Überarbeitetes Thesenpapier

Thesenpapier für das DAS Symposium
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Betrachtungsfeld: Natürlicher Wasserhaushalt
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1. Die Auswirkungen des Klimas mit seinen
Implikationen auf das Betrachtungsfeld
1.Veränderung der Abflüsse und der Grundwasserneubildung,
Trockenepisoden
2. Niedrigwasser mit Rückgang der Wasserverfügbarkeit für Nutzungen,
Funktionen und Entnahmezwecke
3. Zunahme der Hochwasserereignisse, erhöhte Extreme
4. Stärkere Schwankungen der Niederschläge und Abflüsse
5. Auswirkungen auf Gewässertemperatur und Wärmehaushalt
6. Auswirkungen auf Nährstofffrachten und Gewässergüte
7. Auswirkungen auf Sedimenthaushalt
8. Auswirkungen auf ökologischen Status und Biodiversität von Gewässern
und wasserabhängigen Ökosystemen
9. Auswirkungen auf Landnutzung
2. Stand des Wissens
2a. Wissen über die Auswirkungen des Klima mit
seinen Implikationen (Prozessverständnis)
1. Die Bandbreite der Prozesse im natürlichen Wasserhaushalt ist insgesamt noch
mit großen Unsicherheiten verbunden
2. Veränderung der Abflüsse und Grundwasserneubildung:
Analyse und Modellierung auf der Ebene einzelner Flussgebiete, Großräumige
Modellierung, Bilanzen und Projektionen für Dargebot/Nutzungen/“Wasserstress“,
Gegenseitige Beeinflussung von Wasserhaushalt und Landnutzung
3. Niedrigwasser mit Rückgang der Wasserverfügbarkeit für
Nutzungen/Funktionen:
Modellierung auf der Ebene einzelner Flussgebiete weit vorangeschritten, teilweise
aber noch große Unsicherheiten; gesamtdeutsche Übersicht fehlt, Pufferfunktion des
Grundwassers fraglich; Implikationen abhängig von aktuellen /zukünftigen
Nutzungsanforderungen der einzelnen Wassernutzer (Öffentliche Wasserversorgung;
Ableitung von Abwasser, gewerbliche Nutzung; Kühlung für thermische Kraftwerke,
Landwirtschaft; Erholung u. Tourismus) und Zielvorstellungen/ -verpflichtungen für
Gewässergüte; tw. Rückgang der Anforderungen durch demographischen,
ökonomischen und technologischen Wandel; Umweltschutzziele tw. noch nicht erfüllt;
hoher Einfluss der Politik auf (Wasser)Nutzungen; Nettoeffekt Klimawirkungen
Nutzung /Umweltziele zeitlich und regional variabel; Modellierung der
Nutzungsanforderungen mit Szenariotechniken und semiquantitativen auf FG- Basis.
Aggregierung bundesweit fehlt; Modellierung für Binnenschifffahrt Rhein angelaufen;
für Wasserkraft fehlend; für Feuchtgebiete an einzelnen Standorten, in einzelnen
Einzugsgebieten; Flächendeckendes Upscaling für D. fehlt; Bewertung der
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Wirkungen abhängig von technischer Entwicklung der Binnenschifffahrt und
modalem Split, für Rhein für Vergangenheit modelliert
Wasserkraft: Rückgang der Stromerzeugung im Sommer; Verbesserung im Winter,
Modellierung einzelner Standorte, bedeutsam in Alpen; Mittelgebirgsregionen.
Bewertung für Feuchtgebiete abhängig von Bewirtschaftungszielen; an einzelnen
Standorten; Bewertung der Wassergüte in einzelnen Flussgebieten (GLOWA, BMBFFlussgebietsmanagement).
Bewertung der Erholungsleistungen: Freizeitboote; Badenutzung an Talsperren,
Tourismus für Donau.
4. Mögliche Zunahme des Hochwasserrisikos:
Modellierung der extremen Abflüsse im Kontext von RIMAX; unterschiedliche Skalen,
unterschiedliche Nutzungen, konkurrierende Nutzungsziele in Talsperren
(Hochwasserrückhalt, Gewässergüte, Trinkwassernutzung)
Bewertung der Folgen über Vermögensschäden (Gebäude, Mobiliar, Ernte etc) im
Zentrum; Kopplung an Abflussmodelle eher schwierig; Datenlage verbessert;
sonstige Schäden (Gesundheit, Umweltschäden nachrangig; ökonomische
Bewertung fehlt in D). Verhalten der Bewohner (Wohnungsentscheidungen) an
Risikostandorten bisher kaum Thema; Ist Zustand der Siedlungsstruktur ist noch
Bewertungsgrundlage, nicht dynamisiert
5. Stärkere Schwankungen:
Stärkere Schwankungen von Niederschlägen und Abflüssen, in der Folge in vielen
Gebieten stärkere Schwankungen des Wasserdargebotes und der -nachfrage,
zunehmende Unsicherheit
6. Gewässertemperatur:
Insgesamt wird Erwärmung erwartet, direkte Wirkungen auf Gewässergüte und
Nutzungen eher moderat, Wirkungen in einzelnen Gewässern mit hohen
Kühlwassereinträgen u. U. erheblich; indirekte Effekte u.U. sehr viel gravierender
(Synchronisation in Ökosystemen, ev. Auswirkungen auf das Schichtungs- bzw.
Mischungsverhalten von Standgewässern (Meromixis) mit weitreichenden
Konsequenzen für Gewässergüte und –nutzungen.
7. Nährstofffrachten und Gewässergüte:
Änderung der Nährstofffrachten und Konzentrationen in Oberflächengewässern und
im Grundwasser, Tendenz zu höheren diffusen Einträgen durch erhöhte
Winterniederschläge, geringere Verdünnung der Restfrachten aus Punktquellen in
Niedrigwasserzeiten, Entwicklung der Frachten bei geringeren Abflüssen; erhöhte
Temperatur; Auswirkungen auf Algenwachstum und Güteziele ungünstig, aber nicht
genauer bekannt, erhöhte Einträge durch verstärkte Mineralisierung der organischen
Substanz,
7. Auswirkungen auf Sedimenthaushalt und Strukturgüte:
Änderung der Sedimenteinträge, Änderung des Sedimenttransports (Akkumulation,
Transport und Erosion), Konsequenzen für Nutzungen und
Gewässerunterhaltungweitgehend unbekannt, ev. indirekte Wirkungen auf die
Gewässermorphologie und ökologische Folgen.
8. Auswirkungen auf ökologischen Status, Biodiversität von Gewässern und Auen
und wasserabhängigen Ökosystemen:
Ökologischer Status der Oberflächengewässer abhängig von hydrologischen,
morphologischen und physikalisch-chemischen Faktoren, klimabedingte
Veränderungen führen für eine größere Anzahl von Faktoren zu Verschärfungen
anthropogener Belastungen und deren Wirkungen, Veränderungen der Biodiversität
zu erwarten (an Veränderungen/Verschiebungen von Lebensräumen gekoppelt,
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Verschiebung der Areale von Arten, Neozoen, Verschiebung in den
Konkurrenzverhältnissen zwischen Arten und Lebensgemeinschaften
2b. Wissen über den Anpassungsbedarf
(Maßnahmen)
1. Änderung der Abflüsse und Grundwasserneubildung
Anpassungsbedarf bei Landnutzungen, überschaubar bei Trinkwasserversorgung,
starke Wechselwirkungen mit demografischem Wandel, Landnutzungswandel
getrieben durch Nahrungsmittelnachfrage und Biorohstoffe, Wasserverfügbarkeit für
verschiedene Landnutzungsoptionen/-szenarien nur teilweise geklärt
2. Niedrigwasser Entnahme:
Kenntnisse über technische Einsparpotentiale; sozioökonomische Bedingungen der
Umsetzung in Ansätzen erforscht: überschaubar bei thermischen Kraftwerken,
technologische und strukturelle Trends im produzierenden Gewerbe offen, Nachfrage
nach Bewässerungswasser unklar; Wasserverbrauch privater Haushalte zunehmend
Kenntnisse; Anpassungsstrategien der Wasserversorgungsunternehmen weniger
untersucht
3.Niedrigwasser und Nutzungen/Funktionen
Bewirtschaftungsmaßnahmen für Niedrigwassersituationen sind im Ansatz
vorhanden; Unklar ist Anpassungsstrategie bei geforderten Gewässerausbau bei
Zielkonflikten mit Umweltschutzzielen; ökonomische Bewertung intransparent;
schiffbauliche Optionen strittig.
Technische Maßnahmen zum Erhalt von Feuchtgebieten bekannt; Wirksamkeit von
Renaturierung in Ansätzen thematisiert; Beginn der Abschätzung der Interaktion mit
FG als Quelle/Senke von THG, Instrumentierung und Finanzierung unklar.
Wasserorientierte Erholungsnutzung Anpassungsmaßnahmen kaum thematisiert.
Gewässergüte erfordert ggf. weitere Reduktionen der Einträge aus punktuellen
und/oder diffusen Quellen.
4. Hochwasserrisiko
Palette der Maßnahmen bekannt; Grundsätzliche programmatische Aussagen für
Integrativen Ansatz; Wirkungsabschätzung in Kombination begrenzt integriert;
Schwerpunkt auf technischen Maßnahmen; Erweiterung um Deichrückverlegungen;
geringer Stellenwert nicht struktureller Maßnahmen; Pflichtversicherungsreform
gescheitert; Ansatzpunkte zur Steuerung des risikoreichen Siedlungsbestandes;
raumplanerische Instrumente eingeführt; skeptische Einschätzung der Wirksamkeit;
Wirkungsweisen und Wirksamkeit von finanziellen Anreizen auf kommunaler Ebene
andiskutiert, aber unerprobt;
5. Stärkere Schwankungen
Palette der Maßnahmen grundsätzlich bekannt. Anpassung von Bemessung und
Dimensionierung wassertechnischer Infrastruktur kann notwendig werden. Wir für
einzelne Belange diskutiert. In der Siedlungsentwässerung auch große Abhängigkeit
von Wasserverbrauch, -wiederverwendung, demographischer Entwicklung etc..
6. Nährstofffrachten und Gewässergüte
Erhöhter Bedarf an Reduktionsmaßnahmen, Räumliche Variation, Anpassungen
durch Referenzbedingungen, Anforderungen und Maßnahmenprogramme der
WRRL, Integration Klimafolgen in weiteren Bewirtschaftungszyklen zu
berücksichtigen (nach 1. Maßnahmenprogramm Ende 2008).
7. Sedimenthaushalt und Strukturgüte
Maßnahmen grundsätzlich bekannt, Relevanz derzeit schwierig abzuschätzen.
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8. Ökologischer Status und Biodiversität
Siehe Punkte zu 6.). Zusätzlich starke Wechselwirkungen mit
Landnutzungsentwicklung und Biodiversitätsstrategien (FFH, NATURA 2000, CAP
etc.).
3. Forschungsbedarf
3a. Auswirkungen des Klimas mit seinen
Implikationen (Prozessverständnis)
Übergreifend:
Generell systemübergreifende Transformationsstudien
Anpassung und Methodenkonventionen für Instrumente der
wasserwirtschaftlichen Planung.
Entwicklung und Systematisierung von Kostenschätzungen über nichtmarktliche Wirkungen (Erholung, Gesundheit, ökosystemare Funktionen).
Integration in makroökonomische Schätzungen.
1. Verringerung der Abflüsse und Grundwasserneubildung
Kopplung klimatologischer/meteorologischer und hydrologischer Modelle (insb.
regionale Skalen), prozessnahe Quantifizierung der Abfluss- und
Grundwasserneubildung; Erarbeitung von Hilfsmitteln für die regionale Planung;
Veränderung von Niederschlagsmustern
2. Gewässernutzung bei Niedrigwasser:
Schätzung der Wirkungen und Kosten des Niedrigwassers auf einzelne Entnehmer
bundesweit;
Verknüpfung bisheriger partialanalytischer (auf FG Ebene) Betrachtungen mit
Gesamtsektor bzw. Gesamtwirtschaft; Kostenänderungen bei Zielerreichung für
Wassergüteziele
Volkswirtschaftliche Kosten der Nutzung von Wasserstraßen
Quantifizierung der Auswirkungen für Erholungsnutzung/ Tourismus
flächendeckende Kostenschätzung für Feuchtgebiete; Veränderungen der
Vorflutverhältnisse (Stoffeinträge – Verdünnungen)
3. Hochwasserrisiko
Einbeziehung von Gesundheits- und Umweltschäden (Folge von
hochwasserbedingten Schadstoffeinträgen) in Kostenschätzung; Mangel an
geeigneten Prognosehilfsmitteln, Modellierung inkl. Verringerung und umfassende
Kommunikation der Unsicherheiten
4. Stärkere Schwankungen
Schätzung der Wirkung und Kosten von Kompensationsmaßnahmen bei verstärkten
Schwankungen/Unsicherheiten des Wasserdargebotes
5. Nährstofffrachten & Gewässergüte
Schätzung der Auswirkungen geänderter Stoffeinträge und –retention, Schätzung der
Zusatzkosten zur Erreichen der Gewässergüteziele für punktuelle und diffuse
Quellen einschließlich der Konsequenzen für Landnutzungsoptionen.
6. Auswirkungen auf Sedimenthaushalt und Strukturgüte
Quantifizierung der Sedimenteinträge und Änderungen des Sedimenttransports
(Akkumulation, Transport und Erosion), Konsequenzen für Nutzungen und
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Gewässerunterhaltung, Wirkungsabschätzung auf die Gewässermorphologie und
ökologische Folgen.
7. Ökologischer Status und Biodiversität
Analog zu 6. und 7., Zusammenhang zwischen Wasserhaushalt und Biodiversität
9. Angepasste Niederschlags-Abfluss-Modellierung
10. Wechselwirkung Landnutzung-Wasserhaushalt, Veränderungen
Landschaftswasserhaushalt
11. Anpassungsstrategien für Grundwasserversalzung
3b. Anpassungsbedarf (Maßnahmen)
Übergreifend:
Sektorübergreifende Definition der Baseline für Anpassungsstrategien.
Kosten, Wirksamkeit und Nutzen der Anpassungsoptionen bei den
Wassernutzern.
Anreizstruktur zur Umsetzung von Anpassungsmaßnahmen.
Bewertung nicht-struktureller Maßnahmen.
Niedrigwasser
 Bestandsaufnahme Wasserrechte- Entnahmen, Steuerungspotential der
Genehmigungen (Ausnahmen, zeitliche Befristungen, etc.)
 Bundesweite Implikationen unterschiedlicher Konstellationen des Niedrigwassers
für thermische Kraftwerke bei geänderten Rahmenbedingungen der
Stromerzeugung;
 Vertiefte Analyse der technischen Entwicklung des Wasserverbrauches bei
wasserintensiven Branchen des Produzierenden Gewerbes
 Auswirkungen der Veränderungen der Haushaltsstruktur auf Wasserverbrauch
 Anpassungsverhalten der Wasserversorgungsunternehmen
 Wirkungsanalyse von Maßnahmen zur Verbrauchsbegrenzung bei kurzfristigen
Trockenperioden (Auswertung internationaler Erfahrungen)
 Wirksamkeit preislicher vs. nicht-preislicher Steuerungsinstrumente
 Kosten unterschiedlicher Aus- und Unterhaltungsoptionen der Gewässer für die
Binnenschifffahrt einschließlich der Kosten für Biodiversität
 Wirkungsanalysen und Kosten für Maßnahmen zur Anpassung der
Siedlungsinfrastruktur (Wasserversorgung, Kanalisation, Kläranlagen)
einschließlich Kosten für Gewässergüte/ökologischen Status
 Kosten / Nutzen alternativer Optionen der Wiedervernässung von Feuchtgebieten
 Institutionelle Strukturen der Umsetzung von Anpassungsoptionen bei
Feuchtgebieten
 Identifizierung der Anpassungsoptionen in den Bereichender wasserbasierten
Erholung/Tourismus
Hochwasser
 Analyse von Maßnahmen zur Minderung des Schadenspotentials im Bestand
(Versicherung; Raumplanung; Bauplanung, Förderprogramme, Absiedlung)
 Analyse des Investitionsverhaltens bei Unsicherheit mit unterschiedlichen
Informationsinstrumenten (Zonierungskarten, Informationskampagnen)
 Auswirkungen unterschiedlicher Perzeption des Hochwasserrisikos auf
Preisentwicklung der Immobilien
 Anreizstrukturen zwischen Ober- und Unterlieger bei zunehmenden Risiko,
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 Planungshilfsmittel für Risikomanagement
 Regionalisierte Bewirtschaftungskonzepte, Managementstrategien für potenzielle
Wasserrückhaltegebiete
 Wiederherstellung des Wasserhaushaltes in kleinen, geschlossenen
Einzugsgebieten (Kleingewässer, Seen, kleiner Moore)
 Anpassung Wasserrecht, Handhabung Oberlieger-Unterlieger-Problematik
Prioritäten
- Verständnis und adaptives Management von
Landnutzungssystemen in ihrer Bedeutung und Abhängigkeit vom
Wasserhaushalt
- Bestimmung und Quantifizierung der „Ecosystem Services“
aquatischer und wasserabhängiger Landnutzungssysteme unter
den Bedingungen des Klimawandels
- Regionalisierung hydrologischer,
klimatologischer/meteorologischer und gekoppelter Modelle –
Randbedingungen, Prozessverständnis, Unsicherheiten
- Anreizstrukturen einzelner/ kombinierter wasserwirtschaftlicher
Instrumente
- Entwicklung flexibler Anpassungsstrategien auf der Grundlage
einer Analyse der Wirkung von Unsicherheiten (Projektionen) auf
das Anpassungsverhalten einzelner Akteure (Nutzer
Wasserhaushalt) unter den Bedingungen des Klimawandels
Identifizieren Sie die 3 Betrachtungsfelder, zu denen
aus Ihrer Sicht der größte Abstimmungsbedarf
hinsichtlich des Forschungsbedarfs besteht.
AG 5 Natürliche Grundlagen zur Produktion von Nahrungsmitteln und genetischen
Ressourcen
AG 11 Naturschutz und Biologische Vielfalt
AG 13 Umgang mit Risiken und Verwundbarkeit