Die Alpen – ein gefährdeter Wasserturm?

Durch den Klimawandel verschieben sich die saisonalen Abflussmengen von Bächen und Flüssen in den Alpen. Davon betroffen sind nicht nur die unmittelbar benachbarten Regionen, sondern auch die Einzugsgebiete großer europäischer Flüsse. Eine Studie am Arbeitsbereich Umwelttechnik widmet sich den klimabedingten Veränderungen im Wasserkreislauf und dessen Folgen.
Grafik Einzugsgebiete
Bild: Die vier großen Einzugsgebieten der Donau, Rhein, Rhone und Po werden von Alpenwasser gespeist. Die roten Bereiche zeigen Gebiete an die oberhalb von 2000 Meter liegen.

Die Alpen spielen im europäischen Wasserkreislauf eine Schlüsselrolle. Sie bilden ein wichtiges Reservoir für Städte, Industriegebiete und landwirtschaftliche Flächen in den Einzugsgebieten von Donau, Rhein, Po und Rhone. Aufgrund des prognostizierten Temperaturanstiegs und der Veränderung saisonaler Niederschläge wird sich das Abflussregime von Gebirgsbächen und -flüssen jedoch künftig verschieben. Dr. Davy Vanham vom Arbeitsbereich Umwelttechnik hat in seiner Dissertation die Folgen dieser Veränderungen des hydrologischen Kreislaufs für die Wasserwirtschaft im Gebirge und in den vom Alpenwasser Flusseinzugsgebieten untersucht.

Wasserschloss Europas

Weit entfernte Regionen wie die Niederlande oder das Rumänische Tiefland werden von Alpenwasser gespeist. „In den Hochlagen fallen deutlich mehr Niederschläge als in den Tiefländern“, erläutert Vanham. „Auf den Berggipfeln sind Niederschlagswerte über 2000 mm jährlich gewöhnlich, in Wien beispielsweise werden jährlich nur Mittelwerte zwischen 500 und 600 mm gemessen“, ergänzt er. Darüber hinaus führen die tieferen Temperaturen im Gebirge sowie geschlossene Schneedecken und kurze Vegetationszeiten dazu, dass nur wenig Wasser verdunstet. Dieser Wasserüberschuss speist insbesondere im Frühjahr und im Sommer, wenn Schnee und Eis im Hochgebirge schmelzen, die Flüsse im Tiefland. So trägt die Alpenfläche vom Rhein – die lediglich 15 Prozent des gesamten Rhein-Einzugsgebietes ausmacht – im Jahresmittel 34 Prozent zum Gesamtabfluss ins Meer bei. „Im Frühling steigt der Anteil an Bergwasser im Rhein auf bis zu 50 Prozent, im Sommer sogar auf über 60 Prozent“, erklärt Vanham. Auch im Donaubecken hat das Gebirgswasser eine große Bedeutung. Der alpine Inn – dessen Fläche lediglich 3 Prozent des gesamten Donau-Einzugsgebietes ausmacht – trägt im Jahresmittel 11 Prozent zum Gesamtabfluss der Donau ins Meer bei. Der Beitrag ist am niedrigsten im Winter (6 Prozent) und am höchsten im Sommer (über 18 Prozent in August). Speziell im Sommer ist dieser Beitrag essentiell für die Bewässerung, für Kühlanlagen in Industrie und Energieerzeugung sowie Laufwasserkraftwerke und Trink- und Nutzwassereinleitungen.

Weniger Wasser im Sommer

Die von Klimaexperten prognostizierte Temperaturzunahme, der Anstieg der Schneegrenze, der Rückgang der Gletscher sowie geringere Niederschläge im Sommer und vermehrte Niederschläge im Winter werden künftig jedoch zu einer Verschiebung des sogenannten Abflussregimes führen. „Was genau im hydrologischen Kreislauf passiert, haben wir am Fallbeispiel des Großraums Kitzbühel mithilfe von Computersimulationen erforscht“, beschreibt Vanham. Er und seine Kollegen haben den Einfluss verschiedener Klimawandelszenarien auf die hydrologischen Wasserbilanzkomponenten im Untersuchungsgebiet simuliert. Die Simulationen haben gezeigt, dass Dauer und Volumen der Schneedecke abnehmen werden, dieser Verlust der natürlichen Wasserspeicherung führt zu einer Zunahme des Wasserabflusses im Winter, während die Abflussmengen im Spätfrühling, im Sommer und im Herbst sinken. „Das Gebirgswasser gelangt bereits im Frühjahr ins Tiefland. Während der kritischen Sommerzeit hingegen steht weniger Wasser zur Verfügung“, resümiert Vanham. – Blickt man auf den Hitzesommer 2003 zurück, bei dem in Rhein, Po und Rhone Rekord-Niederwasserstände gemessen wurden, so steht Europa vor großen Herausforderungen: 2003 musste die Schifffahrt teilweise gestoppt werden, aufgrund der niedrigen Abflüsse und der Hitze sank die Wasserqualität. Auf der anderen Seite stieg der Wasserbedarf und es kam zu Wassermängeln in der Landwirtschaft, aber auch bei der Kühlung von Kernzentralen in den flussabwärts liegenden Einzugsgebieten. „Eine nachhaltige Wasserbewirtschaftung auf allen Ebenen der Flusseinzugsgebiete wird notwendig sein“, so der Wissenschaftler. „Ein Instrument, das dies beschleunigen könnte, ist die Europäische Wasserrahmenrichtlinie (WRRL)“, ergänzt er. Sie verpflichtet die Mitgliedstaaten zur Festsetzung von Umweltzielen für Oberflächengewässer und Grundwasser und zur Erreichung dieser Ziele bis zum Jahr 2015. Dazu sollen umfassende Analysen der Flussgebiete gemacht und flussgebietsbezogene Bewirtschaftungspläne unter Einbeziehung der Öffentlichkeit erstellt werden.

Speicherung von Wasser unumgänglich

Eine zentrale Frage der Untersuchung war außerdem, wie die Wasserwirtschaft im Gebirge für die Herausforderungen des Klimawandels gerüstet ist. Die Alpine Siedlungswasserwirtschaft ist durch eine kleinteilige, dezentrale Struktur bekannt. Grundsätzlich hat jede Gemeinde ihr eigenes Trinkwasserversorgungssystem, gespeist von Quellen und Grundwasser. In der heutigen Situation ist die Wasserverfügbarkeit im Winter am geringsten. Die Flüsse haben ihre niedrigste Wasserstände und die Quellen ihre niedrigsten Schüttungen. Auf der anderen Seite ist der Wasserbedarf aufgrund der Beschneiung von Schipisten und der hohen Anzahl an Touristen sehr hoch. „Unsere Analysen zeigen, dass Speicherteiche für die Beschneiung notwendig sind. Ohne Speicherung können ökologisch erforderliche Wassermengen in Flüsse und Bäche nicht behalten werden, vor allem während der Zeit der Grundbeschneiung zu Beginn des Winters“, betont Vanham. Durch den Klimawandel, aber auch durch den demografischen Wandel wird sich die Wasserverfügbarkeit verändern und der Wasserbedarf ansteigen. „Wenn die Wasserbewirtschaftung nachhaltig – mittels Speicherteiche für die Beschneiung und Notverbindungen zwischen bestimmten Wasserversorgungssystemen – erfolgt, werden keine regionalen oder lokalen Defizite auftreten“, beruhigt der Wissenschaftler.

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