Im Forschungs‐und Netzwerkprojekt dynaklim untersucht das IWW u. a. die wasserwirtschaftlichen Auswirkungen von klimabedingten Veränderungen des Grundwasserhaushalts auf die Wassergewinnung. Mit dem Grundwasserströmungsmodell Üfter Mark wurden stationäre Simulationen für die nahe (2021‐2050) und ferne (2071‐2100) Zukunft durchgeführt und mit dem Istzustand (1961‐1990) verglichen. Als Grundlage für die Simulationen wurde die Grundwasserneubildung für die genannten Varianten in Abhängigkeit von den sich ändernden Niederschlägen und potenziellen Verdunstungen berechnet. Ebenso wurde der sich verändernde Beregnungsbedarf mit Hilfe von klimatischen Bodenwasserbilanzen ermittelt und in der Grundwassermodellierung berücksichtigt. Eine Veränderung der Entnahmemengen für die Trinkwasserversorgung wurde dagegen nicht vorgenommen. Die im Folgenden dargestellten Ergebnisse stellen Prognosen der möglichen zukünftigen Entwicklung, basierend auf den betrachteten Klimaprojektionen, dar. In der nahen Zukunft ist die Grundwasserneubildung höher als im Istzustand. Auch der Beregnungsbedarf ist etwas höher als heute, gleicht aber die erhöhte Grundwasserneubildung nicht aus, so dass das Grundwasserdargebot in der Bilanz geringfügig höher ist als heute. Dadurch verkleinern sich die Einzugsgebiete der Brunnen. In der fernen Zukunft entspricht die Grundwasserneubildung in etwa der heutigen. Da der Beregnungsbedarf auf den Ackerflächen gegenüber dem Istzustand deutlich steigt (trockene Sommer), kommt es zu einem Defizit beim Grundwasserdargebot von ca. 20 %. In der Folge würden die Grundwasserstände signifikant absinken. Dies würde zur Vergrößerung der Einzugsgebiete der Brunnen und zu einem geringeren grundwasserbürtigen Abfluss in den Fließgewässern führen. Die Simulationsergebnisse verdeutlichen, dass durch die konkurrierenden Nutzungen von Grund‐ und Oberflächengewässern, insbesondere im Zeichen des Klimawandels erhebliche Probleme entstehen bzw. bereits bestehende weiter verschärft werden können. Ansteigende Beregnungsmengen können so auch heute schon nicht mehr konfliktfrei durch eine Vergrößerung des Einzugsgebietes ausgeglichen werden, sondern gehen zu Lasten der Fließgewässer (Folge: ökologische Beeinträchtigungen) oder verursachen örtlich und temporär stark sinkende Grundwasserstände (Folge: Landwirtschaftliche Ertragsverluste in nicht beregneten Regionen).
Die Ergebnisse der aktuellen dynaklim Befragung ergeben, dass die Auswirkungen des Klimawandels ein stark medienvermitteltes Thema sind und dabei die visuellen Massenmedien wie Presse und Fernsehen als Informationsquelle eine zentrale Rolle spielen. Die befragten Verbraucherinnen und Verbraucher aus dem Versorgungsgebiet der Rheinisch Westfälische Wasserwerksgesellschaft mbH (RWW) gehen davon aus, dass die Auswirkungen des Klimawandels auch die regionale Wasserversorgung berühren werden und sehen Hochwassergefährdungen und Qualitätsbeeinträchtigungen im Vordergrund. Um eine Anpassung an die Auswirkungen des Klimawandels im Bereich der Wasserversorgung zu ermöglichen, zeigt sich jeder Dritte bereit, höhere Wasserpreise zu zahlen und fast 60 % bevorzugen dabei eine verbrauchsabhängige Erhöhung. Die Befragten sind allgemein der Ansicht, dass zu wenig für die Anpassung an den Klimawandel getan wird. 36 % sind der Meinung, selbst genug dafür zu tun, für den Wasserversorger bejahen dies 27 %. Der Politik, der eigenen Kommune oder anderen Institutionen wird das weniger bestätigt.
Der Großstadtraum zwischen Dortmund, Bochum, Essen und Duisburg ist einer der am dichtesten besiedelten Wirtschafts- und Ballungsräume in Europa. Durch Starkregenereignisse und lokale Überflutungen wie im Juli 2008 in Dortmund oder 2013 in Bochum und durch längere Hitzeperioden wie in den Sommern 2003 und 2006 wird der Klimawandel zunehmend auch von der Öffentlichkeit wahrgenommen. Die Fachwelt erwartet, dass sich der Klimawandel weiter fortsetzen und immer stärker bemerkbar machen wird, mit unterschiedlichen Folgen und Unsicherheiten für die Entwicklung der Umwelt, Gesellschaft, Wirtschaft und der öffentlichen Daseinsvorsorge. Im Projekt dynaklim werden Szenarien entwickelt, um diese Unsicherheiten, die bei Zukunftsprognosen bestehen, bewusst aufzuzeigen und diese planerisch in den verschiedenen Handlungsbereichen (Siedlungsentwässerung, Trinkwasserversorgung, Grundwasserbewirtschaftung, Oberflächengewässerbewirtschaftung, Wirtschaft, Finanzierung, Kosten etc.), die im Projekt bearbeitet werden, einzubinden. Sensitivitäten und Vulnerabilitäten der verschiedenen, teilweise sehr komplexen Bereiche können mit Szenarien umfassender aufgezeigt und verstanden werden. Szenarien bieten eine konkrete Unterstützung der Umsetzung von Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel. Insbesondere die Kombination von Szenarien der regionalen Klimaentwicklung und sozioökonomischen Szenarien können hierzu einen Beitrag liefern.
Bedingt durch die globale Erwärmung findet eine Erwärmung der oberen Bodenschichten durch längere Hitzeperioden in den Sommermonaten statt. Dies wird besonders in Großstädten mit vielen hochversiegelten Flächen zu erwarten sein. Diese Erwärmung der oberen Bodenschichten und eine klimabedingte Erhöhung der Rohwassertemperaturen können zu einem Anstieg der Trinkwassertemperatur in Trinkwasserverteilungsnetzen führen. Der Einfluss der Wassertemperatur auf hygienisch relevante Mikroorganismen in Trinkwasser und Trinkwasserbiofilmen wurde daher in der vorliegenden
Studie untersucht.
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.
Die Wasserwirtschaft wird sich in Zukunft verstärkt mit dem Klimawandel auseinander setzen müssen. Veränderungen in den Niederschlägen und der Temperatur wirken sich auf die Nutzung von Trinkwasser in Haushalten und in der Wirtschaft sowie auf das Abwasseraufkommen aus. Simultan hierzu unterliegen auch Gesellschaft und Wirtschaft einem immerwährenden Veränderungsprozess. Dazu zählen der demografische Wandel, die wirtschaftliche Entwicklung und die Änderung der Siedlungsstruktur einer Region. Um diese verschiedenen Entwicklungen in ihrer Wirkung auf die Trinkwasser- und Abwassermengen der dynaklim-Region abschätzen zu können und vorausschauendes Handeln betroffener Akteure zu ermöglichen, sind in dieser Studie quantitative Szenarien für die kreisfreien Städte und Kreise entwickelt worden, um die Bandbreite der zukünftigen Herausforderungen der Wasserwirtschaft abzubilden. In allen Szenarien ist mit einem Rückgang der jährlichen Wassermengen (Trink-, Brauch-, Kühl- und Schmutzwasser) zu rechnen. Die in der öffentlichen Abwasserentsorgung abzuleitenden Regenwassermengen können sich je nach Entwicklung der Siedlungsstruktur und des Klimawandels unterschiedlich entwickeln. In der öffentlichen Trinkwasserversorgung ist durch den Klimawandel aber mit einer deutlichen Zunahme der täglichen Spitzenwasserbedarfe im Verhältnis zur durchschnittlich nachgefragten Menge zu rechnen. Diese kann je nach Szenario dazu führen, dass trotz des Rückgangs der jährlichen Wasserbedarfe die Versorgungskapazitäten nur geringfügig reduziert werden können oder (je nach Konstellation einzelner Einflüsse in den Szenarien) noch leicht ausgebaut werden müssen. Um diese Ergebnisse herleiten zu können, werden nach einem kurzen Überblick über die Szenariotechnik in Kapitel 2 die einzelnen Szenarien zunächst näher beschrieben (Kapitel 3). Im folgenden Hauptkapitel 4 werden sie dann quantitativ mit Leben gefüllt, bevor in Kapitel 5 die Ergebnisse (vergleichend) näher betrachtet werden.
Im Einzugsgebiet der Emscher sind in den letzten 200 Jahren große Flächenanteile naturnaher Böden in urbane Bodenlandschaften umgewandelt worden. Heute bestehen geschätzt 40 %, in kleinen Teileinzugsgebieten auch bis zu 70 % der Böden im Emschereinzugsgebiet überwiegend aus Mischungen anthropogener und natürlicher Substrate. Da die Stadtböden in großen Gebieten die Funktionen der naturnahen Böden in Wasser- und Stoffkreisläufen übernommen haben, müssen sie in vielen wasserwirtschaftlichen Planungsprozessen entsprechend ihrer Verbreitung und ihren Eigenschaften berücksichtigt werden. Bisher liegt hierfür kein flächendeckendes, geeignetes Karten- und Datenmaterial vor. Mit URBIS-ER wurde eine Methode entwickelt, räumliche Bodeninformationen für die regionale wasserwirtschaftliche Planung im stark anthropogen überprägten Emscherraum in einem neu entwickelten „Urbanen Bodeninformationssystem Emscher (URBIS-ER)“ bereitzustellen. Rückschlüsse auf die Verbreitung und Eigenschaften der urbanen Böden werden aus Informationen zu Aufschüttungen, Altstandorten und Altablagerungen, Abfallablagerungen sowie städtischen und industriellen Flächennutzungen abgeleitet.
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.
Der Klimawandel wird erheblichen Einfluss auf die Wasserwirtschaft und somit auch auf die Menschen in der Emscher-Lippe-Region haben. Während die Kosten von Anpassungsmaßnahmen an Klimawandelfolgen verhältnismäßig leicht zu bestimmen sind, ist die Bewertung der nützlichen Maßnahmeneffekte schwierig. Der Hauptgrund ist darin zu sehen, dass diese Effekte oft nicht auf Märkten angeboten und nachgefragt werden und deshalb keine Marktpreise als Wertmaßstab existieren. Nach einer Analyse der Ausgangssituation werden verschiedene Werte von Wasser und Gewässern aufgezeigt. Der Informationsbedarf, um nützliche Effekte von Anpassungsmaßnahmen erfassen und bewerten zu können, ist abhängig von verschiedenen möglichen Zielen der Adaptation, die vergleichend vorgestellt werden. Zur monetären Bewertung von Umwelt- und Ressourcenkosten sowie Maßnahmen im Kontext der flexiblen und dynamischen Anpassung der Wasserwirtschaft an den Klimawandel können unterschiedliche Methoden angewandt werden. Dabei sind direkte und indirekte Verfahren bei Primärstudien sowie Sekundärstudien im Rahmen eines Benefit Transfer voneinander zu unterscheiden, deren Anwendungsmöglichkeiten und -grenzen im vorliegenden Paper dargestellt werden. Abschließend werden die Bewertungsverfahren in einer Übersicht anhand eines Kriterienkatalogs gegenübergestellt.