2.3-Mittlerer Abfluss

Einheit: [m3/s]
Stand: 31.12.2019

Bezug zum Klimawandel

Das natürliche Abflussgeschehen in Fließgewässern wird vor allem von der Menge und der jahreszeitlichen Verteilung der Niederschläge in den jeweiligen Einzugsgebieten bestimmt. Darüber hinaus spielen die Art der Niederschläge (Regen oder Schnee), sowie die Morphologie der Einzugsgebiete eine Rolle. Als Folge der Klimaveränderung können sich regionale Niederschlagsmuster ändern. Die Temperaturänderung wirkt sich unter anderem auf den Wasserdampfgehalt der Luft und auf die Zirkulationssysteme der Erde aus. Dies kann sich wiederum in veränderten Abflüssen in Fließgewässern zeigen.

Das natürliche Abflussgeschehen wird aber häufig durch den Einfluss des Menschen verändert. Die ausgewählten Pegelstationen sollten daher möglichst keine anthropogene Beeinflussung und Nutzungsänderungen in der Umgebung aufweisen. Nur dann können Änderungen im Abflussverhalten des Fließgewässers auf rein natürliche Ursachen zurückgeführt werden, wie beispielsweise ein sich änderndes Niederschlagsgeschehen und eine durch steigende Temperaturen bedingte höhere Verdunstung. Darüber hinaus ist auf langjährige Zeitreihen zu achten.

Definition und Berechnung

Als Indikator wurde der mittlere jährliche Abfluss am Pegel Feudingen/Lahn im Kreis Siegen-Wittgenstein ausgewählt. Der mittlere Abfluss (MQ) ist der durchschnittliche Abfluss an einer Messstelle (Pegel) in einem Jahr.

Das LANUV und die Wasserverbände NRW betreiben entlang vieler Fließgewässer in NRW Pegelanlagen, an denen Wasserstände und Abflüsse erfasst und automatisch an die Betreiber übermittelt werden. Der Abfluss wird an circa 300 Messstellen entlang von etwa 160 Fließgewässern in NRW erhoben. Insgesamt wurden 14 Pegel, für die langjährige Zeitreihen vorlagen und ein geringer anthropogener Einfluss angenommen wurde, ausgewertet. Davon zeigten 13 Stationen einen abnehmenden Abfluss, dieser war bei 6 Stationen signifikant bis hochsignifikant. Die Pegelstation Feudingen/Lahn wurde dann exemplarisch für das Klimafolgenmonitoring Nordrhein-Westfalen ausgewählt, da der anthropogene Einfluss hier besonders gering ist.

Dargestellt wird der Abfluss in Kubikmeter pro Sekunde (m3/s) seit dem Jahr 1951 bis heute. Die Mittelwerte der Klimanormalperioden im Messzeitraum werden tabellarisch aufgelistet. Für alle Zeitreihen erfolgt eine Trendberechnung nach dem Mann-Kendall-Test. Ein signifikanter Trend wird als lineare Trendgerade in der Grafik dargestellt. Zusätzlich wird die Veränderung in Prozent über die Zeitreihe berechnet.

Zeitreihe und Trend

Im Mittel betrug der jährliche Abfluss am Pegel Feudingen/Lahn über den gesamten Messzeitraum 0,642 m3/s, für die aktuelle Klimanormalperiode (1990-2019) liegt der jährliche Abfluss bei 0,582 m3/s. Seit Beginn der Messungen im Jahr 1951 ist der mittlere Abfluss am Pegel um etwa 23 % (0,163 m3/s) gesunken (Differenz zwischen Anfang und Ende der linearen Trendberechnung). Der Trend ist nach dem Mann-Kendall-Test sehr signifikant. Mit 0,592 m3/s verhält sich der Abfluss für das abgelaufene Jahr 2019 unauffällig.

Folgende Tabelle zeigt die Abfluss-Mittelwerte verschiedener 30-Jahr-Perioden sowie für den gesamten Messzeitraum ab 1951:

Zeitraum Zeitreihe
ab 1951
1951-1980 1961-1990 1971-2000 1981-2010 1990-2019
Mittelwert [m3/s] 0,642 0,682 0,683 0,604 0,626 0,582


Abb.:
mittlerer Jahresabfluss MQ [m³/s] an der Station Feudingen/Lahn ab 1951