Optimierter Betrieb eines Talsperrenverbundsystems mit Anpassung an den Klimawandel

Ziel der hier vorgestellten Arbeit war, den Einfluss des Klimawandels auf den Betrieb des Talsperrenverbundsystems im Westharz mit dem Wasserhaushaltsmodell PANTA RHEI abzuschätzen. Weiterhin wurde eine Anpassung des Betriebs an die veränderte Hochwasserbelastung untersucht und ökonomisch bewertet. Die Modellierung der Vergangenheit (1971-2000) mit Beobachtungsdaten gelang sehr gut. Berechnung von Szenarien der Vergangenheit und Zukunft (2071-2100) gelang mit Daten aus WETTREG und REMO für Talsperren, deren Einzugsgebiete nicht vom Brocken beeinflusst sind. Die regionalen Klimamodelle unterschätzen wegen ihrer groben Auflösung die Niederschläge im Hochharz. Die Modellierung ergab eine Verschiebung zu nasseren Wintern und trockeneren Sommern, was eine Anpassung des Hochwasserschutzes erfordert. Ziel der Betriebsanpassung war eine konstante Hochwassergefährdung der Unterlieger bei vergrößerter Belastung der Talsperren. Sie wurde in einem Optimierungsverfahren unter Verwendung eines genetischen Algorithmus ausgeführt. Die Anpassung ist mit dem vorhandenen System technisch machbar. Die Auswirkungen der Betriebsanpassung auf Hochwasserschutz, Trinkwasser- und Energiegewinnung wurden ökonomisch bewertet. Ein möglicher Zugewinn in der Energie- und Trinkwasserproduktion durch das zukünftig größere Wasserdargebot geht durch die Anpassung des Hochwasserschutzes teilweise verloren. Insgesamt ist die Strategie wirtschaftlich, da die Betriebsanpassung zu einer Nutzen-Kosten-Relation im Bereich zwischen zwei und drei führt. Während die Betrachtung der Gefährdung eine Konstanz des Hochwasserschutzes zeigt, tritt bei der Betrachtung des Hochwasserrisikos wegen des Bevölkerungsrückgangs eine Verbesserung des Schutzes hervor. Wenn Hochwasserschutz als konstantes Risiko definiert wird, könnte auch eine Erhöhung der Gefährdung (d.h. der Abgaben) diskutiert werden. Die in der vorliegenden Arbeit entwickelte Methodik kann bei einer Anpassung des Hochwasserschutzes an den Klimawandel den Interessenausgleich zwischen den Akteuren unterstützen.