Ähnlich wie beim Flusswasser lassen sich für die Talsperren zusammenfassend folgende Aussagen treffen.
1. Erwärmung des Wassers – Vergrößerung des Hyperlimnion – Verkleinerung der Zone mit guter Wasserqualität (Hypolimnion) (harte Aussage)
2. Erwärmung des Wassers – vermehrte Bioproduktion – Verschlechterung der Wasserqualität (mittelharte Aussage)
3. Vermehrte Starkniederschlagsereignisse – mehr Oberflächenabfluss – verminderte Wasserqualität in den Zuflüssen (höhere Nahrstofflasten) – Höhere Sedimentlast (weiche Aussage)
4. Punkt 3 verstärkt noch die in Punkt 2 genannten Effekte
5. Änderung der jahreszeitlichen Dynamik in den Zuflüssen – (Erhöhung im Winter, Verringerung im Sommer) – größerer Speicherbedarf (mittelharte Aussage)
In der folgenden Abbildung ist der Trend zu wärmeren Wasser erkennbar, die angegebenen Trends bedeuten eine Erwärmung zwischen 0.5 und 0.9 K pro Jahrzehnt für den Monat April.
Auch die Temperaturen in den anderen Monaten mit Ausnahme des Augusts steigen in den in den meisten Trinkwassertalsperren in Nordrhein-Westfalen, Thüringen und Sachsen, wenn auch nicht so stark wie im April, wie in der folgenden Abbildung erkennbar.
Nicht nur bei der Betrachtung der Temperatur zeigt sich diese Erwähnung, sondern auch in einem früheren Aufbrechen des Eises auf der Talsperre im Frühjahr, wie in der folgenden Abbildung dargestellt ist.
Hierbei zeigen sich auch Jahre an denen eine Vereisung komplett ausbleibt. Der Trend zu einem früheren Eisaufbruch ist auch hier erkennbar.
Anstieg der Wassertemperatur der Jahre 1993 bis 2011 von 13 Talsperren (Tag des Eisaufbruchs in den sächsischen Talsperren Gottleuba (a) [420 m ü. M.] und Muldenberg (b) [712 m ü. M.] (Willmitzer et al. 2015).Talsperren unterliegen im Jahresverlauf typischen thermischen Schichtungsverhältnissen. Dieser kann schematisch wie im folgenden Querschnitt dargestellt werden.
Die Entnahme von Rohwasser zur Trinkwasseraufbereitung findet im Normalfall im Hypolimnion statt, da hier die Temperatur und Wasserqualität meist höher sind und den geringsten Schwankungen unterliegen. Daher besteht in den Talsperren meist die Möglichkeit Wasser aus unterschiedlichen Tiefen zu entnehmen, wie in dem folgenden Längsschnitt dargestellt.
In den meisten Talsperren in den gemäßigten Breiten finden im Frühjahr und Herbst Zirkulationen des Wasserkörpers einer Talsperre statt. Dies wird durch Dichteänderungen aufgrund der Temperaturänderung über das Jahr verursacht. Zufließendes Wasser wird dabei meist sowohl im Winter wie auch im Sommer im Epilimnion eingeschichtet (wie in der folgenden Abbildung erkennbar), da Wasser ein Dichtemaximum von 4 °C aufweist und das zufließende Wasser meist im Winter kälter und im Sommer wärmer als 4 °C und somit leichter ist.
In den Übergangsjahreszeiten ist diese klare Schichtung gestört da sich die Wassertemperaturen nah der Oberfläche, in tieferen Bereichen und auch im Zulauf kaum unterscheiden.
Durch die Zunahme der Strahlungsintensität und Temperatur im Frühjahr startet die Entwicklung von Phytoplankton in Oberflächennähe. Während der Sommerstagnation stirbt dieses Plankton teilweise ab und sinkt nach unten und wird abgebaut, wobei Laststoffe entstehen können (vgl. folgende Abbildung).
Der Abbau des abgestorbenen Planktons im Tiefenwasser findet unter Zehrung von Sauerstoff statt. Die kann zu anaeroben Verhältnissen führen, welche die Rücklösung von Laststoffe wie Eisen-, Mangan- und Phosphorverbindungen aus dem Sediment begünstigen.
Diese Stoffe fördern wiederum gemeinsam mit den eingetragenen Nährstoffen das Planktonwachstum, welches dann zu einer unerwünschten Algenblüte führen kann (folgende Abbildung).
Die klimawandelbedingten Temperaturänderungen lassen sich in ihrer Wirkung auf Talsperren, wie in dem folgenden Fließdiagramm dargestellt, zusammenfassen.
Ein weiterer genannter Faktor ist die Zunahmen von extremen Niederschlagsereignissen, die häufig mit einer erhöhten Sediment/Nährstofflast einher gehen. Als Beispiel für die Zunahme kann hier die folgende Abbildung gesehen werden.
Hierbei muss allerdings angemerkt werden, dass die Zunahme der Ereignisse von einer besseren Erfassung der Ereignisse und auch von sonstigen Änderungen in den Einzugsgebieten, wie beispielsweise der Landbedeckung, überlagert werden kann, so dass die klimabedingte Zunahme wahrscheinlich etwas überschätzt wird.
Ein Beispiel für die Wirkung des Sedimenteintrags in eine Talsperre findet sich in der nächsten Abbildung.
Zunächst bleibt die Trübungsfahne oberflächennah in der stabil geschichteten Talsperre. Anschließend wird durch die Frühjahrsdurchmischung das Sediment Anfang April im betrachteten Wasserkörper verteilt und langsam durch Sedimentation aus der betrachteten Wassersäule entfernt. Im Übergang zum Mai ist noch einmal eine vermehrte Trübung im oberflächennahen Wasser erkennbar ,die durch Algenaufwuchs verursacht wurde.