Durch den Klimawandel werden die Leistungen von Gewässern möglicherweise eingeschränkt und das Leistungsvermögen von bestehenden Wasserver- und Abwasserentsorgungssystemen wird eventuell überfordert. Gewässer können bspw. ihre Qualität als Lebensraum verlieren oder nur noch unzureichende Wassermengen oder -qualitäten für die Trinkwasserversorgung liefern. Die dadurch verursachten Kosten sind den Veränderungen in der natürlichen Umwelt („Klimawandel“) geschuldet. Offen ist dabei, in welchem Ausmaß es zu einem Klimawandel kommt und welche konkreten Folgen er mit sich bringen wird. Dies erschwert die Auswahl geeigneter Anpassungsmaßnahmen.
Wie kann eine regionale Anpassung an die Auswirkungen des Klimawandels zukunftsfähig gestaltet werden? Diese Frage steht im Zentrum des Forschungsprogramms „Klimawandel in Regionen zukunftsfähig gestalten“ (KLIMZUG) des Bundesministeriums für Bildung und Forschung. Innerhalbes Programms wird das Projekt dynaklim (Dynamische Anpassung an den Klimawandel in der Emscher-Lippe-Region) gefördert. Im Zeitraum von fünf Jahren (2009-2014) soll ein Netzwerk aufgebaut und sollen gemeinsam mit regionalen Akteuren Elemente einer zukunftsfähigen Anpassung entwickelt werden. Zwei Zukunftsworkshops sind im Jahr 2010 der Ort gewesen, an dem von Extremereignissen (Hochwasser) betroffene Bürgerinnen und Bürger, Vertreterinnen und Vertreter aus der Zivilgesellschaft und kommunaler Verwaltungen miteinander über den Klimawandel und dessen Gestaltung nachgedacht haben. Sie haben Geschichten über mögliche Zukünfte (der Szenarienworkshop) erzählt und ein Leitbild als normativen Orientierungsrahmen (der Leitbildworkshop) entworfen.
Im Forschungs- und Netzwerkprojekt dynaklim untersucht die Emschergenossenschaft u. a. die wasserwirtschaftlichen Auswirkungen von klimabedingten Veränderungen des Grundwasserhaushalts in den urbanen Siedlungsgebieten. Dazu sollen mit Hilfe der vorliegenden numerischen Grundwassermodelle unter Berücksichtigung der Realisationsergebnisse des regionalen Klimamodells COSMOCLM realistische Auswirkungsszenarien und Anpassungsstrategien für die Siedlungsentwässerung abgeleitet werden. Zur Abbildung der innerjährlichen Verschiebungen der Niederschläge ist es erforderlich, die Grundwasserneubildung als ausschlaggebende Wasserhaushaltsgröße für die Modellierung instationär und flächendifferenziert zu berechnen. Da bislang keine verifizierten instationären Wasserhaushaltsmodellansätze verfügbar sind, wurde in Anlehnung an die bisher bekannten Verfahren ein geeignetes Werkzeug entwickelt, dass bei der instationären Erweiterung der stationär kalibrierten Grundwassermodelle die Massenbilanz erhält. Die damit durchgeführten stationären und instationären Nachkalibrierungen der Grundwassermodelle weisen eine gute Anpassung auf. Aus der klimatischen Bodenwasserbilanz wurden Trends bis zu den Jahren 2050 und 2100 im Emschergebiet berechnet. Im Ergebnis ist zu erwarten, dass die Grundwasserstände größeren innerjährlichen Schwankungen unterliegen werden als heute.
Es wurde untersucht, welchen Einfluss die Temperatur auf die Zusammensetzung wirbelloser Lebensgemeinschaften (Makrozoobenthos, MZB) in den großen Flüssen Lippe, Ems und Ruhr hat und ob sich eine Temperaturerhöhung durch den Klimawandel auf die Bewertung solcher Gewässertypen nach EU-Wasserrahmenrichtlinie auswirken kann. Da die mittleren Jahreswassertemperaturen an einer Probestelle einen signifikanten Erklärungsanteil an der Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft haben, wurde eine neue biologische Messgröße (Metrik) abgeleitet, deren Größe von der Temperatur abhängt: Die Häufigkeiten wärmeliebender Neozoen-Arten des Makrozoobenthos steigen signifikant mit der Temperaturzunahme an einer Probestelle. In den thermisch veränderten Probestellen der Lippe sind die Häufigkeiten deutlich höher als in der Ems und in der Ruhr. Es wurden Grenzwerte abgeleitet, um die thermische Veränderung einer Probestelle durch den Metrik „Häufigkeiten wärmeliebender Neozoen“ näher zu beschreiben. Die aktuell in Deutschland zur Bewertung des Fließgewässertyps 15g (Großer sand- und lehmgeprägter Fluss des Tieflands) verwendeten Metriks und der Saprobienindex des PERLODES Verfahrens, die vorrangig morphologische Degradation und organische Belastung anzeigen sollen, reagieren signifikant auf erhöhte Wassertemperaturen. Die Bewertung von hydromorphologischer Degradation und der organischen Belastung ist bei gleichzeitig bestehender thermischer Veränderung also nicht gesichert. Durch Anwendung des Metriks „Häufigkeiten wärmeliebender Neozoen“ können thermisch veränderte Probestellen identifiziert werden und die Ergebnisse nach PERLODES und nach dem Saprobiensystem als nicht gesichert bewertet werden.