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.
Um Strategien zur Anpassung der Wirtschaft an die Auswirkungen des Klimawandels identifizieren zu können, werden in der vorliegenden Arbeit die bisher gewonnenen Erkenntnisse gebündelt und analysiert. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die bisherigen Forschungsergebnisse mittels einer SWOT so zu verdichten, dass eine möglichst umfassende Wissensbasis für die folgende Strategieentwicklung erreicht wird. Ziel der SWOT ist es, die verschiedenen Einflussfaktoren, die in einer Organisation oder Region bestehen, inklusive ihrer Wechselwirkungen transparent darzustellen. Auf der Grundlage der internen Potenziale (Stärken und Schwächen) und externen Einflüsse (Chancen und Risiken) können strategische Handlungsempfehlungen abgeleitet und formuliert werden. Die auf dieser Grundlage zu erarbeitenden Strategien bilden für den dynaklim-Arbeitsbereich "Klimafokussierte Wirtschaftsentwicklung" das Fundament für ein erweiterungsfähiges Handlungsprogramm mit konkreten Maßnahmen, das Teil der Roadmap 2020 sein wird. Zielgruppe sind die wirtschaftlichen Akteure der dynaklim-Region wie Unternehmen, Wirtschaftsförderungen und Intermediäre sowie in die Strategieentwicklung involvierte Stakeholder.
Es werden zwei Verfahren vorgestellt, die eine Berücksichtigung des Klimaänderungssignals in den Niederschlagsdaten des regionalen Klimamodells CLM bei den wasserwirtschaftlichen Modellanwendungen ermöglichen. Für die Generierung langer Zeitreihen mit hohen zeitlichen und räumlichen Auflösungen, wie sie bei Langzeitserien- und Kontinuumssimulationen benötigt werden, wurde ein Downscaling-Ansatz auf Basis von Radarniederschlagsdaten und objektiven Wetterlagenklassen entwickelt. Für einfache wasserwirtschaftliche Modellanwendungen, die auf Modellregen zurückgreifen, wurden die relativen Veränderungen aufgrund des Klimaänderungssignals in der Zukunft abgeschätzt, die dann bei Variantenuntersuchungen in der Zukunft den Modellregen der Vergangenheit aufgeprägt werden können.
Für ein erfolgreiches Monitoring sind vier Kernelemente wichtig: Informationsbedarf gemäß Zielen, Indikatoren, Bewertungssystem und Handlungsoptionen. Das Monitoringhandbuch gibt mit Stand März 2014 für die einzelnen Ergebnisbereiche einen Überblick über die Anpassungsziele und den daraus resultierenden Informationsbedarf des Projektes dynaklim , über die Indikatoren, anhand derer die Zielerreichung gemessen, und es gibt ein Bewertungssystem, anhand dessen der Zielerreichungsstand bewertet werden kann. Es werden Handlungsoptionen aufgezeigt, die es ermöglichen, bei einer Zielabweichung gegenzusteuern. Bei einigen Ergebnisbereichen konnten diese vier Kernelemente eines Monitorings noch nicht vollständig benannt werden. Das Monitoringhandbuch ist so angelegt, dass es auch nach der Projektlaufzeit regelmäßig weiter fortgeschrieben werden kann.
Abschlussarbeit zur Erlangung des akademischen Grades Master of Science an der RWTH Aachen, Lehr- und Forschungsgebiet Abfallwirtschaft.
Grünflächen können durch die Verdunstung von Wasser eine kühlende Wirkung auf ihre Umgebung haben. In trockenen Sommern steht oft nicht ausreichend Wasser für eine optimale Kühlleistung der Flächen zu Verfügung. Klimamodellierungen prognostizieren eine Häufung dieser Sommer. Der Wasserbedarf, der für die Kühlleistung von Grünflächen bedeutend ist, wird zukünftig steigen. An drei Parkanlagen in der Stadt Bottrop wurden der Bedarf sowie die verfügbaren Wasserressourcen für eine Optimierung der Kühlleistung in extrem trockenen Sommern ermittelt und gegenübergestellt. Aus den Ergebnissen konnten Handlungsoptionen für eine zukünftige Umsetzung zur Verbesserung des Stadtklimas abgeleitet werden.
Im Rahmend des Klimawandels ist unter anderem eine Erhöhung der Hochwasserwahrscheinlichkeit in der Emscher-Lippe-Region zu erwarten. Die über 60 Kläranlagen in der Emscher-Lippe-Region sind dadurch auf sehr unterschiedliche Weise betroffen. Mehr als die Hälfte von ihnen liegt in oder an einem hochwassergefährdeten Gebiet, davon beruht bei acht Anlagen der Schutz auf der Lage hinter einem Deich. Eine erste Betrachtung der spezifischen Gefährdungssituation der drei Kläranlagen Duisburg-Hochfeld, Hamm-Mattenbecke und Hünxe erfolgt im Rahmen dieses Berichtes. Für alle drei Anlagen hat sich gezeigt, dass die Hochwassergefährdung seitens des Anlagenbetreibers und -personal bekannt ist, und ein Risikobewusstsein besteht. Darüber hinaus wurden bereits in verschieden hohem Umfang Maßnahmen zur Verminderung des Risikos ergriffen. Nichtsdestotrotz besteht für keine der Anlagen ein umfassendes und ganzheitliches Hochwasserschutzkonzept, das das Zusammenspiel aller vorhandenen sowie möglichen baulichen und betrieblichen Maßnahmen beinhaltet. Ein umfassender Überblick über Maßnahmen, welche dem Hochwasserschutz auf einer Kläranlage dienen, wird im Anschluss an die Fallstudien gegeben. Dieser verdeutlicht, dass die aufeinander abgestimmte Umsetzung von betrieblichen und baulichen Maßnahmen ein wichtiger Schritt zur Sicherung des Hochwasserschutzes ist. Besonders angesichts der noch kommenden Veränderungen durch den Klimawandel ist sie damit auch ein wesentlicher Baustein einer „Kläranlage der Zukunft“.
Am Beispiel des Wassergewinnungsgebiets Üfter Mark werden die Auswirkungen des Klimawandels auf den Wasserhaushalt in der Projektregion „Emscher-Lippe“ untersucht. Langfristige Trends in der Quantität und Qualität von Wasserressourcen werden modellbasiert erfasst und hinsichtlich ihres Gefährdungspotenzials bewertet. Hierbei zeigt sich v.a. ein in der Zukunft steigender Beregnungsbedarf landwirtschaftlicher Nutzflächen als wesentlicher Schlüsselfaktor. Das für die Beregnung genutzte Grundwasser stellt neben der Düngung und der atmosphärischen Deposition eine zusätzliche Eintragsquelle u.a. für Nitrat, Sulfat und Chlorid dar. Insbesondere die Nutzung oberflächennaher Grundwässer für die Beregnung führt somit zu einem schrittweisen Anstieg der Stoffbelastung im Grund- und Rohwasser. So kann für landwirtschaftlich relevante Parameter wie Nitrat diese zusätzliche Belastungsquelle reduziert werden, wenn die mit dem Beregnungswasser ausgebrachten N-Frachten bei der N-Düngung berücksichtigt werden. Anhand von Prognoseszenarien wird für die Förderbrunnen differenziert untersucht, welchen Effekt ein infolge des Klimawandels veränderter Stofffluss auf die Entwicklung der Rohwasserbeschaffenheit hat. So zeigt sich v.a. in den westlich gelegenen Förderbrunnen eine hohe Sensibilität gegenüber Veränderungen im Stoffaustrag aus der Bodenzone. Eine Beeinflussung der Rohwasserqualität in den östlichen Förderbrunnen ist dahingegen stark zeitlich verzögert.
Für das Trinkwassergewinnungsgebiet Üfter Mark im nordwestlichen Münsterland wurden mit Hilfe des Modells CANDY der Stoffaustrag sowie der Bodenwasserhaushalt unter landwirtschaftlichen Nutzflächen unter Klimawandelbedingungen modelliert. Am Beispiel einzelner Referenzflächen, für die Messwerte zum Stoffumsatz im Boden vorlagen, wurde das Modell an die standörtlichen Bedingungen angepasst. Die Modellläufe für verschiedene Fruchtfolgen und Standortbedingungen zeigten, dass - bei gleichbleibender Bewirtschaftung - allein durch die projizierten veränderten klimatischen Bedingungen ein erhöhter N-Austrag lediglich in Böden mit erhöhten Humusgehalten zu erwarten ist. Ein deutlicher Einfluss des Klimawandels auf erhöhte Bewässerungsansprüche (ca. 100 - 150 mm/a) in der Fernen Zukunft (2071 - 2100) zeichnete sich hingegen in allen betrachteten Fruchtfolgen und Standorttypen ab. Die tatsächliche Entwicklung der landwirtschaftlichen Flächennutzung für die nächsten Jahrzehnte lässt sich auf Grund der vielfältigen Einflussfaktoren und ihrer komplexen Wechselwirkungen nicht belastbar prognostizieren. Die Untersuchungsergebnisse haben jedoch gezeigt, dass durch den Einsatz eines DV-Systems wie CANDY zur Modellierung des Stoff- und Wasserhaushaltes eines Bodens - nach entsprechender Anpassung der Modellparameter an das Untersuchungsgebiet - bei sich abzeichnenden Änderungen der Bewirtschaftung deren Konsequenzen für den Stoffaustrag bzw. den Bodenwasserhaushalt modelliert werden. Durch Variierung der Bewirtschaftungsmaßnahmen kann der Modelleinsatz in der Folge die Entwicklung grundwasserschonende Flächennutzungsverfahren unterstützen.
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).
Schäden an Hab und Gut als Folge des Klimawandels können durch verschiedene technische oder organisatorische Anpassungsmaßnahmen begrenzt werden. Eine vollständige Sicherheit kann allerdings nicht erreicht werden. Versicherungen können dabei helfen, verbleibende Risiken (finanziell) abzusichern. Sie setzen zudem in der Regel einen Anreiz, Vorsorgemaßnahmen zu ergreifen, um Schadenshöhen und Eintrittswahrscheinlichkeiten für Schadensereignisse zu reduzieren. Einen Schutz vor Klimawandelfolgeschäden kann grundsätzlich eine Elementarschadenversicherung bieten. Die Nachfrage ist allerdings bisher verhältnismäßig gering, und auch angebotsseitig zeigen sich Herausforderungen. Trotzdem ist in vielen Ländern eine Elementarschadenversicherung weiter verbreitet als in Deutschland. Hier wird seit längerer Zeit darüber diskutiert, ob vorhandene Anreizlücken bei Nachfragern und Anbietern eventuell durch eine Pflichtversicherung überwunden werden könnten. In dem hier vorgelegten Bericht werden Anreizprobleme auf Versicherungsmärkten, verschiedene praktische Ausgestaltungsformen einer Elementarschadenversicherung und die Diskussion in Deutschland um eine Pflichtversicherung dargestellt.
Sicherung der Trinkwasserqualität bei der Wasserverteilung bei veränderten Bodentemperaturen
(2014)
