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„Das ist eine Mammutaufgabe“ – Interview mit ISOE-Experte Thomas Friedrich zum Stand der Klimaanpassung in Kommunen

Am 1. Juli ist das erste bundesweite Klimaanpassungsgesetz in Kraft getreten. Damit werden Anpassungsmaßnahmen zur staatlichen Aufgabe: Bund, Länder und Kommunen müssen auf allen Verwaltungsebenen Vorsorge gegen die Folgen der Klimakrise treffen. Städte, Landkreise und Gemeinden sind jetzt stark gefordert. Was brauchen sie, um sich gegen Hitze, Dürren oder Starkregen zu wappnen? Ein Forschungsteam unter der Leitung des ISOE – Institut für sozial-ökologische Forschung hat dazu im Auftrag des Umweltbundesamtes eine repräsentative Kommunalbefragung durchgeführt. Ein Gespräch mit Projektleiter Thomas Friedrich über die Reaktionen aus mehr als tausend Kommunen.
Städte und Gemeinden müssen klimafest werden. Die Planung und Umsetzung von Klimaanpassungsmaßnahmen stellt Kommunen allerdings vor große Herausforderungen.

Wie schätzen die Verantwortlichen in den Kommunen diese Aufgabe selbst ein?
Klimaanpassung ist eine Mammutaufgabe für viele Städte, Gemeinden und Landkreise, weil sie weitreichende Herausforderungen für kommunale Planungsabläufe und Strukturen mit sich bringt. Ein Großteil der Verantwortlichen in den Kommunen spürt die Folgen des Klimawandels. Fast zwei Drittel der Befragten schätzen den Handlungsbedarf für Klimaanpassungsmaßnahmen in den kommenden zehn Jahren als hoch oder sehr hoch ein. Die Anstrengungen werden umso höher eingeschätzt, je größer die Kommune ist. Vielfach fehlt es ihnen für die Erstellung von Klimaanpassungskonzepten oder die Planung und Umsetzung von Klimaanpassungsmaßnahmen nach eigenen Angaben noch an spezifischem Wissen, Ressourcen oder Unterstützung.
Für die Kommunalbefragung zur Klimaanpassung haben Sie insgesamt mehr als tausend Städte, Landkreise und Gemeinden befragt. Damit liegt der aktuell umfassendste Datensatz zum Stand und Fortschritt der Klimaanpassungsmaßnahmen in deutschen Kommunen vor.

Gibt es ein Ergebnis, das Sie besonders überrascht hat?
Unser Ziel war es ja, mit unserer Befragung nicht nur die Kommunen zu erreichen, die bereits sehr aktiv sind bei der Klimaanpassung. Wir wollten vor allem auch diejenigen erreichen, die sich gerade erst auf den Weg gemacht haben. Das sind insbesondere kleinere und mittlere Städte und Gemeinden. Diese waren in ähnlichen Kommunalbefragungen bisher meist unterrepräsentiert. In unserer Stichprobe haben 57 Prozent der Kommunen weniger als 20 000 Einwohner*innen, was uns sehr freut. Aber es gab noch eine zweite Überraschung.

Nämlich?
Es hat mich auch überrascht, dass eine deutliche Mehrheit der Kommunen beim Thema Klimaanpassung zwar bereits aktiv ist, die Bearbeitung des Themas innerhalb der kommunalen Verwaltungen allerdings sehr unterschiedlich verankert ist. Das hat viel mit den Kommunengrößen und Kommunentypen zu tun, also ob es sich zum Beispiel um eine kleine Gemeinde handelt, eine kreisfreie Stadt oder einen Landkreis. Die Verantwortlichkeit für das Thema Klimaanpassung ist dann entsprechend in unterschiedlichen Fachbereichen angesiedelt und hängt natürlich auch davon ab, welche Bereiche es überhaupt gibt. Bei kleinen Städten und Gemeinden liegt die Verantwortung eher bei der Stadtplanung und -entwicklung, während in mittelgroßen Städten die Zuständigkeit oft bei den Umweltämtern liegt. Große Städte haben häufiger ein eigenständiges Klimareferat oder dergleichen.

Welche Maßnahmen werden bereits umgesetzt?
Eine typische Maßnahme ist die Pflege von Grünflächen und deren klimaangepasste Umgestaltung. Etwas mehr als die Hälfte aller Kommunen gab an, öffentliche Grünflächen bei Hitze und Trockenheit zu bewässern. Etwa ein Drittel der Kommunen nannte die Auswahl klimaangepasster und standortgerechter Baum- und Pflanzenarten oder Maßnahmen zur Renaturierung von Gewässern und Grünland. Vielfach werden aber auch Maßnahmen geplant oder umgesetzt, die überhaupt erst die Voraussetzungen für Klimaanpassungsmaßnahmen schaffen, wie zum Beispiel Aktionen zur Aufklärung und Sensibilisierung der Bevölkerung. Und das ist auch gut so. Denn für eine dauerhaft erfolgreiche Umsetzung von Maßnahmen zur Klimaanpassung ist die Akzeptanz der lokalen Bevölkerung ganz entscheidend. Dazu gehört auch, dass die Notwendigkeit und Dringlichkeit von Klimaanpassung nachvollzogen werden kann.

Und wo stoßen Kommunen an ihre Grenzen?
Als mit Abstand größte Herausforderung bei der Planung und Umsetzung von Klimaanpassungsmaßnahmen werden fehlende personelle und finanziellen Ressourcen genannt. Aber auch, und das war dann die dritte Überraschung, die kommunale Verwaltungsstruktur. Mehr als 80 Prozent der Befragten gaben an, dass die Aufgabe Klimaanpassung die vorhandenen Strukturen in der Kommunalverwaltung herausfordert. Das hat viel damit zu tun, dass das Querschnittsthema Klimaanpassung in den Zuständigkeiten von mehreren Ämtern oder Fachbereichen liegt. Das heißt, für eine gelingende Klimaanpassung ist eine fachbereichsübergreifende Kooperation innerhalb der Kommunen notwendig und die muss gut koordiniert und gewollt werden.

Wie können Kommunen bestmöglich unterstützt werden?
Was die finanziellen Ressourcen betrifft, sind natürlich auch Bund und Länder angesprochen, die ja schon vielfach Förderprogramme anbieten. Man muss aber auch sehen, dass viele Mittel nicht abgerufen werden, weil qualifiziertes Personal für die Antragstellung in den Kommunen fehlt. Darauf muss man reagieren. Hier ist der Ansatz, gezielt die Einstellung von kommunalen Klimaanpassungsmanager*innen zu fördern, sicherlich richtig. In etwa zwölf Prozent der Kommunen arbeiten bereits solche Fachleute.
Fast 90 Prozent der Kommunen haben demnach keine Fachkraft für Klimaanpassungsmanagement.

Sind mehr solcher Fachleute die Lösung?
Grundsätzlich wäre es natürlich zu begrüßen, wenn alle Kommunen eigenes Personal für Klimaanpassungsmanagement einstellen könnten. Jedoch brauchen diese Expertinnen innerhalb ihrer Kommunen eine breite Unterstützung, damit sie nicht zu Einzelkämpferinnen werden. Wir haben gesehen, dass lediglich 22 Prozent der befragten Kommunen den Stellenwert, den das Thema Klimaanpassung in ihrer Verwaltung hat, mit „hoch“ angegeben haben. Und das, obwohl der kommende Handlungsbedarf überwiegend als „hoch“ oder „sehr hoch“ eingeschätzt wird. Hier fehlt es oftmals noch an Akzeptanz und einem Dringlichkeitsbewusstsein für das Thema innerhalb der Verwaltung und der Politik.

Gibt es weitere Unterstützungsmöglichkeiten für die Kommunen?
Nicht zu unterschätzen ist der interkommunale Austausch zum Thema Klimaanpassung, der vielerorts auch schon stattfindet. Die Bildung von kommunalen Netzwerken ist gerade dort sehr sinnvoll, wo es um mehr als nur Informationsaustausch geht. Der Austausch von Erfahrungen zwischen Kommunen unterschiedlicher Entwicklungsstufen bietet eine echte Chance, durch praxisnahe Einblicke voneinander zu lernen.

Kann auch die Forschung unterstützend tätig werden?
Auf jeden Fall. Als Forschende müssen wir uns überlegen, wie wir unser Wissen über Notwendigkeit, Dringlichkeit und Machbarkeit von Klimaanpassungsmaßnahmen so aufbereiten können, dass Kommunen es aufgreifen und gut damit arbeiten können. Jemand, der unter Hochdruck versucht, Maßnahmen zu koordinieren, hat schlichtweg keine Zeit, um Studien zu lesen. Daher ist es auch Aufgabe der Forschung, Formate für den Wissenstransfer zu entwickeln, die an die Wissensbedarfe und den Arbeitsalltag in den Kommunen angepasst sind. Am ISOE haben wir uns in den letzten Jahren sehr intensiv mit forschungsbasiertem Wissenstransfer beschäftigt, Formate und Wege entwickelt, die gerade auch Behörden gezielt adressieren. Beispielsweise erarbeiten wir aktuell im Auftrag eines hessischen Ministeriums Transferformate für Kommunen zum Thema Klimaanpassung. Dabei geht es genau darum, nämlich den Wissenstransfer passgenau auf die Bedarfe der Kommunen zuzuschneiden. Hier gibt es sicherlich noch viel Potenzial, etwa für Formate, die insbesondere die Unterschiede zwischen den Kommunen noch besser berücksichtigen.
Dr. Thomas Friedrich leitet am ISOE das Forschungsprojekt „KomKlAn – Wo stehen die Kommunen bei der Anpassung an den Klimawandel und wie kommen sie zu multifunktionalen und transformativen Anpassungslösungen?“, in dem im Herbst 2023 die bundesweite „Kommunalbefragung Klimaanpassung 2023“ durchgeführt wurde.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Thomas Friedrich
KomKlAn – Stand und Fortschritt kommunaler Klimaanpassung in Deutschland
ISOE – Institut für sozial-ökologische Forschung
thomas.friedrich@isoe.de
https://idw-online.de/de/news839732

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Neuartiger landwirtschaftlicher Anbau mit aufbereitetem Wasser: Erstes Reallabor in Betrieb

Anpassung an den Klimawandel
Regionale Nutzungskonflikte um die Ressource Wasser sind keine Seltenheit und werden sich durch den Klimawandel und die zunehmende Beanspruchung der natürlichen Wasserressourcen weiter verschärfen. Insbesondere die wasserintensive Landwirtschaft ist auf effiziente Lösungen angewiesen. Im Forschungsprojekt HypoWave+ setzt ein Landwirtschaftsbetrieb in Niedersachsen derzeit ein besonders wasserschonendes Verfahren für den hydroponischen Anbau von Gemüse mit hochwertig recyceltem Abwasser um. Medien sind eingeladen, die großtechnische Umsetzung in diesem wissenschaftlich begleiteten Reallabor am 20. August 2024 zu besichtigen.

Tomatenanbau im Gewächshaus
In Zeiten des Klimawandels und lokaler Wasserknappheiten geht ein Landwirtschaftsbetrieb im niedersächsischen Landkreis Gifhorn mit einem Großversuch neue Wege für einen wasserschonenden Gemüseanbau: In einem hydroponischen Anbausystem werden Pflanzen in Gefäßen ohne Erde über eine Nährlösung versorgt – unter Hinzunahme von aufbereitetem Abwasser. „Hydroponische Systeme sind an sich schon effizient, da sie mit wenig Wasser auskommen“, sagt HypoWave+-Projektleiter Thomas Dockhorn von der Technischen Universität Braunschweig. „Die Besonderheit im HypoWave-System ist, dass wir aus kommunalem Abwasser ein qualitativ hochwertig aufbereitetes Bewässerungswasser gewinnen, das Frischwasser vollständig ersetzt. Im Vergleich zur konventionellen landwirtschaftlichen Bewässerung können Wasserressourcen damit deutlich effizienter eingesetzt werden.“

Effizienteres Anbauverfahren für die Landwirtschaft
Das innovative HypoWave-System bietet nicht nur eine Alternative zur Bewässerung mit Trink- und Grundwasser, sondern auch eine optimierte Nährstoffversorgung. „Den Pflanzen werden wichtige Stoffe wie Stickstoff und Phosphor direkt aus dem aufbereiteten Wasser zugeführt. Die Wasserqualität ist besonders hochwertig, da sie nährstoffreich und frei von Schadstoffen und pathogenen Keimen ist“, erklärt Dockhorn. Entwickelt und wissenschaftlich erprobt wurde dieses Verfahren von 2016 bis 2019 im HypoWave-Pilotprojekt auf dem Gelände der Kläranlage Wolfsburg-Hattorf. Der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Projektverbund untersuchte zudem vorab die Übertragbarkeit des Verfahrens auf unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten, Prozessketten zur Wasseraufbereitung und verschiedene Pflanzensorten. Die erste großtechnische Umsetzung des hydroponischen Bewässerungssystems erfolgt nun in einem Teilbereich des 1 600 Quadratmeter großen Gewächshauses der IseBauern GmbH & Co. KG. Als Praxispartner im Forschungsprojekt übernimmt der landwirtschaftliche Betrieb aus Wahrenholz im Landkreis Gifhorn die Verantwortung für den Anbau in unmittelbarer Nähe zu einem Klärteich des Wasserverbands Gifhorn. Die Umsetzung wird seit 2021 im Nachfolgeprojekt HypoWave+ wissenschaftlich begleitet.

Größtes Reallabor dieser Art
„Die Inbetriebnahme des bislang größten Reallabors dieser Art durch die IseBauern und die Kooperation mit dem kommunalen Wasserverband Giforn ist für die Forschung eine außerordentliche Chance“, sagt Projektkoordinatorin Martina Winker vom ISOE – Institut für sozial-ökologische Forschung. „Wir können die Entwicklung des HypoWave-Systems mit all seinen wissenschaftlich-technischen wie auch sozialen Innovationen vom Pilotprojekt bis zur Marktreife wissenschaftlich begleiten und uns intensiv mit Fragen des Qualitätsmanagements, der Vermarktung sowie der Kooperation der beteiligten Akteure beschäftigen.“ Wichtig für Wissenschaft und Landwirtschaft gleichermaßen sei es jetzt, dass sich das HypoWave-System an diesem Standort als tragfähig erweist, so dass Best-Practice-Empfehlungen für andere Standorte erarbeitet werden können. „Es wird für den Erfolg des Reallabors ausschlaggebend sein, dass die beteiligten Akteure aus den Bereichen Wasseraufbereitung, Pflanzenbau, Logistik und Handel gut miteinander vernetzt sind und die Vermarktung der Produkte über regionale Vertriebsstrukturen gelingt.“

Trotz Wasserknappheit: Regionale Lebensmittelerzeugung in Zeiten des Klimawandels
Die gesamte Gewächshausfläche der IseBauern kann perspektivisch mit dem HypoWave-Wasser versorgt werden. Der jährliche Ertrag beläuft sich dann bei Tomaten auf bis zu 11 000 Kilogramm Von den insgesamt 15 Anbaulinien sind im ersten Erntejahr zwei Linien für die Tomatenproduktion mit aufbereitetem Wasser vorgesehen. Ihren Weg in den Handel finden die Produkte über die Direktvermarktung des Landwirtschaftsbetriebs, Hofläden und regionale Supermärkte des Projektpartners Edeka-Ankermann. Das Anbauverfahren mit zertifizierter Produktqualität wird für Kunden über einen QR-Code auf der Pappverpackung der Tomaten nachvollziehbar. „Wir verstehen den Anbauversuch als Investition in die Zukunft und als Anpassungsmaßnahme an den Klimawandel“, sagt Stefan Pieper von der IseBauern GmbH. „Wir können uns durch das HypoWave-System von saisonaler Wasserknappheit unabhängig machen und die Ernten vor Wetterextremen sichern. Deshalb kann diese Anbauform eine echte Alternative für die Landwirtschaft sein, auch weil sie wasserschonend ist, Nährstoffe wiederverwendet und eine regionale Gemüseproduktion ermöglicht. Dafür wollen wir mit dem Reallabor die Weichen stellen.“

Vorteile für Betreiber kommunaler Kläranlagen
Der Anbau mit HypoWave-Wasser erweist sich auch für kommunale Betreiber von Anlagen zur Abwasserbehandlung, die ihre Klärteiche für die Wasserwiederverwendung zur Verfügung stellen wollen, als zukunftsfähig. „Wir entnehmen das Wasser aus den Klärteichen, das wir für den Gemüseanbau benötigen. Es wird in einem mehrstufigen Verfahren mit Mikrosieb, neuartigem Aktivkohlebiofilter, Sandfilter und einem UV-Reaktor qualitativ hochwertig aufbereitet. Das überschüssige Wasser fließt entsprechend hochgereinigt in die Klärteiche zurück“, erklärt Thomas Dockhorn. Durch diesen zusätzlichen Reinigungsvorgang können sich die Betreiber den kostspieligen Bau von Pumpwerken und Leitungen zu den nächstgelegenen Kläranlagen ersparen, der andernfalls in einigen Jahren anstünde. „Die Anbauweise in einem Gewächshaus mit gereinigtem Abwasser in Nachbarschaft zu unseren Teichen ist völlig neu für uns, erweist sich aber schon jetzt als Win-Win-Situation für Landwirtschaft und kommunale Wasserunternehmen“, sagt Christian Lampe, Geschäftsführer des Wasserverbandes Gifhorn. „Wir erhoffen uns auch Impulse für die verstärkte Nutzung in der konventionellen Beregnung.“

Das Forschungsprojekt HypoWave+
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Verbundprojekt „HypoWave+ – Implementierung eines hydroponischen Systems als nachhaltige Innovation zur ressourceneffizienten landwirtschaftlichen Wasserwiederverwendung“ im Rahmen der Fördermaßnahme „Wassertechnologien: Wasserwiederverwendung“ innerhalb des Bundesprogramms „Wasser: N“. Wasser: N ist Teil der BMBF-Strategie „Forschung für Nachhaltigkeit“ (FONA). Die Fördersumme beträgt 2,8 Millionen Euro. Die Projektpartner im Forschungsverbund unter der Leitung der Technischen Universität Braunschweig, Institut für Siedlungswasserwirtschaft (ISWW), sind das ISOE – Institut für sozial-ökologische Forschung, das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, die Universität Hohenheim (UHOH), der Abwasserverband Braunschweig (AVB), der Wasserverband Gifhorn (WVGF), IseBauern GmbH & Co. KG, Xylem Water Solutions Deutschland GmbH, Ankermann GmbH & Co. KG, Huber SE und INTEGAR – Institut für Technologien im Gartenbau GmbH.
Informationen zum Forschungsprojekt: www.hypowave.de
Bildmaterial zum Forschungsprojekt: www.flickr.com/photos/102295333@N04/albums/72177720316987006/

Wissenschaftlicher Ansprechpartnerin:
Projektleitung
Prof. Dr.-Ing. Thomas Dockhorn
Technische Universität Braunschweig, Institut für Siedlungswasserwirtschaft
Pockelsstr. 2a
38106 Braunschweig
Tel. +49 531 391-7937
t.dockhorn@tu-braunschweig.de
www.tu-braunschweig.de/isww

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WaX-Lunchtalk: “Wasserextreme im Fokus – Neue Impulse aus der Forschung”

Die intensiven Regenfälle in Süddeutschland im vergangenen Juni verdeutlichen erneut die dringende Notwendigkeit, innovative Management- und Anpassungsmaßnahmen für zunehmende Wasserextreme zu entwickeln. In den vergangenen Jahren kam es jedoch nicht nur zu Hochwasser und Überschwemmungen, sondern auch zu langanhaltenden Trockenperioden, die erhebliche wirtschaftliche und ökologische Schäden verursachten. Neue Ansätze zum Management wasserbezogener Naturgefahren – sowohl für übermäßige als auch für unzureichende Wassermengen – werden im Rahmen der Fördermaßnahme “Wasser-Extremereignisse (WaX)” des BMBF entwickelt.
Mit den Lunchtalks „Wasserextreme im Fokus – Neue Impulse aus der Forschung“ möchten wir die Forschungsergebnisse in die Politik, Verwaltung und Praxis einbringen. Im Herbst 2024 bieten wir an fünf einstündigen Online-Terminen kurz und knapp Einblicke in ausgewählte, praxisrelevante Ergebnisse und Erkenntnisse. Dort stellen die Projekte konkrete Ergebnisse und Werkzeuge, wie Webtools, Bewertungsstrategien und Maßnahmenkataloge, vor und geben wertvolle Impulse. Gleichzeitig möchten wir Potentiale und mögliche Bedenken, genauso wie die Übertragbarkeit der Ergebnisse diskutieren.
Das Format richtet sich an Landes- und Bundesministerien sowie nachgeordnete Behörden. Ebenso eingeladen sind kommunale Verwaltungen, Wasserversorger, Wasser- und Talsperrenverbände und Flussgebietsgemeinschaften.
Weitere Informationen zu den einzelnen Vorträgen und der Anmeldung erhalten Sie hier:
https://www.bmbf-wax.de/termin/wax-lunchtalk-wasserextreme-im-fokus-neue-impulse-aus-der-forschung/

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Anpassung an den Klimawandel: Erstes Reallabor für neuartigen landwirtschaftlichen Anbau mit aufbereitetem Wasser

Regionale Nutzungskonflikte um die Ressource Wasser sind keine Seltenheit und werden sich durch den Klimawandel und die zunehmende Beanspruchung der natürlichen Wasserressourcen weiter verschärfen. Insbesondere die wasserintensive Landwirtschaft ist auf effiziente Lösungen angewiesen. Im Forschungsprojekt HypoWave+ setzt ein Landwirtschaftsbetrieb in Niedersachsen derzeit ein besonders wasserschonendes Verfahren für den hydroponischen Anbau von Gemüse mit hochwertig recyceltem Abwasser um. Medien sind eingeladen, die großtechnische Umsetzung in diesem wissenschaftlich begleiteten Reallabor am 20. August 2024 zu besichtigen.
In Zeiten des Klimawandels und lokaler Wasserknappheiten geht ein Landwirtschaftsbetrieb im niedersächsischen Landkreis Gifhorn mit einem Großversuch neue Wege für einen wasserschonenden Gemüseanbau: In einem hydroponischen Anbausystem werden Pflanzen in Gefäßen ohne Erde über eine Nährlösung versorgt – unter Hinzunahme von aufbereitetem Abwasser. „Hydroponische Systeme sind an sich schon effizient, da sie mit wenig Wasser auskommen“, sagt HypoWave+-Projektleiter Thomas Dockhorn von der Technischen Universität Braunschweig. „Die Besonderheit im HypoWave-System ist, dass wir aus kommunalem Abwasser ein qualitativ hochwertig aufbereitetes Bewässerungswasser gewinnen, das Frischwasser vollständig ersetzt. Im Vergleich zur konventionellen landwirtschaftlichen Bewässerung können Wasserressourcen damit deutlich effizienter eingesetzt werden.“

Effizienteres Anbauverfahren für die Landwirtschaft
Das innovative HypoWave-System bietet nicht nur eine Alternative zur Bewässerung mit Trink- und Grundwasser, sondern auch eine optimierte Nährstoffversorgung. „Den Pflanzen werden wichtige Stoffe wie Stickstoff und Phosphor direkt aus dem aufbereiteten Wasser zugeführt. Die Wasserqualität ist besonders hochwertig, da sie nährstoffreich und frei von Schadstoffen und pathogenen Keimen ist“, erklärt Dockhorn. Entwickelt und wissenschaftlich erprobt wurde dieses Verfahren von 2016 bis 2019 im HypoWave-Pilotprojekt auf dem Gelände der Kläranlage Wolfsburg-Hattorf. Der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Projektverbund untersuchte zudem vorab die Übertragbarkeit des Verfahrens auf unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten, Prozessketten zur Wasseraufbereitung und verschiedene Pflanzensorten. Die erste großtechnische Umsetzung des hydroponischen Bewässerungssystems erfolgt nun in einem Teilbereich des 1 600 Quadratmeter großen Gewächshauses der IseBauern GmbH & Co. KG. Als Praxispartner im Forschungsprojekt übernimmt der landwirtschaftliche Betrieb aus Wahrenholz im Landkreis Gifhorn die Verantwortung für den Anbau in unmittelbarer Nähe zu einem Klärteich des Wasserverbands Gifhorn. Die Umsetzung wird seit 2021 im Nachfolgeprojekt HypoWave+ wissenschaftlich begleitet.

Größtes Reallabor dieser Art
„Die Inbetriebnahme des bislang größten Reallabors dieser Art durch die IseBauern und die Kooperation mit dem kommunalen Wasserverband Giforn ist für die Forschung eine außerordentliche Chance“, sagt Projektkoordinatorin Martina Winker vom ISOE – Institut für sozial-ökologische Forschung. „Wir können die Entwicklung des HypoWave-Systems mit all seinen wissenschaftlich-technischen wie auch sozialen Innovationen vom Pilotprojekt bis zur Marktreife wissenschaftlich begleiten und uns intensiv mit Fragen des Qualitätsmanagements, der Vermarktung sowie der Kooperation der beteiligten Akteure beschäftigen.“ Wichtig für Wissenschaft und Landwirtschaft gleichermaßen sei es jetzt, dass sich das HypoWave-System an diesem Standort als tragfähig erweist, so dass Best-Practice-Empfehlungen für andere Standorte erarbeitet werden können. „Es wird für den Erfolg des Reallabors ausschlaggebend sein, dass die beteiligten Akteure aus den Bereichen Wasseraufbereitung, Pflanzenbau, Logistik und Handel gut miteinander vernetzt sind und die Vermarktung der Produkte über regionale Vertriebsstrukturen gelingt.“

Trotz Wasserknappheit: Regionale Lebensmittelerzeugung in Zeiten des Klimawandels
Die gesamte Gewächshausfläche der IseBauern kann perspektivisch mit dem HypoWave-Wasser versorgt werden. Der jährliche Ertrag beläuft sich dann bei Tomaten auf bis zu 11 000 Kilogramm Von den insgesamt 15 Anbaulinien sind im ersten Erntejahr zwei Linien für die Tomatenproduktion mit aufbereitetem Wasser vorgesehen. Ihren Weg in den Handel finden die Produkte über die Direktvermarktung des Landwirtschaftsbetriebs, Hofläden und regionale Supermärkte des Projektpartners Edeka-Ankermann. Das Anbauverfahren mit zertifizierter Produktqualität wird für Kunden über einen QR-Code auf der Pappverpackung der Tomaten nachvollziehbar. „Wir verstehen den Anbauversuch als Investition in die Zukunft und als Anpassungsmaßnahme an den Klimawandel“, sagt Stefan Pieper von der IseBauern GmbH. „Wir können uns durch das HypoWave-System von saisonaler Wasserknappheit unabhängig machen und die Ernten vor Wetterextremen sichern. Deshalb kann diese Anbauform eine echte Alternative für die Landwirtschaft sein, auch weil sie wasserschonend ist, Nährstoffe wiederverwendet und eine regionale Gemüseproduktion ermöglicht. Dafür wollen wir mit dem Reallabor die Weichen stellen.“

Vorteile für Betreiber kommunaler Kläranlagen
Der Anbau mit HypoWave-Wasser erweist sich auch für kommunale Betreiber von Anlagen zur Abwasserbehandlung, die ihre Klärteiche für die Wasserwiederverwendung zur Verfügung stellen wollen, als zukunftsfähig. „Wir entnehmen das Wasser aus den Klärteichen, das wir für den Gemüseanbau benötigen. Es wird in einem mehrstufigen Verfahren mit Mikrosieb, neuartigem Aktivkohlebiofilter, Sandfilter und einem UV-Reaktor qualitativ hochwertig aufbereitet. Das überschüssige Wasser fließt entsprechend hochgereinigt in die Klärteiche zurück“, erklärt Thomas Dockhorn. Durch diesen zusätzlichen Reinigungsvorgang können sich die Betreiber den kostspieligen Bau von Pumpwerken und Leitungen zu den nächstgelegenen Kläranlagen ersparen, der andernfalls in einigen Jahren anstünde. „Die Anbauweise in einem Gewächshaus mit gereinigtem Abwasser in Nachbarschaft zu unseren Teichen ist völlig neu für uns, erweist sich aber schon jetzt als Win-Win-Situation für Landwirtschaft und kommunale Wasserunternehmen“, sagt Christian Lampe, Geschäftsführer des Wasserverbandes Gifhorn. „Wir erhoffen uns auch Impulse für die verstärkte Nutzung in der konventionellen Beregnung.“

Das Forschungsprojekt HypoWave+
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Verbundprojekt „HypoWave+ – Implementierung eines hydroponischen Systems als nachhaltige Innovation zur ressourceneffizienten landwirtschaftlichen Wasserwiederverwendung“ im Rahmen der Fördermaßnahme „Wassertechnologien: Wasserwiederverwendung“ innerhalb des Bundesprogramms „Wasser: N“. Wasser: N ist Teil der BMBF-Strategie „Forschung für Nachhaltigkeit“ (FONA). Die Fördersumme beträgt 2,8 Millionen Euro. Die Projektpartner im Forschungsverbund unter der Leitung der Technischen Universität Braunschweig, Institut für Siedlungswasserwirtschaft (ISWW), sind das ISOE – Institut für sozial-ökologische Forschung, das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, die Universität Hohenheim (UHOH), der Abwasserverband Braunschweig (AVB), der Wasserverband Gifhorn (WVGF), IseBauern GmbH & Co. KG, Xylem Water Solutions Deutschland GmbH, Ankermann GmbH & Co. KG, Huber SE und INTEGAR – Institut für Technologien im Gartenbau GmbH.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Projektleitung
Prof. Dr.-Ing. Thomas Dockhorn
Technische Universität Braunschweig, Institut für Siedlungswasserwirtschaft
Pockelsstr. 2a
38106 Braunschweig
Tel. +49 531 391-7937
t.dockhorn@tu-braunschweig.de
www.tu-braunschweig.de/isww
https://idw-online.de/de/news838101

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KI basiertes Hochwasserfrühwarnsystem für die Altstadt von Goslar

Durch die Klimaerwärmung nehmen extreme Wetterereignissen, wie Starkregen und Dürren, zu. Dies zeigt sich vor allem in der belegbaren Zunahme von Trogwetterlagen, bei denen es zu längeren Hitze- oder Starkregenphasen kommt. Auch in Deutschland führt diese Entwicklung zu erheblichen wirtschaftlichen und sozialen Herausforderungen. Besonders akut sind aus Starkregen resultierende Überflutungen und Sturzfluten, da hier nur eine rechtzeitige Frühwarnung Menschenleben retten kann.
Im Nachgang an das Hochwasser in der Goslarer Altstadt im Sommer 2017 hat das Institute for Software and Systems Engineering der Technischen Universität Clausthal (ISSE) gezeigt, dass sich Hochwasserereignisse mit Hilfe künstlicher Intelligenz (KI) unter Betrachtung verschiedener meteorologischer und hydrologischer Daten deutlich präziser vorhersagen lassen. Dafür wurden ein “KI basiertes Hochwasserfrühwarnsystem” entwickelt. Notwendig sind dazu Daten mit einer Genauigkeit von 15 Minuten zu Niederschlagsmengen und Pegelständen von Messtationen. Die Herausforderungen der geringen Datenlage zu Extremereignissen wurde durch den Einsatz von sogenannten residuellen Long-Short-Term-Memory-Netzen angegangen. Das bedeutet, dass im Trainingsdatensatz selbst keine Extremereignisse enthalten sein müssen, um diese vorherzusagen. Im Raum Goslar können die vorhandene Sensorinfrastruktur sowie historisch erhobene Daten genutzt werden. Hierbei soll die Künstliche Intelligenz die empirischen Daten wie Niederschlag, Bodenfeuchtigkeit, Sonneneinstrahlung über einen vergangenen Zeitraum observieren und in Verhältnis mit dem aktuellen Wasserpegel setzen. Es wird eine mögliche Korrelation vorausgesetzt, so dass gefährliche Spitzenwerte frühzeitig vorausgesagt werden können. Das Prognoseverfahren ist damit ein Kernstück für die Koordination einer Reihe baulicher Maßnahmen zur Prävention von Hochwasser und Überflutungsereignissen. Es wird nun in der Leitwarte des Krisenstabes in Goslar eingesetzt und erlaubt die zwei- bis vierstündige Vorhersage von Hochwassern.
Das System wurde gemeinsam von dem ISSE und den Harzwasserwerken entwickelt, die im Rahmen des Verbundprojektes TrinkXtrem zusammen an der Anpassung der Trinkwasserversorgung an Extremereignisse arbeiten, insb. während Dürreperioden. Die Region im Harz ist jedoch sowohl von Trockenheit als auch von Hochwasser und Überflutungen geprägt. Aus der bereits existierenden Kooperation resultierte die weitere Zusammenarbeit am KI-Prognosesystem für die Stadt Goslar.

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EnAqua-Dialog: Wasser für die Energiewende – Lösungskonzepte im Dialog mit den Akteuren

Die Energiewende wird als gesamtgesellschaftliche Aufgabe von dem überwiegenden Teil der Bevölkerung positiv wahrgenommen. Gleichzeitig bestehen Herausforderungen und Konfliktpotenziale innerhalb dieses Transformationsprozesses. Manche Konflikte sind direkt sichtbar, andere sind eher latent, aber für das Gelingen der Energiewende nicht minder von Bedeutung. Bei der Planung von Wasserstoff-Hubs etwa sind die Nutzungskonflikte um die Ressource Wasser bisher nicht als systemische Herausforderung erkannt worden – und damit auch nicht adäquat thematisiert.
Die Wechselwirkungen der Wasserstoff- mit der Wasserwirtschaft stechen als eines von vielen Beispielen für Nutzungskonflikte im Rahmen der Energiewende heraus. Vor dem Hintergrund einer zum Teil äußerst angespannten Wasser-Konkurrenzsituation – lange Dürreperioden und Wassermangel infolge des Klimawandels – müssen gerade für diese Konfliktsituationen schnellstmöglich effiziente Lösungsansätze gefunden werden.

Ein Konsortium aus Geistes- und Naturwissenschaftlerinnen und -wissenschaftlern entwickelt aktuell gemeinsam mit Wasser- und Energieversorgern aus zwei Wasserstoff-Modellregionen (Metropolregion NordWest und Metropole Ruhr) einen Dialogprozess mit dem Namen »EnAqua«.

Wissenslücken schließen und Zielkonflikte aufzeigen
Die Projektpartnerinnen und -partner wählen jeweils einen Wasserstoff-Pilotraum in den Modellregionen aus und analysieren die räumliche-infrastrukturelle Situation: Wie ist die hydrogeologische und klimatische Situation vor Ort? Welche vorhandene Wasserstoff- und Wasserinfrastruktur gibt es? Sie untersuchen zudem die ökologische Situation und die Akteursstruktur. Auf dieser Datengrundlage werden Wechselwirkungen zwischen den Faktoren und Konkurrenzsituationen im Pilotraum analysiert. Beispielsweise verstärkt der Ausbau der Produktionskapazitäten von Wasserstoff (Faktor: räumliche Entwicklung) bei wachsendem Trockenstress (Faktor: Klima) den Wettbewerb um Wasser.

Der EnAqua-Dialog setzt auf die Teilnahme aller betroffenen Akteurinnen und Akteure und bezieht sowohl die Interessen von Bürgerinnen und Bürger als auch die der Industrie, Landwirtschaft, Versorger und Kommunen mit ein. »Wir entwickeln den Dialog als szenarienbasierten Prozess mittels WebGIS-Anwendungen und strukturierter Kommunikations-, Abstimmungs- und Meinungsbildungsprozesse«, erklärt Projektleiterin Dr. Ilka Gehrke vom Fraunhofer UMSICHT.

Transfer für andere Regionen
Der Dialogansatz soll später zügig auf andere Regionen übertragbar sein, wo er noch während der Markthochlaufphase Lösungen für weitere Nutzungskonflikte in der Energiewende ermöglicht. Ilka Gehrke fügt abschließend hinzu: »Perspektivisch lässt sich so eine Beschleunigungswirkung erzielen, da mögliche Konflikte pro-aktiv im Dialog adressiert werden.«

Weitere Informationen:
https://www.umsicht.fraunhofer.de/de/projekte/why.html WHy: Wasser für die grüne Wasserstoffwirtschaft

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Neuer Bericht der IKSR zur Entwicklung der Abflüsse des Rheins unter dem Einfluss des Klimawandels

Der Klimawandel ist eine der größten Herausforderungen der Gegenwart, auch für die Wasserwirtschaft. Trockenheit, Hochwasser und hohe Wassertemperaturen können sich negativ auf das Ökosystem des Rheins und seiner Nebenflüsse sowie auf Wassernutzungen auswirken.

Internationale Fachleute aus den Staaten im Rheineinzugsgebiet haben anhand der neuesten Klimadaten untersucht, wie sich die Abflüsse des Rheins und seiner wichtigsten Nebenflüsse bis 2100 voraussichtlich entwickeln werden.
In den Monaten November bis April steigt tendenziell die Hochwassergefahr. Von Mai bis Oktober wird Trockenheit voraussichtlich häufiger vorkommen, länger andauern und stärker ausgeprägt sein. Der ausgleichende Einfluss der Gletscher- und Schneeschmelze, die zu dieser Jahreszeit den Rhein mit Wasser versorgt und so die geringe Niederschlagsmenge ausgleicht, nimmt bis Ende des Jahrhunderts weiter ab. Der Rhein wird dadurch stärker von Regen abhängig sein. Regional erwartet man im Sommer außerdem häufigere Sturzfluten, wie zuletzt im Juli 2021 unter anderem in der Eifel und den Ardennen.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die Häufigkeit und Intensität der hydrologischen Extreme weiter und schneller als vor zehn Jahren angenommen zunehmen werden. Durch den fortschreitenden Klimawandel nimmt der Druck auf das Ökosystem Rhein zu, die Trinkwasserversorgung wird aufwändiger und die Schifffahrt wird vermehrt eingeschränkt. Deshalb besteht ein dringender Handlungsbedarf, Anpassungsmaßnahmen zu erarbeiten und umzusetzen.

Den Rhein klimafit machen
Die neue Studie dient als eine wichtige Grundlage zur Überarbeitung der IKSR-Strategie zur Anpassung an den Klimawandel. Hierzu ist im Frühling 2025 ein Workshop mit vom Klimawandel betroffenen Nutzergruppen geplant.

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Jetzt anmelden: Zwischen Dürre und Flut – Wasserressourcen und -management in Städten und Landschaften

Dr. Tanja Ernst Stabsstelle Wissenschaftskommunikation
ARL – Akademie für Raumentwicklung in der Leibniz-Gemeinschaft
Einladung zur Teilnahme an der fachöffentlichen Tagung der ARL-Foren Nordost und Nordwest am 12./13.09.2024 in der Alten Kachelofenfabrik in Neustrelitz.
Der anthropogene Klimawandel stellt die Akteure der Raumentwicklung in Norddeutschland vor große Herausforderungen. Zukünftig werden sich hier klimawandelbedingt erhebliche Auswirkungen auf den regionalen Wasserhaushalt zeigen: Sommerliche Trockenperioden, Starkniederschläge und Überflutungen werden häufiger und stärker auftreten. Diese Veränderungen erfordern regionale und lokale Anpassungen sowie ein Umdenken der Akteure. In der Wissenschaft wird Klimaanpassung insbesondere im Zusammenhang mit sozial-ökologischer Transformation, systematischer Risikovorsorge, Resilienz sowie technischen, sozialen und naturbasierten Lösungen diskutiert. Nicht zuletzt ist dabei auch die Raumordnung gefragt, entsprechende Vorsorge zu treffen – die letzte Novelle des Raumordnungsgesetzes bietet dafür Anhaltspunkte.
Die Veranstaltung widmet sich der komplexen Thematik der Wasserressourcen und des entsprechenden -managements in Norddeutschland. Die Tagung umfasst vier Themenblöcke:
„Dürren, Trockenheit, Wasserknappheit“,
„Hochwasser- und Küstenschutz“,
„Moorböden und Landschaftsentwicklung“ sowie
„Wassermanagement in der Planungspraxis“.
Dabei richten wir den Blick insbesondere auf eine nachhaltige Raumentwicklung und planerische Transformationen von Städten und Landschaften.
Zum Programm: https://www.arl-net.de/de/media/532/inline
Interesse geweckt? Dann melden Sie sich direkt und kostenfrei unter folgendem Link bis zum 28. August 2024 an: https://pro.formcloud.de/formcycle/form/provide/19651/.
Zur Veranstaltungsankündigung: https://www.arl-net.de/de/blog/zwischen-d%C3%BCrre-und-flut-%E2%80%93-wasserress…
Mehr zu den Regionalen ARL-Foren: https://www.arl-net.de/de/content/landesarbeitsgemeinschaften

Die ARL – Akademie für Raumentwicklung in der Leibniz-Gemeinschaft ist ein Netzwerk exzellenter Fachleute aus Wissenschaft und Praxis. Als soziale Forschungsinfrastruktur bringen wir ausgewiesene Expertisen zu raumrelevanten Themen zusammen. Wir wollen Räume nachhaltig entwickeln. Inter- und Transdisziplinarität prägen unser Denken und Handeln.
arl-net.de // arl-international.com

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Martin Sondermann (ARL)
martin.sondermann@arl-net.de
Dr. Katharina Kapitza (ARL)
katharina.kapitza@arl-net.de

Weitere Informationen:
https://www.arl-net.de/de/media/532/inline

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Klimaanpassung und Wassersicher­heit: TUD und UFZ beteiligen sich an internationalem Forschungspro­jekt

Der weltweit fortschreitende Klimawandel geht mit erheblichen Problemen für die Trink- und Nutzwassersicherheit einher: Folgen fallen je nach Region unterschiedlich aus, Dürren und Hochwasser nehmen zu, lassen sich aber schwer vorhersagen, und für die Wassersicherheit müssen regionale Lösungen erarbeitet werden.
Dieser Aufgabe stellt sich jetzt ein internationales Forschungsteam unter Leitung der kanadischen Wissenschaftler:innen Prof. Lori Bradford und Prof. Graham Strickert von der University of Saskatchewan, zusammen mit Forscher:innen der TU Dresden und des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung Leipzig (UFZ).
Der weltweit fortschreitende Klimawandel geht mit erheblichen Problemen für die Trink- und Nutzwassersicherheit einher. Dabei fallen die Folgen für einzelne Regionen höchst unterschiedlich aus. Hinzu kommt, dass Dürren und Hochwasserereignisse deutlich zunehmen, ihr konkretes Auftreten jedoch schwer vorhersagbar ist. Welche Konsequenzen dies für die Gesellschaft, insbesondere die Bürgerinnen und Bürger vor Ort und deren langfristige Versorgungssicherheit hat, ist nach derzeitigem Forschungsstand unklar. Unstrittig ist jedoch, dass regionale Lösungen für die Wassersicherheit erarbeitet werden müssen.
Dieser Aufgabe stellt sich jetzt ein internationales Forschungsteam unter Leitung der kanadischen Wissenschaftler:innen Prof. Lori Bradford und Prof. Graham Strickert von der University of Saskatchewan. Auch Forscher:innen der TU Dresden und des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung Leipzig (UFZ) beteiligen sich an dem Vorhaben zur Klimaanpassung und Wassersicherheit. Das Projekt „Klima-Kollaboratorium: Gemeinsame Entwicklung von angewandten Theater-Entscheidungslaboren zur Erforschung von Klimawandelanpassung und -minderung“ mit einem Budget von etwa zwei Millionen Euro wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), der National Science Foundation (NSF) in den USA, dem New Frontiers in Research Fund (NFRF) in Kanada und UK Research and Innovation (UKRI) in Großbritannien finanziert. Die DFG stellt rund 500.000 Euro für das deutsche Forschungsteam zur Verfügung.
Entscheidend ist, dass die Lösungsideen zu Wassersicherheit und Klimaanpassung nicht allein von einzelnen Wissenschaftler:innen entwickelt werden. Stattdessen wird die lokale Bevölkerung aktiv in Gestaltungsprozesse eingebunden. Dazu werden aktuelle Politikprozesse analysiert und durch Theatermethoden, wie z.B. Rollenspiele, Möglichkeiten zu ihrer Transformation gemeinsam erarbeitet.
„Die Theatermethoden sollen den Bürger:innen helfen, Klimaprobleme besser zu verstehen und eigene Erfahrungen einzubringen. Die Einbindung lokaler Akteure ist der Schlüssel zur Entwicklung nachhaltiger Lösungen. Gemeinsam können wir realistische und relevante Ansätze für die Wassersicherheit schaffen“, erklärt Prof. Sina Leipold, die am UFZ das Department Umweltpolitik leitet.
Gemeinsam mit Prof. Andreas Hartmann vom Institut für Grundwasserwirtschaft der TU Dresden führt Prof. Leipold das deutsche Team an, das sich auf die sorbische Gemeinde Rietschen im Landkreis Görlitz konzentriert. In Zusammenarbeit mit Bürgermeister Ralf Brehmer, den Bürger:innen, der Lausitz Energie Bergbau AG (LEAG) und der unteren Wasserbehörde Görlitz wird das Projekt durchgeführt.
Prof. Hartmann von der TUD ist für die wasserwirtschaftlichen Simulationen und Projektionen mit einem Grundwassermodell verantwortlich. Seine Expertise in der Modellierung von Grundwasserressourcen trägt dazu bei, realistische Szenarien für Wasserverfügbarkeit und -bedarf zu entwickeln. „Diese Simulationen sind entscheidend, um die Auswirkungen der Klimaanpassungsmaßnahmen auf die Grundwasserverfügbarkeit zu bewerten und den lokalen Gemeinschaften fundierte Empfehlungen zu geben“, erklärt er.
Der Projektstart ist für Oktober 2024 vorgesehen. Geplant ist eine Laufzeit von drei Jahren. Die während der Laufzeit gesammelten Daten zu wasserwirtschaftlichen Szenarien werden anschließend analysiert und in verschiedene Modelle zur Klimaanpassung und Wassersicherheit übersetzt, um deren Umsetzbarkeit zu prüfen. „Die wasserwirtschaftlichen Simulationen helfen uns, den lokalen Gemeinschaften realistische Szenarien für ihre zukünftige Wasserversorgung zu geben und mit ihnen gemeinsam praktikable Handlungsoptionen zu entwickeln“, ist Andreas Hartmann überzeugt.
https://idw-online.de/de/news836998

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Wasser-Extremereignisse (WaX)

In der Fördermaßnahme „WaX – Wasser-Extremereignisse“ arbeiten zwölf Verbundprojekte an fachübergreifenden Lösungen, damit sich Städte und Gemeinden besser auf Starkregen, Hochwasser und Dürren vorbereiten können. 25 Millionen Euro fließen beispielsweise in innovative Monitoring-, Vorhersage- und Kommunikationskonzepte, klimaangepasste Wasserinfrastrukturen sowie Betriebs- und Risikomanagementstrategien.
https://www.fona.de/de/massnahmen/foerdermassnahmen/wasserextremereignisse.php

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Wissen über Wasserextremen überzeugend kommunizieren – Fortbildungsworkshop zu Wissenschaftskommunikation

Schon immer verpacken Menschen komplexe Inhalte in Geschichten und Sagen. Struktur und Emotionalität hilft uns dabei, Wissen und Zusammenhänge verständlicher darzustellen. Fachinhalte anschaulich aufzubereiten, ist jedoch nicht immer leicht. Gerade in der Forschung zu Wasserextremen ist es allerdings unerlässlich, der wasserwirtschaftlichen Praxis, genauso wie der breiten Öffentlichkeit und der Politik Wissen gut verständlich zu präsentieren. Um die Forschungsverbünde der Fördermaßnahme WaX dabei zu unterstützen, organisierte das Vernetzungsvorhaben Aqua-X-Net einen mehrtägigen Fortbildungsworkshop zu „Storytelling in der Wissenschaftskommunikation“.
An drei Vormittagen im April und Mai 2024 lernten insgesamt 15 Teilnehmende aus verschiedenen WaX-Verbünden Strategien und Methoden, um ihre Forschungsergebnisse nachhaltig und anschaulich zu kommunizieren. Themen waren z.B. die richtige Struktur, passende Formulierungen und ansprechende Visualisierungen. Anhand einer „Helden-Geschichte“ konnten die Teilnehmenden selbst das eigene Forschungsthema aufbereiten, Kernbotschaften erarbeiten und zielgruppenspezifische Formate entwickeln. Dadurch bekam jede und jeder die Möglichkeit die Methoden direkt an eigenen Forschungsthemen zu erproben und den anderen zu präsentieren. Welche Rolles spielen zum Beispiel Durchlässe bei Starkregen? Wie beeinflusst der Klimawandel die Spree? Und wie können Städte klimaresilienter gestaltet werden? An den drei Vormittagen konnten die Teilnehmenden nicht nur verschiedene Methoden der Wissenschaftskommunikation lernen, sondern direkt in die spannenden Forschungsthemen der WaX-Verbünde eintauchen.
Wir bedanken uns herzliche bei Dr. Anna Kollenberg für die Durchführung des tollen Workshops!
https://www.bmbf-wax.de/wissen-ueber-wasserextremen-ueberzeugend-kommunizieren-fortbildungsworkshop-zu-wissenschaftskommunikation/

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Lokale Sturzflut-Gefahr vorhersagen

Forschende der Universität Freiburg entwickeln Index, um die Gefahr von Sturzfluten einzuordnen, der lokale Gegebenheiten berücksichtigt.
Aktuell sind große Teile Baden-Württembergs und Bayerns von Starkregen, Hochwasser und deren Folgen betroffen. Neben Flusshochwassern bergen Sturzfluten in solchen Situationen eine große Gefahr. Diese sind schwer vorherzusagen, da bei ihrem Auftreten neben dem Niederschlag viele weitere Faktoren entscheidend sind. Ein Team unter der Leitung von Wissenschaftlerinnen der Universität Freiburg hat nun einen Index entwickelt, der die jeweils erwartete lokale Gefahr von Sturzfluten angibt. Prof. Dr. Markus Weiler, Professor für Hydrologie an der Universität Freiburg, koordiniert das Projekt. In den sogenannten Sturzflutindex (SFI) fließen neben dem Niederschlag Eigenschaften des jeweiligen Gebiets mit ein. Relevant ist etwa, wie viel Wasser die lokalen Böden aufnehmen können: Handelt es sich um versiegelte Flächen? Ist der Boden bereits feucht oder gesättigt? In welchem Maße ist er mit Pflanzen bedeckt? Eine weitere Frage ist, wie das Wasser abfließt: Ist die Gegend flach oder hügelig? Treffen mehrere spontan gebildete Flüsse an einer Stelle aufeinander? Auf Basis von Bodenkarten und Daten etwa zu Landnutzung und Versiegelung berechnen die Forschenden diese lokalen Gegebenheiten mit Hilfe von hydrologischen und hydraulischen Computermodellen. Risiko-Klassen geben an, wie gefährlich erwartete Sturzfluten werden Besonders gefährlich sind Sturzfluten dann, wenn das Wasser mit hoher Geschwindigkeit fließt, der Wasserstand hoch ist, oder bei einer Kombination aus beiden Faktoren. In solchen Fällen könnten Fußgängerinnen oder Fahrzeuge Halt verlieren und weggeschwemmt werden. Um die Gefahr in einem bestimmten Gebiet abzuschätzen, haben die Wissenschaftlerinnen vier Risiko-Klassen definiert: Keine bis geringe Gefahr, mäßige Gefahr, erhebliche bis große Gefahr oder sehr große Gefahr. Bei dieser Einordnung beziehen die Wissenschaftlerinnen historische Erfahrungswerte mit ein. In welche Klasse ein Gebiet fällt, hängt davon ab, welcher Anteil der lokalen Flächen laut Modell von gefährlichen Sturzfluten betroffen sein wird.
Bewohnerinnen rechtzeitig warnen und langfristig vorsorgen Um den SFI zu testen, bestimmten die Forschenden Gefahren bei früheren Hochwassern anhand historischer Daten. Tatsächlich sagte der Index die jeweils betrachteten Sturzfluten korrekt vorher. „Der SFI bietet einen deutlichen Mehrwert gegenüber bloßen Starkregenwarnungen“, sagt Weiler. „Mit Hilfe der Vorhersagen können Bewohnerinnen betroffener Gebiete in Zukunft hoffentlich rechtzeitig gewarnt werden, Alarm- und Einsatzpläne objektiviert und verbessert werden. Langfristig hilft der Index, vorzusorgen und die lokalen Gefahren durch Sturzfluten zu verringern. Um seinen Einsatz voranzutreiben, sind wir bereits mit mehreren Landesämtern im engen Kontakt.“
Der SFI wurde im Rahmen des vom BMBF geförderten Projekts AVOSS (Auswirkungsbasierte Vorhersage von Starkregen und Sturzfluten auf verschiedenen Skalen: Potentiale, Unsicherheiten und Grenzen) entwickelt. An der Forschung beteiligt sind Wissenschaftlerinnen mehrere Universitäten und Forschungseinrichtungen aus ganz Deutschland, die mit Meteorologinnen und Ingenieurbüros zusammenarbeiten.
Quelle: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

https://www.fona.de/de/-lokale-sturzflut-gefahr-vorhersagen-

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Pressemitteilung zum Sturzflutenindex von AVOSS

Großen Teile Baden-Württembergs und Bayerns waren im Juni von Starkregen, Hochwasser und deren Folgen betroffen. Neben Flusshochwassern bergen Sturzfluten in solchen Situationen eine große Gefahr. Diese sind schwer vorherzusagen, da bei ihrem Auftreten neben dem Niederschlag viele weitere Faktoren entscheidend sind. Das Verbundprojekt AVOSS hat nun einen Index entwickelt, der die jeweils erwartete lokale Gefahr von Sturzfluten angibt.

In den sogenannten Sturzflutindex (SFI) fließen neben dem Niederschlag Eigenschaften des jeweiligen Gebiets mit ein. Relevant ist etwa, wie viel Wasser die lokalen Böden aufnehmen können: Handelt es sich um versiegelte Flächen? Ist der Boden bereits feucht oder gesättigt? In welchem Maße ist er mit Pflanzen bedeckt? Eine weitere Frage ist, wie das Wasser abfließt: Ist die Gegend flach oder hügelig? Treffen mehrere spontan gebildete Flüsse an einer Stelle aufeinander? Auf Basis von Bodenkarten und Daten etwa zu Landnutzung und Versiegelung berechnen die Forschenden diese lokalen Gegebenheiten mit Hilfe von hydrologischen und hydraulischen Computermodellen.

Die Universtität Freiburg, die unter Leitung von Prof. Dr. Markus Weiler, Professor für Hydrologie, das Projekt koordiniert, gab dazu am 12. Juni 2024 eine Pressemitteilung heraus. Die gute Medienresonanz zeigt die Dringlichkeit von Forschung in diesem Bereich.

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Natürliche Risiken – Konferenz zu Wasser-Extremereignissen an der Universität Potsdam

Hitze, Starkregen, Überschwemmungen – überall auf der Welt nehmen extreme Naturereignisse zu, mit verheerenden Folgen. An neuen Ansätzen zum Management solcher wasserbezogenen Naturgefahren arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in zwölf Forschungsprojekten, die unter dem Titel „Wasser-Extremereignisse“ (WaX) vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert werden. Das Institut für Umweltwissenschaften und Geographie der Universität Potsdam ist mit einem Verbundprojekt sowie dem begleitenden Vernetzungs- und Transfervorhaben „Aqua-X-Net“ dabei. Die Potsdamer Alma Mater ist nun auch Gastgeberin für das WaX-Statusseminar, das am 20. und 21. September am Campus Griebnitzsee stattfindet.
Seit dem vergangenen Jahr untersuchen die Forschenden in den WaX-Verbundprojekten, wie das Risikomanagement extremer Niederschlagsereignisse, großflächiger Überschwemmungen oder langanhaltender Dürreperioden zukünftig verbessert werden kann, um negative Auswirkungen zu mindern. Die interdisziplinären und anwendungsorientierten Forschungsvorhaben mit Partnern aus Wissenschaft, Wirtschaft und Praxis sowie ein Vernetzungs- und Transfervorhaben erarbeiten praxisnahe und fachübergreifende Ansätze, die die Auswirkungen von Wasserextremen auf die Gesellschaft und den natürlichen Lebensraum begrenzen und dadurch neue Perspektiven für die Wasserwirtschaft eröffnen.
„In diesem Jahr hat man insbesondere im Mittelmeerraum gesehen, wie schnell auf Trockenheit und Brände Starkregen mit Überflutungen folgen können“, sagt Prof. Dr. Annegret Thieken, Professorin für Geographie und Naturrisikenforschung an der Universität Potsdam, die sowohl im Vernetzungsvorhaben als auch im Projekt „Inno_MAUS“ forscht. „Um Schäden solcher Ereignisse wirksam zu verringern, ist es wichtig, die Forschung zu Wasser-Extremereignissen voranzutreiben.“ Dr. Benni Thiebes, Koordinator des Vernetzungsvorhabens und Geschäftsführer beim Deutschen Komitee Katstrophenvorsorge e.V. (DKKV) ergänzt: „Wir brauchen neue Managementstrategien und Anpassungsmaßnahmen, um die Ressource Wasser optimal zu nutzen – insbesondere in Hinblick auf solche gegensätzliche Wasserextreme.“ Die Forschungsschwerpunkte liegen dabei auf digitalen Instrumenten für Monitoring, Analyse, Vorhersage und Kommunikation, auf dem Risikomanagement gegensätzlicher hydrologischer Extreme sowie auf dem Management urbaner Wasserextreme.
Zur Mitte der Förderinitiative findet am 20. und 21. September 2023 das WaX-Statusseminar in Potsdam statt. Dazu sind alle Mitarbeitenden der WaX-Verbünde, assoziierte Partner und weitere Interessierte aus Forschung und Praxis eingeladen. An zwei Tagen erhalten die Gäste durch Vorträge und eine Poster-Ausstellung vielfältige Einblicke in die aktuellen Arbeiten und bisherigen Erkenntnisse der zwölf Forschungsverbünde. Die Fördermaßnahme ist Teil des Bundesprogramms „Wasser: N – Forschung und Innovation für Nachhaltigkeit“, das vom BMBF initiiert wurde. Wasser: N ist Teil der BMBF-Strategie „Forschung für Nachhaltigkeit (FONA)“.
Als Vertreterinnen und Vertreter der Medien sind Sie zur Tagung herzlich eingeladen. Bitte melden Sie sich an unter presse@uni-potsdam.de.
Link zur Fördermaßnahme: https://www.bmbf-wax.de/
Link zum Programm: https://www.bmbf-wax.de/wp-content/uploads/WaX_Programm_WaX-Statusseminar.pdf
Kontakt:
Prof. Dr. Annegret Thieken, Institut für Umweltwissenschaften und Geographie
Tel.: 0331 977-2984
E-Mail: annegret.thieken@uni-potsdam.de
Dr. Benni Thiebes, Deutsches Komitee Katastrophenvorsorge e.V.
Tel.: 0228 26 199-570
E-Mail: benni.thiebes@dkkv.org

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WaX-Impulspapier zu Starkregen und Sturzfluten – Neue Ansätze und Erkenntnisse für einen vorsorgenden Umgang mit Starkregen- und Sturzflutereignissen für die kommunale Praxis

Bilder von gebrochenen Deichen, überfluteten Straßen, vollgelaufenen Kellern und Rettungskräften im Dauereinsatz: In den vergangenen Tagen und Wochen haben intensive, langanhaltende Regenfälle zu großflächigen Überflutungen geführt. Zuerst im Saarland und Rheinland-Pfalz, nun in weiten Teilen Süddeutschlands. Auch abseits von Gewässern können kurze, intensive Starkregen Überflutungen mit hohen Schäden verursachen. Insbesondere im urbanen Raum, wo die Besiedlungsdichte hoch und die Böden zu einem großen Teil versiegelt sind, oder in Hanglagen können gefährliche Sturzfluten entstehen. In Erinnerung geblieben sind die Ereignisse in Münster 2014 oder in Braunsbach und Simbach 2016. Starkregenereignisse können grundsätzlich jeden Ort in Deutschland treffen.
Die Zunahme extremer Niederschlagsereignisse ist in Deutschland bereits spürbar und es wird erwartet, dass durch den Klimawandel Intensität und Häufigkeit von Starkregen weiter zunehmen werden. Es ist also höchste Zeit, sich daran anzupassen! Doch wie können sich Städte und Kommunen gut auf Starkregen vorbereiten? Und wie können aus Niederschlagsprognosen Informationen über mögliche Überschwemmungen und Sturzfluten gewonnen werden?
Dabei unterstützen innovative Forschungsansätze und Anwendungstools, die gemeinsam von verschiedenen Forschungseinrichtungen und Praxispartnern innerhalb der Fördermaßnahme „Wasser-Extremereignisse (WaX)“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung entwickelt wurden.
In einem Impulspapier haben wir aktuelle Erkenntnisse für einen nachhaltigen und vorsorgenden Umgang mit Starkregen- und Sturzflutereignissen zusammengefasst, die aus WaX hervorgehen. Anhand von sechs Punkten werden neue wissenschaftliche Erkenntnisse und praxisnahe Anwendungstools vorgestellt, die kommunale und regionale Akteure beim Umgang mit Starkregengefahren unterstützen sollen.
Das Impulspapier finden Sie hier: https://www.bmbf-wax.de/wp-content/uploads/WaX-Impulspapier_Starkregen-Sturzfluten.pdf
Wir freuen uns, wenn Sie das Impulspapier mit Ihren Partnern und potenziell interessierten teilen!
https://www.bmbf-wax.de/neue-ansaetze-und-erkenntnisse-fuer-einen-vorsorgenden-umgang-mit-starkregen-und-sturzflutereignissen-fuer-die-kommunale-praxis-wax-impulspapier-zu-starkregen-und-sturzfluten/

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Regionale Unwetter im Fokus der Schadensbilanz

Naturkatastrophen haben 2023 Schäden in einer Gesamthöhe von rund 250 Milliarden US-Dollar verursacht. Die Schäden entsprechen damit dem Fünfjahresdurchschnitt. Dies gab der weltweit größte Rückversicherer Munich Re Anfang Januar 2024 bekannt. Anders als in den Vorjahren trieben diesmal keine Mega-Katastrophen in Industrieländern die Schäden, wie etwa 2022 Hurrikan Ian mit Gesamtschäden von 100 Milliarden US-Dollar. Stattdessen war die Schadenbilanz von vielen regionalen Unwettern geprägt. Noch nie wurden in Nordamerika und in Europa derart hohe Gewitterschäden verzeichnet: Werte von rund 66 Milliarden US-Dollar wurden in Nordamerika zerstört. In Europa betrugen die Gesamtschäden 10 Milliarden US-Dollar. Die Forschung geht überwiegend davon aus, dass der Klimawandel Unwetter mit schweren Hagelschlägen begünstigt. Auch die Gewitter-Schadenstatistiken in Nordamerika und anderen Regionen zeigen nach oben.

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RKI: Infektionsrisiken durch Überschwemmungen überschätzt

Das Robert-Koch-Institut (RKI) hat eine Übersichtsseite zu überschwemmungsassoziierten Infektionskrankheiten mit zahlreichen weiterführenden Links erstellt. Das Risiko von Ausbrüchen von Infektionskrankheiten durch Überschwemmungen wird nach Einschätzung des RKI in der Öffentlichkeit meist überschätzt, gerade bei Überschwemmungen in Industrieländern. Grundsätzlich können aber über fäkal kontaminiertes Wasser (zum Beispiel Überflutung von Abwassersystemen) bestimmte mit dem Stuhl ausgeschiedene Erreger übertragen werden und zu Magen-Darm-Erkrankungen oder Hepatitis A führen. In der Vergangenheit gab es bei Überschwemmungen in Deutschland allerdings keine Hinweise auf außergewöhnliche Infektionsgeschehen. Trotzdem empfiehlt das RKI in von Überschwemmungen betroffenen Gebieten bestimmte Vorsichtsmaßnahmen zur Vermeidung von Infektionsrisiken.
https://www.rki.de/DE/Content/InfAZ/U/Ueberschwemmung/Infektionsrisiken.html

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Naturgefahrenbilanz 2023: 4,9 Milliarden Euro Schäden durch Wetterextreme

Wetterextreme wie Sturm, Hagel und Überschwemmungen in Folge von Starkregen haben im Jahr hohe Schäden verursacht. „Die versicherten Schäden an Häusern, Hausrat, Betrieben und Kraftfahrzeugen sind 2023 gegenüber dem Vorjahr voraussichtlich um 900 Millionen Euro auf 4,9 Milliarden Euro gestiegen“, sagt Jörg Asmussen, Hauptgeschäftsführer des Gesamtverbandes der Deutschen Versicherungswirtschaft (GDV). „Sie liegen damit leider ziemlich stabil auf dem hohen Niveau des langjährigen Durchschnitts von 4,9 Milliarden Euro.“ Der aktuellen GDV-Naturgefahrenbilanz zufolge entfielen 900 Millionen Euro auf Schäden durch Naturgefahren wie Überschwemmungen in Folge von Starkregen. Die Schadenbilanz fällt hier leicht unterdurchschnittlich aus, so der GDV.

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Vergleichende Bewertung verschiedener Maßnahmen der Regenwassernutzung in Haushalten und Quartieren

Hintergrund und Zielsetzung des Forschungsprojekts
Seit den Dürreereignissen in den vergangenen Sommern sind die möglichen Zielkonflikte um die Ressource Wasser auch in Deutschland stärker in den Fokus der öffentlichen Wahrnehmung gerückt. Eine wichtige Voraussetzung für ein stabiles Wasserdargebot und für die Sicherung der ökologischen Belange ist ein möglichst naturnaher, regionaler Wasserhaushalt.
Urbane Räume sind bisher geprägt von einer zentralen Trinkwasserversorgung, kombiniert mit einer möglichst schnellen und umfänglichen Ableitung von Wasser und Abwasser aus dem Gebiet. Ein naturnaher Wasserhaushalt bedeutet einen Paradigmenwechsel in der Siedlungsentwässerung in Richtung einer Erhöhung der Evapotranspiration sowie einer Verminderung und Verlangsamung des Abflusses aus einem Gebiet durch Rückhalt und Versickerung. Ein nachhaltiges Grundwassermanagement muss die Regeneration der Ressource bei steigendem Bedarf bspw. durch landwirtschaftliche Bewässerung oder höhere Verdunstungsraten bei steigenden Temperaturen gewährleisten.
Neben dem wassersensiblen Umbau von Städten kann auch eine Erhöhung der Wassernutzungseffizienz durch eine Mehrfachnutzung von Wasserressourcen oder die Nutzung von gesammeltem Regenwasser zur Ressourcenschonung beitragen. Regenwassernutzung wird seit Jahrzehnten in Nischenanwendungen betrieben. Ziel dieses Projektes ist, die Regenwassernutzung vor dem Hintergrund unterschiedlicher Randbedingungen und mit Blick auf ökologische, hygienische, ökonomische, soziale und technische Aspekte systematisch zu bewerten.
Handlungsempfehlungen sollen Kommunen aufzeigen, unter welchen Randbedingungen die Nutzung von Regenwasser sinnvoll sein kann und welche Schritte für die Umsetzung notwendig sind. Dabei wird die Regenwassernutzung als ein Baustein des nachhaltigen Wassermanagements in Siedlungsgebieten verstanden. In den Empfehlungen werden fördernde Randbedingungen für die Regenwassernutzung zusammengefasst sowie Wege zur Umsetzung aufgezeigt und anhand guter Praxisbeispiele illustriert.

Projektstruktur
In zwei Arbeitspaketen werden Umwelt- und Hygieneaspekte untersucht sowie betriebs- und volkswirtschaftliche Kosten- Nutzenbetrachtungen durchgeführt. Basis dafür bilden 18 Szenarien, in denen unterschiedliche Bebauungstypen sowie regionale und damit klimatische Randbedingungen abgebildet werden. Relevante Indikatoren werden zusammengestellt und bspw. anhand verfügbarer Modellansätze untersucht. Unter anderem wird die Umweltbelastung aus Bau und Betrieb mit der am UBA entwickelten vereinfachten Umweltbewertung VERUM durchgeführt. Die hygienische Bewertung basiert auf einer umfänglichen Literaturrecherche unter Berücksichtigung des Water-Safety-Plan-Konzepts der WHO, ergänzt um Befragungen und einen Online-Workshop.
Für die betrachteten Szenarien werden einzelwirtschaftliche Betrachtungen zu Kosten und Einsparungen durchgeführt. Zur volkswirtschaftlichen Betrachtung werden zusätzliche Aspekte wie z.B. die Auswirkungen auf zentrale Infrastrukturen, Gewässerqualität, Grundwasserhaushalt oder Stadtklimatisierung und Lebensqualität einbezogen.
Die Ergebnisse werden in einem Fachworkshop zur Diskussion gestellt. Ergebnisse und Anregungen aus dem Workshop werden im weiteren Verlauf im Projekt berücksichtigt.
Als ein Produkt wird eine Handreichung für Kommunen mit Handlungsempfehlungen zu Finanzierung, Umsetzung, Planung und Vollzug von Maßnahmen zur Regenwassernutzung erarbeitet…mehr:
https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/2875/dokumente/240116_uba_projektinfo_rwn-bwertung.pdf

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