M. Wiegmann, K. Koll & J. Aberle
2025 - 2027
Förderprogramm NEOG, Niedersächsische Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz
Fachbereich Wasser- und Kreislaufwirtschaft der Hochschule Magdeburg
Haus der Wissenschaft
Ein interdisziplinäres Konsortium aus wissenschaftlichen und institutionellen Partnern erforscht Strategien zur naturnahen Entwicklung der Mittelaller, um sie langfristig klimaresilienter zu machen.
„Weltweit wurden Fließgewässer begradigt und ausgebaut, um den Hochwasserschutz zu verbessern oder sie z.B. für die landwirtschaftliche Flächennutzung im Gewässerumfeld nutzbar zu machen. Diese Eingriffe haben zu einem hohen Verlust von natürlichen Gewässerstrukturen und Lebensräumen geführt.
Zusätzlich ist die Eigendynamik der Gewässer in vielen Bereichen durch die Inanspruchnahme der Flächen für Hochwasserschutzmaßnahmen oder landwirtschaftliche Nutzung stark eingeschränkt. Nur 9% der Fließgewässer in Deutschland (3% in Niedersachsen) erreichen heute den von der EU-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) geforderten guten ökologischen Zustand. Gleichzeitig stellen mit dem Klimawandel häufiger auftretende extreme Wetterereignisse wie Dürren und Hochwasser große Herausforderungen an die Wasserwirtschaft. Hier setzt das Forschungsprojekt "KliGeW" an. Ziel ist es, neue Maßnahmen für eine nachhaltige und ökologische wasserwirtschaftliche Entwicklung der Gewässer und des Landschaftswasserhaushalts in Niedersachsen zu identifizieren.
Die Mittelaller dient dabei als Modellregion. Das Projekt untersucht das Konzept von "Schwammlandschaften", um die natürliche Wasseraufnahme- und Speicherkapazität von Flussgebieten zu verbessern, die Fließgewässer naturnäher und damit ökologisch wertvoller zu gestalten und so die Widerstandsfähigkeit gegenüber den Folgen von Extremereignissen wie Überschwemmungen und Dürren zu erhöhen.“ – Pressemitteilung Haus der Wissenschaft (13.05.2025)
Die erste Projektphase widmet sich der Simulation des Wasserhaushalts innerhalb des Projektgebiets mit dem Ziel die Auswirkungen von Maßnahmen am und im Gewässer beurteilen zu können. Der Wasserhaushalt wird dabei durch drei separate miteinander gekoppelte Teilmodelle abgebildet.
Niederschlags-Abfluss Modellierung
Die NA-Modellierung beschreibt die Umwandlung von Niederschlag in Abfluss innerhalb eines Einzugsgebiets. Mithilfe von Niederschlags-, Gelände- und Landnutzungsdaten können Abflussmengen und Wasserstände simuliert sowie hydrologische Prozesse besser verstanden werden. Das NA-Modell liefert im Projekt wichtige Eingangsgrößen für das Grundwassermodell und das 2D-HN Modell und steht somit am Anfang der Modellkette.
2D-hydrodynamische-numerische Modellierung
Das 2D-HN Modell simuliert Wasserstände, Fließgeschwindigkeiten und Fließwege im Untersuchungsgebiet. Im Projekt KliGeW dient sie dazu, den Oberflächenabfluss im Untersuchungsgebiet der Mittelaller abzubilden, um mögliche Rückhalteräume in der Fläche, in Gräben und entlang der Gewässer zu identifizieren. Das 2D-HN-Modell bildet das hydraulische Bindeglied zwischen der Niederschlags-Abfluss-Modellierung und der Grundwassermodellierung. Es übernimmt Zuflüsse, Niederschläge und weitere Randbedingungen aus dem NA-Modell und stellt Wasserstände in Flüssen und Gräben für die Grundwassermodellierung bereit.
3D-Grundwassermodellierung
Das Grundwassermodell bildet die Bewegung und Speicherung von Wasser im Untergrund in einem Modell ab. Auf Grundlage geologischer, hydrologischer und hydrogeologischer Daten können Grund-wasserstände, Fließrichtungen sowie die Auswirkungen unterschiedlicher Bewirtschaftungs- und Klimaszenarien untersucht werden. Für die Berechnungen werden Eingangsgrößen aus anderen Modellen berücksichtigt, beispielsweise Wasserstände in Fließgewässern oder die räumlich verteilte Grundwasserneubildung im Einzugsgebiet.