) ÜL Nutzungen (auch mehrere): QminMindestabfluss Grundwassereinfluss HKWHeizkraftwerk IndIndustrieeinleitung KAKläranlage MiWRegenüberlauf /Mischw. SWSchleusungswasser ÜLÜberleitung WWWasserwerk

10 Szenarien für den Berlin-Zufluss Gemeinsamkeit: Auslaufen des Bergbaus in der Lausitz Unterschiede: in Handlungsoptionen von Flutung, Speicherbewirtschaftung, Rangfolgeregeln, Fremdwasserzufuhr Basisszenario (BASIS) analog Ländermodell ArcGRM SSE Variante 26uc, b.a.u. Oderwasserszenario (OW) Fremdwasserzufuhr durch Oderwasserüberleitung über die derzeitige Kapazität hinausgehend (ab 2033 bis 6 m 3 /s) Flutungsszenario (FLUT) Rangfolge: 1. ökologische Mindestdurchflüsse, 2. Flutung, 3. andere Nutzungen Reduzierte-Fließe-Szenario (RFL) Rangfolge: Flutung geht vor Versorgung der Fließe, die den Spreewald speisen

11 Szenarien für den Berlin-Zufluss Pegel Mühlendamm, Gewährleistung des Mindestdurchflusses (6m 3 /s) Basisszenario (BASIS) Szenario reduzierte Fliesse (RFL) Flutungsszenario (FLUT) Oderwasserszenario (OW) Überschreitungswahrscheinlichkeit [%] Perioden

12 Szenarien für den Berlin-Zufluss Bedarfsbefriedigung Wasserwerk Friedrichshagen (Spreefassung) Basisszenario (BASIS) Szenario reduzierte Fliesse (RFL) Flutungsszenario (FLUT) Oderwasserszenario (OW) Überschreitungswahrscheinlichkeit [%] Perioden

13 Szenarien für den Berlin-Zufluss Bedarfsbefriedigung HKW Reuter im Monat Juli 50 Überschreitungswahrscheinlichkeit [%] beide Szenarien: : W(WN>150%) > 2% Basisszenario: : W(WN>150%) > 12% : W(WN>150%) > 15% BASIS BASIS OW OW Oderwasserszenario: : W(WN>150%) > 3% : W(WN>150%) > 1% Wassernutzung [%]

14 Alternativen der Wassernutzungen Basisalternative (BAS bzw. ALT1) identisch mit Basisszenario Alternative Energie- und Wasserpolitik (ALT2 bzw. EP) WW/KA: Verringerung der Leistungen ab 2025 um ca. ein Drittel HKW: Geringerer Kühlwasserverbrauch Alternative Umverteilung (ALT3 bzw. UM) KA Ruhleben: leitet das gesamte Klarwasser direkt in die Spree ein, wodurch dem Teltowkanal im Sommer bis zur Periode m 3 /s im Monatsmittel weniger zur Verfügung stehen; Vorteil bringt diese Alternative für den Pegel Sophienwerder [m³/s] Einleitungen Entnahmen Entnahmen Alternative Zeitraum Kläranlagen Wasserwerke Heizkraftwerke BAS EP, UM

15 Alternativen der Wassernutzungen Angaben in m 3 /s HKW Ind 42 (80%) WW 11 (20%) HKW Ind WW 7 HKW und Industrie WW Rückgang nach Alternative BAS HKW Ind WW 7 HKW Ind 3 (40%) 2025 Alternative EP 45.5 WW 4.5 (60%) % Angaben: Verhältnis HKW/Ind zu WW

16 Alternativen der Wassernutzungen Pegel Sophienwerder, Gewährleistung des Mindestdurchflusses (8m 3 /s) Sophienwerder BAS Sophienwerder EP Sophienwerder UM Sophienwerder EP/KA Wass Überschreitungswahrscheinlichkeit [%] Einleitungen Entnahmen Entnahmen Alternative Zeitraum Kläranlagen Wasserwerke Heizkraftwerke BAS EP, UM Perioden

17 Alternativen der Wassernutzungen Pegel Kleinmachnow, Gewährleistung des Mindestdurchflusses (6m 3 /s) Kleinmachnow BAS Kleinmachnow UM Kleinmachnow EP Überschreitungswahrscheinlichkeit [%] Zeitraum : UM: Kläranlage Ruhleben leitet nicht mehr in den Teltowkanal ein EP: Die oberhalb gelegenen Wasserwerke entnehmen insgesamt knapp 1m³/s weniger als bei BAS Einleitungen Entnahmen Entnahmen Alternative Zeitraum Kläranlagen Wasserwerke Heizkraftwerke BAS EP, UM Perioden

18 Überschreitungswahrscheinlichkeit [%] Alternativen der Wassernutzungen HKW Reuter, Prozentuale Wassernutzung im Monat Juli BAS UM UM BAS BAS BAS: Mehrfachnutzungen von Kühlwasser nehmen zu UM: wegen des im Sommer durch die zusätzlichen Einleitungen der KA Ruhleben in die Spree erhöhten Durchflusses gibt es weniger Mehrfachnutzungen Wassernutzung [%]

19 Alternativen der Wassernutzungen Bedarfsbefriedigung Schleusen Spandau und Plötzensee SW Spandau BAS SW Plötzensee BAS SW Spandau EP SW Plötzensee EP Überschreitungswahrscheinlichkeit [%] EP: Einsparungen bei den oh. gelegenen Wasserwerken größer als bei der Kläranlage Perioden

20 Einordnung des Trockenjahres Quelle: Das Trockenjahr 2003 im Land Berlin, SenStadt, Referat VIII E, Kalk/Olbrich

21 Schlussfolgerungen Die Wassernutzungskonflikte können sich infolge des globalen Wandels drastisch verstärken bzw. es können neue hinzu kommen (Umweltschutz). Eine Verschlechterung der Wasserverfügbarkeit zeichnet sich vor allem ab 2035 ab. Durch gezielte Maßnahmen der Wasserpolitik kann dem entgegengewirkt werden. Bei der Bewertung von Alternativen ist die mengenseitige Untersuchung nicht unabhängig von den Güteuntersuchungen vorzunehmen.

22 Ausblick Notwendigkeit weiterer Untersuchungen Die Ergebnisse zeigen, dass weitere, detailliertere Untersuchungen zu Wasserdargebot und -verfügbarkeit im Großraum Berlin notwendig sind. (höhere zeitliche Diskretisierung, andere Alternativen, andere Szenarien für den Bergbau in der Lausitz) Aufgrund der abnehmenden Zuflüsse nach Berlin aus der Oberen Spree, der Dahme und dem Oder-Spree-Kanal gewinnt der Zufluss aus der Oberen Havel, sowie die Fließe innerhalb Berlins an Bedeutung. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Entnahmen der Wasserwerke und die Einleitungen der Kläranlagen eine wichtige Rolle bei der Verteilung des Wassers spielen. Eine Untersuchung der Entwicklung der Grundwasserverhältnisse ist wegen der Verschlechterung der Verfügbarkeit für die Trinkwassergewinnung unbedingt notwendig.

23 Ausblick Die Entwicklung des Wasserdargebotes Berlins Zufluss Spree/Dahme/OSK Zufluss Obere Havel Zufluss Fliesse [m 3 /s] Beob Periode

24 Danke für Ihre Aufmarksamkeit

25 Szenarien für den Berlin-Zufluss Einhaltung des Durchflusses von 2m³/s am Pegel Große Tränke Basisszenario (BASIS) Szenario reduzierte Fliesse (RFL) Flutungsszenario (FLUT) Oderwasserszenario (OW) Überschreitungswahrscheinlichkeit [%] Perioden

26 Szenarien für den Berlin-Zufluss Einhaltung des Mindestdurchflusses von 6m³/s am Pegel Große Tränke Basisszenario (BASIS) Szenario reduzierte Fliesse (RFL) Flutungsszenario (FLUT) Oderwasserszenario (OW) Überschreitungswahrscheinlichkeit in [%] Perioden