Klimawandel in Sachsen -
„Wir passen die Talsperren an“
Regionale Klimakonferenz in Graupa am 23.03.2017
2 | 23.03.2017 |
Ralf Sudbrack Referat Wassergüte
LTV-Vorstellung
❙
Die Landestalsperrenverwaltung (LTV) wurde 1992 als Staatsbetrieb im
Geschäftsbereich des Sächsischen Staatsministeriums für Umwelt und
Landwirtschaft gegründet.
❙
Ihre hoheitlichen Aufgaben sind im sächsischen Wassergesetz festgelegt…
❙
…Sie umfassen die Bereiche Rohwasserbereitstellung, Hochwasserschutz und
Gewässerunterhaltung.
❙
Die LTV plant, baut, betreibt und unterhält die Gewässer I. Ordnung einschließlich
der Grenzgewässer (seit 1994) sowie ein Großteil der wasserwirtschaftlichen
Anlagen des Freistaates Sachsen (Landesbesitz):
Die LTV
Aufgaben I
3 | 23.03.2017 |
Ralf Sudbrack Referat Wassergüte
!
Unterhaltung und Ausbau
von
3.000 km
Gewässern
I. Ordnung
!
300 km
Grenzgewässer
!
600
Wehre und weitere
wasserwirtschaftliche
Anlagen
Wasserversorgung
Hochwasserschutz
Gewässerunterhaltung
!
Betrieb und Unterhaltung
von rd.
140
Talsperren,
Wasserspeichern und
Hochwasserrückhalte-
becken
!
Rohwasser für die
Trinkwasserversorgung
!
Brauchwasser
!
Niedrigwasseraufhöhung
!
5
Überleitungssysteme
!
650
km Deiche
!
100
km
Hochwasserschutz-
mauern
!
rd.
180 Mio. m³
HW-Rückhalteraum
!
Hochwassersteuerung
(Wehre, Umfluter, …)
!
2 Flutpolder
Die LTV
Aufgaben II
4 | 23.03.2017 |
Ralf Sudbrack Referat Wassergüte
!
18.000
Schäden
HW
2002
(Gew. 1. u 2. O.)
!
2.400
Schäden
HW 2010
!
6.300
Schäden
HW 2013
Hochwasserschutz-
Investitionsprogramm
!
47
Hochwasserschutz-
konzepte
!
rd.
550
Gefahrenkarten
!
749
Projekte
!
landesweite Priorisierung
!
Planung und Bau als
Generationenaufgabe
Schadensbeseitigung
!
HW-Gefahren- und
-risikokarten für
580
Ortslagen bis 2019
!
Hochwasserrisikomanage
-mentpläne für
48
Flussgebiete bis 2021
!
Umsetzung WRRL für
172
Zielerreichungs-
gewässer bis 2021
!
Weiterführung als
Daueraufgabe
Umsetzung EU-RL
5
Lufttemperatur (°C)
Wo kommen wir her?
Wo gehen wir hin?
Quelle: DWD/Klimaatlas
„Klimawandel“
Quelle: DWD/Klimaatlas
Niederschlag (mm)
Wo kommen wir her?
Wo gehen wir hin?
Quelle:
DWD Klimaatlas
klimaumwelt/klimaatlas/
klimaatlas_node.html
6 | 23.03.2017 |
Ralf Sudbrack, Referat Wassergüte
Wir sehen bereits deutliche
Klimasignale in den sächsischen Talsperren:
Beispiel 1:
Früherer Eisaufbruch
638 (m.ü.NN)
438,8 (m.ü.NN)
7 | 24. März 2017 |
Name des Präsentators
Beispiel 2:
Eisstärke Talsperre Pöhl
Daten: LTV/Staumeister Talsperre Pöhl
8 | 24. März 2017 |
Name des Präsentators
Beispiel 3:
Zunahme der
Wassertemperatur
(nicht nur in Sachsen)
Auswertung und Grafik: Kathrin Jäschke, TU Dresden (2015) in Zusammenarbeit mit der ATT (AG Trinkwassertalsperren)
23.03.2017
Beispiel 4:
Veränderte Zuflusssituation
10 | 23.03.2017|
Ralf Sudbrack Referat Wassergüte
Klimaprojektionen/Prognosen:
• Die Temperaturen werden steigen (alle Modelle)
• Wärmere Winter (alle Modelle)
• Die Niederschläge in Summe bleiben mehr oder
weniger unverändert, bzw. nehmen nur leicht ab
• Die Verdunstung nimmt zu
•
Die Zuflusssituation ändert sich!
• Differenzen zwischen Ost- und Westsachsen
sowie zwischen Winter und Sommer
Gibt es eine Zunahme der Extreme?
Über die physikalischen Zusammenhänge ist
es wahrscheinlich, aber aus den
Klimamodellen ist es nicht direkt ableitbar,
bzw. nicht projizierbar!
Fazit: Die LTV muss sich einstellen auf:
• Wärmere Winter (
keine Schneerücklage
!)
• Längere und extremere Trockenperioden
• Häufigere (Lokale) Starkregenereignisse
•
Güteprobleme durch o.g. Effekte
Quelle: LfULG; WEREX V-Ensemble (2011)
Lufttemperatur
Niederschlag
| 23.03.2017|
Ralf Sudbrack Referat Wassergüte
Unterschied zwischen
Niederschlag
– und Abflussgeschehen
| 23.03.2017|
Ralf Sudbrack Referat Wassergüte
Unterschied zwischen Niederschlag – und
Abflussgeschehen
13 | 23.03.2017 |
Ralf Sudbrack Referat Wassergüte
Erhöhter Aufwand bei der Talsperrenbewirtschaftung und
Trinkwasseraufbereitung
Einfluss auf das
Stoffaustrags-
verhalten der
Einzugsgebiete
z.B.
Huminstoffanstieg
Einfluss auf die Algen
im Gewässer (Arten,
Menge), z.B. durch
veränderte
Nährstoffverfügbarkeit
Veränderung des
Schichtungsverhalten
der Talsperren
- früherer Eisaufbruch
- veränderte
Zirkulationsphasen
- veränderte Turbulenz-
verhältnisse
Klimawandel
-
veränderte Klima- & Wetterbedingungen
-
Zunahme von Extremereignissen wie
Starkregen und Trockenperioden
Einfluss ökosystemarer Änderungen auf die Wassergüte von Talsperren
- Rückgang des sauren Regens
-
Erhöhung der pH-Werte in Boden
und Wasser
-
zurückgehende N-Deposition
❙
Winter:
❙
früherer Eisaufbruch führt zu
❙
stärkerer Algenentwicklung im Winter und evtl. Artenverschiebungen
❙
Frühjahr
❙
stärkere und schnellere Erwärmung
❙
→ frühere stabile Schichtung (verkürzte Frühjahresvollzirkulation)
❙
Zeitliche Verschiebung der Algenarten
❙
Sommer
Physikochemische Prozesse
❙
Höhere Oberflächen-Temperaturen
Biologische Prozesse
❙
Stabilere Schichtung,
❙
→ Stärkere O
2
-Zehrung im Tiefenwasser
❙
evtl. Höhere Algenentwicklungen
❙
Veränderung der Algenarten
❙
evtl. Wachstum von Cyanobakterien („Blaualgen“)
❙
Herbst
❙
„Erschöpfung“ des Tiefenwassers (Hypolimnionvolumen) durch längere
Sommerstagnation
❙
Anstieg Wassertemperaturen im Rohwasser
❙
O
2
-Zehrung im Tiefenwasser → Anstieg Eisen, Mangan, Ammonium,…
14 | 23.03.2017 |
Ralf Sudbrack, Referat Wassergüte
Auswirkungen des Klimawandels auf die Beanspruchung und
Wassergütebewirtschaftung
von Talsperren
24. März 2017
Klima-
wandel
Wasser-
speicher
Wasser-
beschaf-
fenheit
demo-
graphischer
Wandel
Wasser-
versorgung
Hoch-
wasser-
schutz
Niedrig-
wasser-
aufhöh-
ung
Tou-
ris-
mus
Naturschutz
Auswirkungen des Klimawandels auf die
Beanspruchung und Bewirtschaftung
von Talsperren
Talsperren im Fokus des Ausgleichs: Wird das Spannungsfeld der
Talsperrenbewirtschaftung zukünftig (noch) größer ?
16 | 24. März 2017 |
Name des Präsentators
Klimaprognose Sachsen
Worauf müssen wir uns einstellen?
Stichwort Trockenjahre:
Gerade in Trockenjahren kommt der Bereitstellung von
Rohwasser aus den sächsischen Trinkwassertalsperren
eine hohe Bedeutung zu, denn die Quellfassungen und die
Entnahme aus Fließgewässern geht ebenfalls zurück:
Folgende Folie: Grundwasserstände und Quellschüttungen
Auswirkungen des Klimawandels auf die Beanspruchung und
Wassermengenbewirtschaftung
von Talsperren
Verringerung der
Bereitstellungskapazität
(Auswirkung auf Roh-
wasser und Niedrigwas-
seraufhöhung)
bei gleichzeitig erhöhter
Anzahl von einzelnen
Starkregenereignissen
(notwendiger
Hochwasserschutz)
| 23.03.2017|
Ralf Sudbrack Referat Wassergüte
| 23.03.2017|
Ralf Sudbrack Referat Wassergüte
Wie bereitet sich die LTV vor?
Trockenheit
Wassermenge
❙
Verbundbewirtschaftung /
Kapazitätsausgleich zwischen
Talsperren
❙
Pflege und Sanierung von
Beileitungen (Hanggräben)
❙
Weitere Möglichkeiten
(Extremsituationen)
❙
Erschließung neuer Dargebote
❙
Bau neuer Talsperren/
❙
Bewässerungsspeicher oder
❙
Umnutzung von Anlagen
❙
Nutzung vorhandener Kapazitäten
❙
„Einfahren“ in den Reserveraum
❙
Totraum(Pumpen) nicht bei TWTS!
❙
Stauraumvergrößerung
Wassergüte
❙
Algenentwicklungen
❙
Enge Zusammenarbeit mit den
Rohwasserabnehmern (Daten- und
Informationsaustausch )
❙
Wechsel der Rohwasserentnahmen
❙
Schonung des kalten und klaren
Tiefenwassers (Hypolimnion) durch
eine Integrale Mengen- und
Gütebewirtschaftung
❙
Technische Einrichtungen:
❙
epilimnsiche Entnahmemöglichkeiten
❙
Umleitungen und Beileitungen
❙
O
2
-Einleitung in das Tiefenwasser
21 | 23.03.2017 |
Ralf Sudbrack, Referat Wassergüte
Überleitungen/ Beileitungen der LTV
Trinkwassertalsperren (Auswahl)
Wie bereitet sich die LTV vor?
vermehrt Starkregenereignisse (Zunahme der Extreme)
Wassermenge
❙
IGHR: Gewöhnlicher
Hochwasserschutzraum
(s. Bewirtschaftungsplan)
❙
Schadlose Abgabe
(s. Bewirtschaftungsplan)
Wassergüte
❙
Folgen von Starkregenereignissen:
❙
Erosion: Trübungseinbrüche
❙
PBSM, anthropogene Spurenstoffe, etc
❙
Schutz des Einzugsgebietes:
Multibarrierensystem
❙
Enge Zusammenarbeit mit Fach- und
Vollzugsbehörden (LRÄ/UWB)
❙
Enge Zusammenarbeit mit Land- und
Forstwirtschaft (Kooperationen)
❙
Regelmäßige Kontrollen des EZG
❙
Monitoring der Zuflüsse und weiterer
gütewirtschaftlicher Schwerpunkte im
EZG
❙
Technische Einrichtungen
❙
Umleitungen
❙
epilimnische Entnahmemöglichkeiten
23 | 23.03.2017 |
Ralf Sudbrack, Referat Wassergüte
24 | 23.03.2017 |
Ralf Sudbrack, Referat Wassergüte
Maßnahmen an Trinkwassertalsperren im
Rahmen einer Integralen
Talsperrenbewirtschaftung
Umleitung Hauptsperre
Umleitung Vorsperre
Beileitung
Geröllsperre
Vorsperre
Monitoring
epilimnische
Entnahme-
möglichkeit
Wasser-
werk
Rohwasser-
entnahme
Sauerstoffeintrag
Umleitung Hauptsperre
Umleitung Vorsperre
Beileitung
Geröllsperre
Vorsperre
Monitoring
epilimnische
Entnahme-
möglichkeit
Wasser-
werk
Rohwasser-
entnahme
Sauerstoffeintrag
Bauliche Maßnahmen für die
Gütebewirtscha7ung von Talsperren
Talsperren zur Wasserversorgung -
Anforderungen an die
Gütebewirtscha7ung
TS Klingenberg
Bauliche Maßnahmen für die
Gütebewirtscha7ung von Talsperren
Talsperren zur Wasserversorgung -
Anforderungen an die
Gütebewirtscha7ung
Variable Rohwasserentnahmen
TS Carlsfeld
TS Muldenberg
Epilimnische Entnahmen
Bauliche Maßnahmen für die
Gütebewirtscha7ung von Talsperren
Talsperren zur Wasserversorgung -
Anforderungen an die
Gütebewirtscha7ung
TS Saidenbach
TS Saidenbach
28 | 23.03.2017 |
Ralf Sudbrack, Referat Wassergüte
Technische Einrichtungen für eine Integrale
Mengen- und Güte- Bewirtschaftung
Abgabe aus einem best.
RWEH an das Wildbett
Entlastung über den GA
1) Umleitung VS+HS
2) Umleitung HS
1)
2)
(Rohwasser)abgabe
Epil. Abgabe des Oberflächenwassers
Vorsperre
(VS)
Hauptsperre
(HS)
Epilimnische Abgaben
Bauliche Maßnahmen für die
Gütebewirtscha7ung von Talsperren
Talsperren zur Wasserversorgung -
Anforderungen an die
Gütebewirtscha7ung
TS Klingenberg
TS Klingenberg
Bauliche Maßnahmen für die
Gütebewirtscha7ung von Talsperren
Talsperren zur Wasserversorgung -
Anforderungen an die
Gütebewirtscha7ung
Rückhaltebecken
TS Carlsfeld
31
Vorsperre
TS Klingenberg
Bewirtschaftung der Vorsperre an der
TS Klingenberg und Umleitung der Hauptsperre
Umleitungsmöglichkeiten
Zusammenfassung/ Fazit
33 | 15.11.2016 |
Ralf Sudbrack, Referat Wassergüte
❙
Die Talsperren sind hinsichtlich der prognostizierten Veränderungen bezüglich
Wassermengen- und Wassergütebewirtschaftung gut ausgestattet und weisen
einen hohen technischen Standard auf
❙
Verbundbewirtschaftung
❙
Hochwasserschutzräume
❙
Technische Einrichtungen (Gütebewirtschaftung)
❙
Unsicherheitsfaktoren:
❙
Weitere Klimaentwicklung
❙
Entwicklung von Bevölkerung und Industrie (Bereitstellungskapazität)
❙
Entwicklung der Landnutzung (s. Land- und Forstwirtschaft)
❙
Talsperren stellen hinsichtlich der prognostizierten Klimaentwicklung die
ideale Wasserversorgung für Sachsen dar. Insbesondere können sie
zwischen zu viel (Hochwasser) und zu wenig (Trockenperiode) Wasser
optimal ausgleichen.
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit
Beispiele für technische Maßnahmen
an Trinkwassertalsperren mit Rohwasserentnahme
35 | 24. März 2017 |
Name des Präsentators
Beispiele für technische Maßnahmen
an Trinkwassertalsperren ohne Rohwasserentnahme
36 | 15.11.2016 |
Ralf Sudbrack, Referat Wassergüte
37 | 23.03.2017 |
Ralf Sudbrack LTV FB Technik Referat Wassergüte
Integrale Bewirtschaftung/Einzugsgebiet
Multi-Barrieren-System
