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Klimawandel und Auswirkungen auf die Wasserversorgung
DI Dr. Roman NEUNTEUFEL – Universität für Bodenkultur Wien
2018 NEUNTEUFEL - BOKU Wien
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Inhalt Hintergrund zu Wetter und Klimawandel Natürliche Variabilität Temperatur und Hitzewellenentwicklung Klimawandelszenarien
Auswirkungen auf die Ressourcensituation Quantität, Qualität
Auswirkungen auf die Wasserversorgung Wasserverbrauch, Infrastruktur Vortrag zusammengestellt aus Ergebnissen der Forschungsprojekte: Wasserverbrauch und Wasserbedarf (WAVE) Studie „Wasserversorgung im Jahre 2015 – Erfahrungen und Ausblick“ Economic Evaluation of Climate Change Impacts - COIN (cost of inaction) Klimawandel in der Wasserwirtschaft (follow up zu Anpassungsstratiegien an den Klimawandel) und Wasserbedarfsentwicklung bei Swimmingpools und Gartenbewässerung, sowie Masterarbeiten zu dem Thema
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Wetter und Klimawandel
Die Menschheit beeinflusst seit rund 170 Jahren das Klimasystem. Dies geschieht vorwiegend durch die Emission von strahlungsaktiven Gasen, die zum Treibhauseffekt beitragen … oder durch Aerosole (z.B. Feinstaub) die abschattend wirken… (Hofstätter, 2011; erweitert und angepasst)
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Natürliche Variabilität Quelle: ZAMG, Klimamonitoring
2018
2015
2017
2014
Abweichung zu 1981-2010 Jahresmittel Lufttemperatur Jahressumme Niederschlag
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Änderung der Lufttemperatur in Österreich (Quelle: Blöschl et al., 2017)
Lufttemperatur in Österreich: Jahreswerte; 10-Jahre gleitendes Mittel, Lufttemperatur über den Landflächen der Nordhemisphäre; jeweils bezogen auf das Mittel von 1900-2000
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Entwicklung der Hitzewellen (Quelle: ZAMG, 2016)
…Reduktion der Schwefeldioxid-Emissionen zur Bekämpfung des „sauren Regens“ seit Beginn der 1980er
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Szenarien für die klimatische Entwicklung (Quelle: Blöschl et al., 2017) Die neuen globalen Klimamodellsimulationen zeigen eine größere Bandbreite
Grund: neue Emissionsszenarien (RCP: Representative Concentration Pathway) RCP +2.6, +4.5, +6.0, +8.5 W/m2 steht für die Änderung des Strahlungsantriebes gegenüber dem vorindustriellen Niveau (1850) entsprechend der für 2100 prognostizierten Treibhausgaskonzentration
SRES-Szenarien (IPCC, 2007 - Special Report on Emissions Scenarios)
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RCP-Szenarien (IPCC, 2013)
Szenarien für die klimatische Entwicklung - Österreich Niederschlagsprojektion speziell im Sommer eher unsicher (Quelle: Blöschl et al., 2017)
Temperaturen in Österreich im Vergleich zur Periode 1971-2000
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Szenarien für die klimatische Entwicklung
Hitzetage-Szenario für Österreich (Formayer et al. 2015 in Steininger et al. 2015)
„heute“ = Referenzperiode 1981-2010„2030“ = Periode 2016-2045 „2050“ = Periode 2036-2065 „2085“ = Periode 2071-2100 NEUNTEUFEL - BOKU Wien
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Zusammenfassung der Klimawandelauswirkungen bis 2100
Temperatur Zunahme von Hitzewellen Rekordsommer wie 2003, 2015, 2017 könnten in Zukunft die Regel werden
Niederschlag weniger Schneeniederschläge dafür mehr Regenniederschläge Wetterlage Vb-Zugbahn wird zwar seltener dafür aber noch intensiver Zunahme der Niederschlagsmenge aus Starkniederschlägen (+ 10 bis + 25 %)
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Entwicklung der Ressourcenquantität (Zusammenfassung) Ressourcenverfügbarkeit im Klimawandel weniger Schneeniederschlag prognostizierte Zunahme der Frühjahrsabflüsse im Osten Temperaturerhöhung und die damit verbundene erhöhte Verdunstung
Regionen im Osten Österreichs ev. leicht sinkende Grundwasserstände
Messbare Anzeichen für einen bisherigen Ressourcenrückgang Grundwasser: kein Trend Quellen: Mehrheitlich Rückgang Datenquelle: eHYD Messstellen
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Entwicklung Quellschüttungen Österreichweit
Daten: eHYD
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Entwicklung der Ressourcenqualität (Zusammenfassung)
Einflüsse des Klimawandels auf die Wasserqualität Zunahme der Niederschlagsmenge aus Starkniederschlägen (Bodenerosion) längere oder häufigere Trockenperioden (Trockenrisse) verringerte die Schutzfunktion des Oberbodens
Ressourcentemperatur ein steigender Temperaturtrend zeichnet sich bereits jetzt deutlich ab, Von weiterer Zunahme der Grundwassertemperatur ist auszugehen vermehrt Desinfektionsmaßnahmen
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Entwicklung der Grundwassertemperaturen in 20 Jahren
Zum Vergleich: Lufttemperaturzunahme bisher knapp 1 °C in 40 Jahren
Datenquelle: eHYD Messstellen
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Entwicklung des Wasserverbrauchs (Zusammenfassung) Spezifischer Verbrauch Haushalt: Indoor: stagnierend, outdoor: temperaursensitiv / steigend Industrie und Gewerbebetriebe: rückläufig bis konstant
Demografische Entwicklung lokal sehr unterschiedlich
Wasserverbrauch in Summe bzw. Spitzen je nach überwiegenden Einflussfaktoren rückläufig bis stark steigend
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Charakteristik des Wasserverbrauchs (Zusammenfassung) Ursachen von Spitzenwasserverbräuchen Außenwasserverbrauch Haushalte: Pools + Bewässerung;
Verbrauchsänderung durch Klimawandel mehr Hitzetage Spitzenverbräuche durch „Aufrüsten“ der Gärten
Verbrauchsspitzen in Rekordsommern höher als in „normalen“ Jahren zunehmend stärker ausgeprägt als früher
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Unterschiedliche Verbreitung privater Swimmingpools
ländlich alt (0 % Pools) (Datenquelle: basemap.at)
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ländlich neu
Stadtrand
„Speckgürtel“ (bis 60 %)
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Veränderung der „Pooldichte“ Ergebnis einer Luftbildauswertung: Zuwachsraten und Änderung der Poolgrößen Beispiel: Vergleich 2003 + 2015 Datenquelle: © Land Niederösterreich, bearbeitet
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Veränderung der „Pooldichte“ in Kennzahlen 15 bis 35 Pools pro 100 Hausanschlüsse 400 bis 1200 m³ Poolvolumen pro 100 Hausanschlüsse
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Bewässerung aus Konsumentenumfrage: Hohe Zuwachsraten bei Bewässerungssystemen und Bewässerungswassermengen + 50 bis 100 % bis 2050 Höherer Wasserverbrauch in Haushalten mit Bewässerungssystemen + 20 bis 60 % (= Hinweis nicht Ursache)
Luftbildauswertung zu Gartenbewässerung : Feststellung bewässerter Flächen Abbildungen: FRIEDRICH, in Ausarbeitung, bearbeitet, Datenquelle: © Land Niederösterreich
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Entwicklung von Verbrauchsspitzen (Beispiel eines WVU)
Häufigkeitsverteilung von verbrauchsreichen Tagen Peak Over Threshold Methode – P.O.T.
n en e g n g u r e ränd run e V e e h d än omisc n r o k e ö V sozio n h e c r u ch nur d s i f gra o em d . l in k Neunteufel et al., 2018
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Auswirkungen auf die Infrastruktur
Kapazitätserweiterungen zur Spitzenabdeckung Ressourcenerweiterungen Behälterkapazitäten Verbundleitungen
Schäden an der Infrastruktur Extremwetterereignisse (Überflutungen, Muren etc.)
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Interpretation von Kennzahlen und Ableitung von Informationen:
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z.B. Ressourcen + Verbrauchsentwicklung
Kennzahlen: verfĂźgbare Wasserressourcen + Systemeinspeisung am Spitzentag
Im Beispiel: ďƒ Ressourcenerweiterung sollte noch VOR 2019 erfolgen
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Interpretation von Kennzahlen und Ableitung von Informationen:
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z.B. Spitzenverbräuche x Bevölkerungsprognose
Kennzahl: Ausschöpfung der verfügbaren Wasserressourcen am Spitzentag
Überschreitungen noch über Behälterkapazität abgedeckt…
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Erweiterung der Behälterkapazität wird eventuell unwirtschaftlich?
Dauer zur Bewilligung neuer Ressourcen berücksichtigen!
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Empfohlene Anpassungsmaßnahmen für die Wasserversorgung
Daten sammeln… (Wasserverbrauch und Ressourcen) Wasserbedarfsprognosen erneuern Notverbünde mit Nachbar-WVU Erschließung weiterer / neuer Ressourcen Wasseraufbereitungen Regional integrierte Wasserversorgungsplanung • zukunftsorientiert (50 +) • inkl. Ressourcennutzungsplan • inkl. Infrastruktur-Management-Plan
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Conclusio
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Rekordsommer werden in Zukunft eher die Regel werden
•
Gründe für Sparmaßnahmen oder Einschränkungen der Wasserversorgung: hauptsächlich Verbraucherseite, teilweise auch Ressourcensituation
• Herausforderung für die Zukunft: Erhaltung der Ver- und Entsorgungsqualität und –sicherheit sozioökonomische & demografische Entwicklungen x Klimawandel •
Beobachtung von Entwicklungen und Trends um rechtzeitig Anpassungsmaßnahmen ergreifen zu können
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