Entwicklung eines numerischen Modellierungsansatzes zur Simulation des Wasserhaushalts und der Wassernutzung eines Niedermoores unter Berücksichtigung von Landnutzungsänderungen und Klimawandel

Unser Untersuchungsgebiet ist das UNESCO-Biosphärenreservat Spreewald, ein 320 km2 großes Moorgebiet, das 70 km südöstlich von Berlin liegt. Es ist in Ober- und Unterspreewald unterteilt, und sein Hauptzufluss ist die Spree, die zusammen mit der Malxe etwa 80 % des gesamten ausgeglichenen Abflusses speist (Grüneberg, 2021). Der Oberspreewald ist durch ein weit verzweigtes Netz natürlicher Fließgewässer und künstlicher Kanäle und Gräben gekennzeichnet. In den 1930er Jahren wurde damit begonnen kaskadenartigen Stauseegürteln zu bauen, die als Dämme zur Wasserrückhaltung dienen.

Der Spreewald ist ein unersetzliches Ökosystem und bietet Lebensraum für eine Vielzahl an Tier- und Pflanzenarten. Darüber hinaus spielt er eine Rolle für die Regulierung der Treibhausgasflüsse, die Produktion von Grünlandbiomasse, und dient als Tourismus- und Erholungsgebiet (Grossmann und Dietrich, 2012).  Da aquatische Ökosysteme, der Wassertourismus und die sozioökonomische Entwicklung in hohem Maße auf Wasser angewiesen sind, ist die Sicherstellung einer ausreichenden Wasserverfügbarkeit sowohl in Bezug auf die Menge als auch die Qualität von entscheidender Bedeutung für die Erhaltung der Einzigartigkeit der Region.

Als Region mit langfristig negativer klimatischer Wasserbilanz (P-ET) ist der ohnehin schon empfindliche Wasserhaushalt durch die potenziellen Auswirkungen des Klimawandels zusätzlich bedroht: ein Anstieg der Lufttemperatur in allen Jahreszeiten - was zu einer Zunahme der potenziellen Evapotranspiration führt - und eine Verlagerung der Niederschläge vom Sommer in den Winter (Pohle, Koch und Grünewald, 2012). Darüber hinaus ist der langfristig künstlich erhöhte Abfluss der Spree - aufgrund der Einleitung von Sumpfwasser aus den aktiven Braunkohletagebauen - in den letzten drei Jahrzehnten wegen der geplanten Einstellung der Bergbautätigkeit in der Lausitz zurückgegangen.

• Ableitung eines geeigneten Modellierungskonzepts für ein hochdynamisches und gekoppeltes System Grundwasser - Boden - Vegetation - Atmosphäre.
• Quantifizierung der Auswirkungen von Klima- und Landnutzungsänderungen auf diese einzigartige Art von Niedermoorfeuchtgebiet und Ableitung von Kipppunkten im Ökosystem.
• Bewertung der Effizienz verschiedener Wasser- und Landnutzungsstrategien für die Wasserversorgung der Menschen und des Ökosystems.
• Übertragung der Ergebnisse auf ähnliche Einzugsgebiete, in denen sich Feuchtgebiete flussabwärts von Bergbaugebieten in Deutschland (Nordrhein-Westfalen) und Europa (Polen, Tschechische Republik) befinden.