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Steuergrößen von Wasserqualität und ihrer Dynamik in Einzugsgebieten: Eine Deutschland-weite Analyse mit daten-getriebenen Modellen

Eine sichere Wasserversorgung ist eines der Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen in der Agenda 2030. In Mitteleuropa und Deutschland sind hohe Nährstoffeinträge in Grund- und Oberflächenwässer und schließlich auch in die marinen Systeme nach wie vor einem Problem für aquatische Ökosysteme und die Sicherung der Wasserversorgung. Auf der räumlichen Skala von Flusseinzugsgebieten interagieren dabei eine Vielzahl von Eintragspfaden und Prozessen, die ein mechanistisches Verständnis und klare Ursache-Wirkungs-Beziehungen erschweren. In den letzten Dekaden wurden große Anstrengungen unternommen, Kläranlage zu ertüchtigen und damit Einträge von Phosphor und Stickstoff deutlich zu reduzieren. Andererseits sind diffuse Einträge aus der Landwirtschaft immer noch bedeutend und aufgrund der langen Transportzeiten von der Quelle zur Vorflut schwer zu managen. Es ist momentan schwer abzuschätzen, wie schnell sich Maßnahmen zur Verringerung von Stickstoffüberschüssen in der Landwirtschaft auf die Wasserqualität und ihre zeitlich-räumliche Variabilität in der Vorflut auswirken. In diesem Antrag wird ein einzigartiger Datensatz von Wasserqualität und -quantität über ganz Deutschland hinweg verwendet und einer systematischen Daten-getriebenen Analyse unterzogen. Der Datensatz basiert auf dem langjährigen Monitoring von Wasserqualität der einzelnen Bundesländer und wurde vom UFZ zusammengestellt. In der Analyse dieser Daten werden Muster in der Konzentrationsvariabilität aber auch den Beziehungen zwischen Konzentration und Abfluss verwendet, um Rückschlüsse auf dominante Prozesse und Eintragspfade im Einzugsgebiet zu schließen. Die Arbeit ist dabei auf drei Ziele fokussiert: (a) Die Klassifikation der Einzugsgebiete hinsichtlich ihres Nährstoff-Exportregimes für Daten ab dem Jahr 2010. (b) Die zeitliche Entwicklung der Stickstoff:Phosphor-Stöchiometrie für längere Zeitreihen im Wechselspiel von Punkt- und diffusen Quellen. (c) Die Langzeit-Trajektorien des Nährstoffexports aus Einzugsgebieten und einer möglichen Entwicklung zu chemostatischen Verhältnissen mit geringer Konzentrationsvariabilität aufgrund flächiger landwirtschaftlicher Einträge. Dabei ermöglichen innovative daten-getriebene Methoden und der einzigartige Datensatz einen neuen Blick auf die Steuergrößen von Nährstoffexporten im mitteleuropäischen anthropogen überprägten Landschaftsbild. Die Ergebnisse ebnen zum einen den Weg für komplexitätsreduzierte Wasserqualitäts-Modelle auf der Skala von Einzugsgebieten. Zum anderen haben die Ergebnisse Relevanz für weitere Fachgebiete, wie der aquatischen Ökologie und des Umweltmanagements.

Empfehlungen des Zukunftsrats Nachhaltige Entwicklung Rheinland-Pfalz zu Bildung für nachhaltige Entwicklung in Rheinland-Pfalz

Der am 23. März 2022 konstituierte Zukunftsrat Nachhaltige Entwicklung Rheinland-Pfalz soll an der Umsetzung der Agenda 2030 und der globalen Nachhaltigkeitsziele (Sustainable Development Goals, SDGs) der Vereinten Nationen in Rheinland-Pfalz mitwirken. In diesem Rahmen soll er unter anderem Beiträge erarbeiten, um die Landesregierung zu Themen nachhaltiger Entwicklung zu beraten. Gemäß seinem Arbeitsprogramm, das dem Ministerrat im Mai 2023 vorgelegt wurde, hat der Zukunftsrat am 17. Juli 2024 seine Empfehlungen zu Bildung für nachhaltige Entwicklung in Rheinland-Pfalz beschlossen und legt diese dem Ministerrat zur Kenntnisnahme vor. Die Empfehlungen stellen die Grundlage für einen Dialog des Zukunftsrats mit der Landesregierung zu Bildung für nachhaltige Entwicklung in Rheinland-Pfalz dar.

Erstes Arbeitsprogramm des Zukunftsrats Nachhaltige Entwicklung Rheinland-Pfalz

Der am 23. März 2022 konstituierte Zukunftsrat Nachhaltige Entwicklung Rheinland-Pfalz soll bei der Umsetzung der Agenda 2030 und der globalen Nachhaltigkeitsziele (Sustainable Development Goals, SDGs) der Vereinten Nationen in Rheinland-Pfalz mitwirken. In diesem Rahmen soll er unter anderem Beiträge erarbeiten, um die Landesregierung zu beraten und die Nachhaltigkeitsstrategie des Landes als zentralen Orientierungsrahmen der Landesregierung zu stärken. Der Zukunftsrat hat nun sein erstes Arbeitsprogramm mit Stand März 2023 beschlossen und legt dieses dem Ministerrat vor Veröffentlichung zur Kenntnisnahme vor. Der Rat nutzt sein Arbeitsprogramm, um in Folge über einen Dialog mit den Ressorts aber auch anderen Akteuren zu konkreten Empfehlungen zu gelangen.

Indikatorenbericht 2023 der Nachhaltigkeitsstrategie Rheinland-Pfalz

Die Nachhaltigkeitsstrategie Rheinland-Pfalz spiegelt die Perspektiven einer nachhaltigen Entwicklung im Land und informiert über die Arbeit der Landesregierung. Die Nachhaltigkeitsstrategie orientiert sich eng an der Agenda 2030 der Vereinten Nationen und den darin enthaltenen globalen Nachhaltigkeitszielen sowie der Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie. Der Indikatorenbericht 2023 gibt einen Überblick über die Entwicklung der Nachhaltigkeitsziele Rheinland-Pfalz und die dazu gehörigen Indikatoren. Er stellt die aktuellen Entwicklungen mit Datenstand Januar 2023 dar. Mit dem Bericht werden die Daten aus dem Indikatorenbericht 2021 und der Fortschreibung 2019 aktualisiert. Die Nachhaltigkeitsberichterstattung erfolgt aufgrund des Landtagsbeschlusses von 1999. Gemäß dem Landtagsbeschluss von 2008 wird die Nachhaltigkeitsstrategie RLP in einem zweijährlichen Rhythmus aktualisiert und dem Landtag vorgelegt – alle zwei Jahre wird ein Indikatorenbericht vorgelegt, alle vier Jahre eine Fortschreibung, die neben dem Indikatorenbericht eine Überarbeitung der Nachhaltigkeitsstrategie vorsieht. Im Jahr 2023 hätte turnusgemäß eine Fortschreibung der Nachhaltigkeitsstrategie angestanden. Diese Fortschreibung wird auf 2025 verschoben und stattdessen ein reiner Indikatorenbericht vorgelegt. Damit wird die zweijährliche Vorlage der Indikatoren nicht unterbrochen, ein kontinuierliches Monitoring über das Erreichen der rheinland-pfälzischen Nachhaltigkeitsziele bleibt somit gewährleistet. Zudem bietet dies die Möglichkeit, dass sich die Landesregierung mit den Empfehlungen des Zukunftsrats Nachhaltige Entwicklung befasst.

Einrichtung einer interministeriellen Arbeitsgruppe „Nachhaltigkeit“

Die Nachhaltigkeitsstrategie Rheinland-Pfalz spiegelt die Perspektiven einer nachhaltigen Entwicklung im Land und informiert über die Arbeit der Landesregierung. Die Nachhaltigkeitsstrategie orientiert sich eng an der Agenda 2030 der Vereinten Nationen und den darin enthaltenen globalen Nachhaltigkeitszielen sowie der Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie. Die Nachhaltigkeitsberichterstattung erfolgt aufgrund des Landtagsbeschlusses von 1999. Gemäß dem Landtagsbeschluss von 2008 wird die Nachhaltigkeitsstrategie RLP in einem zweijährlichen Rhythmus aktualisiert und dem Landtag vorgelegt – alle zwei Jahre wird ein Indikatorenbericht vorgelegt, alle vier Jahre eine Fortschreibung, die neben dem Indikatorenbericht eine Überarbeitung der Nachhaltigkeitsstrategie vorsieht. Seit der aktuellen 18. Legislaturperiode ist die Koordinierung der Nachhaltigkeitspolitik der Landesregierung in der Staatskanzlei verortet. Unter Federführung der Staatskanzlei wird eine interministerielle Arbeitsgruppe „Nachhaltigkeit“ eingerichtet werden, in der das Thema Nachhaltige Entwicklung ressortübergreifend bearbeitet werden soll. Aufgabe der IMA ist es, die Nachhaltigkeitsstrategie Rheinland-Pfalz in dem Sinne fortzuentwickeln, dass sie in ihrer Funktion als Steuerungs- und Monitoringinstrument für eine nachhaltige Entwicklung gestärkt wird, um auch künftig den Herausforderungen in diesem Bereich erfolgreich begegnen zu können.

Nachhaltigkeitsstrategie Rheinland-PfalzFortschreibung 2019

Nachhaltigkeitsziele für Rheinland-Pfalz, Hintergründe: u. a. Rio-Prozess, Agenda 2030, europäischer Green Deal, Kernelemente zur Umsetzung der Nachhaltigkeitsstrategie: u. a. Klimaneutralität der Landesverwaltung, Fairtrade-Towns, Reduktion der Treibhausgasemissionen, Stromversorgung aus erneuerbaren Energien, Phosphoreintrag in Fließgewässer, Senkung von Luftschadstoffen, Armutsgefährdungsquote, Stärkung nachhaltigen Wirtschaftens, Verbesserung des sozialen Zusammenhalts in der Gesellschaft, Nutzung von Bildung, Wissenschaft und Innovation als Treiber einer nachhaltigen Entwicklung; auch: Statistische Indikatoren zur nachhaltigen Entwicklung

Indikatorenbericht 2023 der Nachhaltigkeitsstrategie Rheinland-Pfalz

Nachhaltigkeitsziele Rheinland-Pfalz, Kernelement zur Umsetzung der Agenda 2030, Statistische Indikatoren zur nachhaltigen Entwicklung, Methodik

Indikatorenbericht 2021 der Nachhaltigkeitsstrategie Rheinland-Pfalz

Nachhaltigkeitsziele Rheinland-Pfalz, Hintergrund, Kernelement zur Umsetzung der Agenda 2030, Statistische Indikatoren zur nachhaltigen Entwicklung, Methodik

Auf dem Weg zu intelligenten Wasserversorgungsnetzen (Entwicklung von wissensbasierten Techniken für die Echtzeit-Leck-Erkennung)

Die rasche Verstädterung und das Bevölkerungswachstum haben in den heutigen Gesellschaften neue Probleme geschaffen. Zu diesen Problemen gehören die Verknappung der Trinkwasserressourcen, Schwierigkeiten bei der Abfallbewirtschaftung, Luftverschmutzung, Verkehrsstaus und eine sich verschlechternde und veraltete Infrastruktur. Neben der zunehmenden Dringlichkeit einer nachhaltigen Entwicklung haben Fortschritte in der Mathematik und im Data Science das Konzept der "Smart Cities" zur Lösung dieser Probleme hervorgebracht. Die Versorgung der Menschen mit einer sicheren, zuverlässigen und kostengünstigen Trinkwasserversorgung ist von größter Bedeutung für die Gesundheit in der Gesellschaft, die Wirtschaft und die Politik. Daher ist der Zugang zu sauberem Wasser und sanitären Einrichtungen als eines der 17 Ziele in der Agenda 2030 für nachhaltige Entwicklung der Vereinten Nationen enthalten (https://sdgs.un.org/goals). In diesem Zusammenhang sind die Wasserversorgungsnetze (WDN) das Herzstück jeder intelligenten Stadt und erfordern neue Überlegungen und Entwicklungen, um intelligenter verwaltet und betrieben zu werden. Eines der Hauptprobleme in WDNs sind Lecks im System. Leckagen führen zu einem spürbaren Verlust von sauberem Wasser, was zu umgekehrten Leckagen, Verunreinigungen durch Grundwasser und ernsthaften Betriebsschwierigkeiten führen kann. Eine frühzeitige Leckerkennung spart Wasser und verhindert, dass sich kleine Lecks zu Wassereinbrüchen ausweiten. Daher sind Einrichtungen zur frühzeitigen Leckerkennung für jedes intelligente WDN unerlässlich, um Verluste und die Gefahr von Leckagen zu verringern. SMARTWINE zielt darauf ab, das Potenzial einer Kombination aus maschinellem Lernen (ML), Graphentheorie und Optimierungstechniken zu erforschen und zu nutzen, um zuverlässige, schnelle und einfach zu bedienende Methoden zur Echtzeit-Leckerkennung und Alarmierung in WDNs zu entwickeln.

NUR: Polyzentrische Ansätze zum Management urbaner Wasserressourcen in Südostasien, Teilprojekt 1: Verbundkoordination und Polycentric Urban Watermanagement

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