Klimafolgen: Handlungsfeld Wasser, Hochwasser- und Küstenschutz

Menschen stehen auf einer Sitzbank die von Wasser umspült ist.zum Vergrößern anklicken
Der Klimawandel wirkt sich auch auf den Wasserhaushalt aus.
Quelle: Daniel Strauch/fotolia.com

Wasserhaushalt und Wasserwirtschaft sind in vielfacher Weise vom Klimawandel betroffen. Steigende Temperaturen, veränderte Niederschläge und Wetterextreme beeinflussen Menge und Qualität des verfügbaren Wassers. In Küstenregionen kommen Auswirkungen wie der steigende Meeresspiegel sowie die Folgen von Sturmfluten hinzu, die auf den Wasserhaushalt wirken und große Schäden verursachen können.

Inhaltsverzeichnis

 

Wasserverfügbarkeit

Deutschland ist insgesamt betrachtet ein wasserreiches Land. Dennoch kann es bereits heute in einigen Regionen saisonal zu Schwierigkeiten hinsichtlich einer ausreichenden Wasserverfügbarkeit kommen. 

Im Zuge des Klimawandels ist mit längeren und häufiger auftretenden Trockenheitsphasen und Niedrigwasserperioden in den Sommermonaten zu rechnen. Zudem kommt es mit steigenden Temperaturen zu einer insgesamt höheren ⁠Verdunstung, so dass weniger Wasser versickern und ins Grundwasser infiltrieren kann. Dies hat Folgen für die ⁠Grundwasserneubildung. Im Vergleich zum langjährigen Mittel werden Monate mit unterdurchschnittlich niedrigen Grundwasserständen signifikant häufiger. Vor allem über mehrere Jahre hintereinander auftretende Niederschlagsdefizite führen zu sinkenden Grundwasserständen.

Sowohl die Veränderung der Temperaturen als auch der Niederschläge beeinflussen den oberirdischen ⁠Abfluss mit Auswirkungen auf das Grundwasser:
In den Wintermonaten nehmen die Niederschlagsmengen zwar zu, sie treffen dann aber auf bereits wassergesättigte oder gefrorene Böden und können nicht versickern.
In den Sommermonaten trocknen Böden infolge höherer Temperaturen und geringerer Niederschläge stärker aus.
Wenn Niederschläge zukünftig häufiger in Form von ⁠Starkregen⁠ auftreten, können sie von trockenen Böden nicht oder kaum aufgenommen werden und fließen deshalb zu einem großen Teil oberirdisch ab.
Besonders ausgeprägt ist der ⁠Trend⁠ zu vermehrten Grundwasserniedrigständen in den niederschlagsarmen Gebieten im Nordosten Deutschlands, d.h. in Gebieten mit weniger als 700 mm Jahresniederschlag.

In einigen Regionen kann es aufgrund zunehmender Winterniederschläge hingegen zu steigenden Grundwasserspiegeln kommen:
Durch Staunässe besteht die Möglichkeit der Vernässung von Ackerflächen (Verfaulen der Aussaat, Verschiebung der Bestellung der Felder), Waldflächen oder Biotopen. Zusätzlich kann aus Ackerflächen Nitrat ausgewaschen werden. Eine Veränderung der Nutzungsmöglichkeiten von Gärten sowie land- und forstwirtschaftlichen Flächen kann eine weitere Folge sein.
Ebenfalls möglich ist eine Überflutung von tieferliegenden Flächen, zum Beispiel Straßen oder Unterführungen. 

Sowohl steigende als auch sinkende Grundwasserspiegel können zu Schäden an Gebäuden führen, etwa im Keller oder am Fundament sowie durch Setzungen mit Schäden am Mauerwerk.
Sinkende Grundwasserspiegel können aber auch negative Auswirkungen auf grundwasserabhängige Landökosysteme wie Auengebiete, Feuchtwiesen oder Moore haben – mit Folgen für den Natur- und ⁠Klimaschutz⁠.

Zwar ist sowohl die gewerbliche als auch die private Wassernutzung in Deutschland in den vergangenen 25 Jahren signifikant zurückgegangen. Im Jahr 2004 unterschritt sie erstmalig den als kritisch bewerteten Wassernutzungsindex von 20 %, d.h. es werden nicht mehr als 20 % des potenziellen Wasserdargebots genutzt. Allerdings gibt es deutliche regionale Unterschiede, und der ⁠Klimawandel⁠ stellt die Wasserversorger vor neue Herausforderungen, um beispielsweise saisonale Spitzenverbräuche decken zu können.
Zudem verzeichneten die Trinkwasserversorger zuletzt wieder einen Anstieg der Nachfrage. Während der Verbrauch in den zehn Jahren zuvor konstant bei rund 122 Litern pro Kopf und Tag lag, stieg er in den Hitzejahren 2018 und 2019 auf 127 beziehungsweise 125 Liter. 
Eine geringere Wasserverfügbarkeit führt zu Einschränkungen in der Energie-, Land- und Forstwirtschaft und wirkt sich nachteilig auf Ökosysteme und deren biologische Vielfalt aus.

Betroffen ist auch die Binnenschifffahrt. Bereits seit dem Jahr 2015 treten in den Bundeswasserstraßen verbreitet niedrige, teils sogar extrem niedrige Wasserstände und Durchflüsse über längere Zeiträume auf.
Auch die Industrie wird von Niedrigwasserständen beeinflusst, wenn beispielsweise kein Kühlwasser aus den Flüssen entnommen werden kann. Aufgrund hoher Wassertemperaturen in den Flüssen können zudem Einleitungen von warmem Wasser aus den Kühlwasserkreisläufen von Kraftwerken in die Flüsse begrenzt werden, so dass es zur Drosselung der Produktion kommen kann.

 

Gewässerqualität

Durch steigende Temperaturen und stärkere Sonneneinstrahlung erwärmen sich die oberen Wasserschichten von Oberflächengewässern. Auch durch die niedrigeren Fließgeschwindigkeiten bei Niedrigwasser erwärmt sich das Wasser schneller. Dies hat Einfluss auf die ⁠Gewässergüte⁠ und beeinflusst auch die Biologie in den Gewässern. Denn wärmeres Wasser hat einen geringeren Sauerstoffgehalt, was sich auf Tiere und Pflanzen auswirkt. Diverse Arten von Fischen und Wirbellosen geraten in großen Wärmestress.

Bei höheren Temperaturen gibt es ein stärkeres Pflanzenwachstum insbesondere von Algen, was eine verringerte Sauerstoffkonzentration vor allem in Flussseen zur Folge hat.
Die von den Algen gebildeten Toxine können bei größerer Aufnahme zu Vergiftungserscheinungen bei Menschen und Tieren führen.

Verringern sich die Abflussmengen, werden zudem Einträge in die Gewässer weniger verdünnt, was zu höheren Nährstoff- bzw. Schadstoffkonzentrationen führt. So erreichten die Konzentrationen von Calcium, Kalium, Natrium und Chlorid sowie die elektrische Leitfähigkeit im Sommer 2018 an einzelnen Messstellen an den Bundeswasserstraßen Höchstwerte, die dort seit 20-25 Jahren nicht mehr ermittelt wurden. Nickel und Arsen wurden an mehreren Messstellen in leicht erhöhter Konzentration nachgewiesen.

Sauerstoffmangel kann in Verbindung mit sich anreichernden Nährstoffen das ökologische Gleichgewicht des Gewässers stören (⁠Eutrophierung⁠). Besonders kleinere stehende Gewässer sind hiervon betroffen. Aber auch in Nord- und Ostsee ist mit steigenden Temperaturen eine Zunahme von Sauerstoffmangel und Blaualgenblüte zu beobachten. Dies wird durch die Überdüngung der Meere zusätzlich verstärkt.

Der ⁠Trend⁠ zum Temperaturanstieg betrifft unterschiedliche Gewässer und Seentypen, vom Norddeutschen Tiefland (Großer Müggelsee), über Seen der Alpen und des Alpenvorlands (Bodensee) bis hin zum Mittelgebirge (Saidenbachtalsperre). Am Bodensee betrug der Temperaturanstieg in der Saison (März und Oktober) zwischen 1971 und 2017 beispielsweise rund zwei Grad, in der Saidenbachtalsperre zwischen 1977-2016 sogar drei Grad.

Die ansteigenden Meerestemperaturen haben weitreichende Auswirkungen auf das gesamte marine ⁠Ökosystem⁠. Arten passen ihre Verbreitungsgebiete an, sterben (lokal oder regional) aus und andere Arten besetzen diese ökologischen Nischen. Auch indirekte Begleiterscheinungen des Klimawandels, wie Sauerstoffmangel und die ⁠Versauerung⁠ der Meere tragen dazu bei, dass sich mit der Artenvielfalt, -zusammensetzung und –verbreitung das gesamte marine Nahrungsnetz verändert.

Auch Hochwasser, die künftig häufiger auftreten können, können die Qualität von Gewässern und Grundwasser beeinträchtigen.

 

Hochwasser

In Folge des Klimawandels ist eine Verschiebung der Niederschläge vom Sommer in den Winter zu erwarten. Zusätzlich ist im Winter mit vermehrtem ⁠Starkregen⁠ zu rechnen. Durch die milderen Winter wird der Anteil des Schnees am Gesamtniederschlag abnehmen. Das heißt, dass Niederschlag seltener in Form von Schnee gespeichert wird, sodass die Wahrscheinlichkeit von Hochwasser steigt.

Besonders gefährdet sind städtische Ballungszentren, da versiegelte Flächen das Versickern von Wasser in den Untergrund verhindern. Schon jetzt führt kurzer, aber intensiver Starkregen häufig zu Problemen bei der Entwässerung im urbanen Raum.

Durch Hochwasser können Schadstoffe wie Dünge- und Pflanzenschutzmittel in Grundwasser und Oberflächengewässer gelangen und die Wasserqualität verschlechtern. Durch die Überflutung von Industrie- und Kläranlagen sowie privater Heizöltanks können zudem Schadstoffe ins Wasser gelangen. Dies kann zu erheblichen Beeinträchtigungen der Trinkwasserqualität und damit zu gesundheitlichen Schäden führen.

Darüber hinaus können durch die Beschädigung oder Zerstörung von Gebäuden und Infrastruktur große und langfristige wirtschaftliche Schäden verursacht werden.

In einigen Regionen Deutschlands können Starkregenereignisse zudem die Gefahr von Sturzfluten erhöhen.

 

Küsten- und Meeresschutz

Das Abschmelzen großer Mengen kontinentaler Eisgebiete und die Ausdehnung des sich erwärmenden Meerwassers führen zu einem Anstieg des Meeresspiegels. Laut einem Sonderbericht des Weltklimarats IPCC von 2019 ist der mittlere globale Meeresspiegel im 20. Jahrhundert um 16 Zentimeter gestiegen und könnte sich bis zum Jahr 2100 um weitere 61 bis 110 Zentimeter erhöhen. Der Anstieg beträgt derzeit 3,4 Millimeter jährlich und beschleunigt sich. 
Die Meerwasserspiegelanstiegsraten an Nord- und Ostsee liegen etwas unterhalb dieser Werte für den globalen Anstieg und betragen ohne den Einfluss von Landsenkungen in einigen deutschen Küstenbereichen 1,6 bis 2,9 Millimeter pro Jahr. 

Mit dem steigenden Meeresspiegel erhöht sich das Ausgangsniveau für Sturmfluten. Hohe Sturmflutwasserstände könnten künftig schneller erreicht werden und länger andauern. Bis Mitte des 21. Jahrhunderts könnten Hochwasser, die derzeit einmal in 350 Jahren auftreten, einmal in 100 Jahren vorkommen. An einigen Küstenabschnitten könnten solche Hochwasserstände sogar noch häufiger auftreten. An der deutschen Ostseeküste liefen jeweils am Jahresbeginn 2017 und 2019 schwere Sturmfluten auf. In Wismar wurde zum Abend des 3. Januar 2017 ein Wasserstand von 1,83 m über dem mittleren Wasserstand erreicht, der am 2. Januar 2019 am gleichen Ort mit 1,91 m übertroffen wurde.
Neben dem Meeresspiegelanstieg kommt es vor allem in den Mündungsgebieten großer Flüsse zur Erhöhung von Sturmflutwasserständen durch zunehmende Eindeichung und das Absperren von Nebenflüssen, z. B. von Ems, Weser und Elbe. Damit sind die natürlichen Überflutungsflächen erheblich eingeengt worden.

Die Wellen, die die Küsten erreichen, werden in ihrer Höhe und Kraft neben dem Wasserstand auch durch Wind und Seegang beeinflusst. In Nord- und Ostsee ist insbesondere in den Wintermonaten mit höher auflaufenden Stürmen zu rechnen. An der Nordsee werden Sturmfluten bis 2030 etwa 10 bis 30 cm höher auflaufen als heute. Die Zahlen aus der ⁠Vulnerabilitätsanalyse⁠ zeigen, dass bis 2100 sogar mit einer Zunahme von 30 bis 110 cm zu rechnen ist. Das ist eine Herausforderung für den Küstenschutz, der nach aktuellen Schätzungen bis zum Ende des 21. Jahrhunderts deutlich ausgebaut werden muss.

Folgen von Sturmfluten sind neben Schäden an Bauwerken und Infrastruktur das Vordringen von Salzwasser ins Landesinnere. Das Salzwasser gelangt so in das Süßwasser von Grundwasser und Oberflächengewässern. 
Auch der steigende Meeresspiegel führt zu einer Verschiebung der Mischzone von Süß- und Salzwasser. Das schränkt die regionale Wasserverfügbarkeit und -qualität ein und verändert die Böden und damit die Bedingungen für Forst- und Landwirtschaft. Auch für Industrie und Gewerbe kann die Versalzung von Süßwasser ein Problem sein, wenn die Produktion auf eine hohe Wasserqualität angewiesen ist.

 

Quellen