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Pilotprojekt Wasserrückhaltemanagement in der Region Celle - Erprobung kooperativer Ansätze der Wasserrückhaltung zur Stärkung des Landschaftswasserhaushalts im Klimawandel am Beispiel der Region Celle

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Seit 2018 haben sich in der Region Celle die Auswirkungen des Klimawandels auf die Grundwasserneubildung und Grundwasserstände deutlich gezeigt. Grundwasserabhängige Biotope (Fließgewässer und Landökosysteme) sind in eine extreme Stresssituation geraten. Damit hat sich die Konkurrenzsituation mit Grundwassernutzern und hier insbesondere auch mit der Feldberegnung zugespitzt. Um diese Konkurrenzsituation zu entschärfen, wollen die Flächennutzer und Bewirtschafter in diesem Projekt gestalterisch behutsam im Sinne eines nachhaltigen Managements eingreifen. Immer dort, wo es konfliktfrei möglich ist, soll das anfallende Oberflächenwasser vor Ort zurückgehalten und möglichst dem Grundwasser zugeführt werden. Durch die Rückhaltung von Wasser in sommertrockenen Gräben soll der Oberflächenabfluss reduziert, die Grundwasserneubildung erhöht und der Grundwasserstand ausgeglichener werden. Zudem sollen die Phasen von Grundwasser-Tiefstständen verkürzt werden mit den sich daraus ergebenen positiven Effekten für Feuchtbiotope, Basisabfluss in Fließgewässern etc. sowie für weitere Grundwassernutzer. Damit wird einerseits der Landschaftswasserhaushalt gestützt und andererseits der für Grundwasserentnahmen verfügbare Vorrat erhöht. Durch das Pilotprojekt sollen die konkreten örtlichen Zusammenhänge der Wasserhaushaltskomponenten (Oberflächenabfluss, Grundwasserneubildung, Verdunstung) transparent gemacht und deutlich dargestellt werden. Es wird aufgezeigt, wie mit einfachen technischen Mitteln den Änderungen, die sich aus dem Klimawandel ergeben, entgegengesteuert werden kann. Geplant sind dafür eine Vielzahl von kleinen und kleinsten Maßnahmen in den örtlichen Grabensystemen. Diese verhältnismäßig kleinen Maßnahmen werden durch ein Monitoring (hydrogeologisch, hydrologisch, bodenkundlich, naturschutzfachlich) begleitet, in dem an jeder Maßnahme regelmäßig qualitativ deren Wirksamkeit - individuell an die jeweilige Situation angepasst - überprüft werden soll. An ausgewählten Maßnahmen finden zusätzlich Grundwasser- und Oberflächenwasserstandsmessungen statt, um die Effekte auch quantitativ einschätzen zu können. - Aus Betroffenen Beteiligte machen!?. Dieser Ansatz bedeutet, dass Landwirte ein Teil der vorgeschlagenen Lösungsstrategie für die Anpassung an die Auswirkungen des Klimawandels sind. Das Pilotprojekt soll Landwirten eine Möglichkeit geben, aktiv am Lösungsweg mit zu wirken. Vorgesehen ist es, an landwirtschaftlichen Entwässerungsgräben (Gräben 3. Ordnung, die in den letzten Jahren sommertrockenfallend waren) Staustufen zu installieren, um dadurch einen Wasser-rückhalt und weitergehend auch die Versickerung des Niederschlagswassers ins Grundwasser zu ermöglichen. Als technische Maßnahmen sind geplant: - temporäres Setzen und Betreiben von kleinen Stauanlagen (z. B. einfache Holzbohlenwehre) in Gräben ? i. d. R. in den Wintermonaten und abhängig von der Flächenbewirtschaftung auch darüber hinaus (bis zu ganzjährig) und ggf. Veränderung der Stauhöhe oder - Reduzieren der Unterhaltung (komplett oder in Teilen) in Gräben oder - Anheben von Grabensohlen oder - Rückbau (vollständig oder in Teilen) von Gräben.

PROaktive Steuerung von WAsserVErteilungssystemen

Zielsetzung: Klimatische Veränderungen beeinflussen die verfügbare Wassermenge und -qualität in Talsperren, was deutliche Auswirkungen auf die Sicherheit der Trinkwasserversorgung und auf die Ökosysteme der Stauseen und den Landschaftswasserhaushalt hat. Klimaprognosen deuten für Gebiete wie den Harz auf einen Anstieg von Niederschlägen im Winter und häufigere Trockenperioden im Sommer hin, was stärker schwankende Wasserstände bedeutet. Zur Anpassung im Management der Talsperren und deren Ökosystemen mangelt es jedoch oft an präzisen Vorhersagen und den nötigen Instrumenten, um risikobasierte Entscheidungen über notwendige dynamische Betriebsstrategien zu treffen. Vor diesem Hintergrund soll im Rahmen des Projekts ein vorhersagebasiertes, mengen- und gütegewichtetes Entscheidungsunterstützungssystem für Talsperren entwickelt werden, welches auf datengetriebenen Modellen basiert und am Beispiel des Systems der Harzwasserwerke implementiert wird. Das Projekt konzentriert sich darauf, durch die Nutzung moderner Technologien und Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI), wie LSTM-Netzwerke (Long Short-Term Memory) und Ensemble-Methoden, zuverlässige Vorhersagen des Wasserbedarfs und -dargebots zu erstellen. Diese Vorhersagen werden in ein hydrodynamisches Optimierungsmodell integriert, um eine flexible und belastbare Entscheidungsunterstützung im Ereignisfall zu ermöglichen. Hierdurch sollen die verschiedenen Bewirtschaftungsziele wie Hochwasserschutz, Versorgungssicherheit, Ökosystemleistungen, Landschaftswasserhaushalt und Energieerzeugung bestmöglich erfüllt werden. Die Kombination von Echtzeit-Sensoren, Open-Source-Datensätzen und fortschrittlichen Datenanalyse-Tools ermöglicht es, komplexe und dynamische Prozesse zu simulieren und in Echtzeit Informationen bereitzustellen. Im Sinne der nachhaltigen Klimawandelanpassung werden so proaktive Maßnahmen zur Unterstützung der Versorgungssicherheit, des Hochwasserschutzes sowie des Landschaftswasserhaushaltes ermöglicht. Die Implementierung des Demonstrators im System der Harzwasserwerke soll die Vorteile einer proaktiven Steuerung demonstrieren und eine multikriterielle Bewertung im Vergleich zu herkömmlichen Methoden ermöglichen. Der Fokus liegt nicht nur auf einem hohen Technology Readiness Level, sondern auch auf der Handhabung von Unsicherheiten und der Berücksichtigung verschiedener Vorhersagehorizonte. Diese sind für die verschiedensten wasserwirtschaftlichen Zielsetzungen von entscheidender Bedeutung.

Wirtschaftlicher Aufschwung, Klimaschutz und Ernährungssicherheit – Ohne gesunde Böden geht es nicht

Mit dem Positionspapier fordert die Kommission Bodenschutz (KBU) die Bundesregierung, Bundestag und Bundesrat auf, in der neuen Legislaturperiode im Bundesbodenschutzgesetz (BBodSchG) den vorsorgenden und nicht-stofflichen Bodenschutz auszubauen. Es ist dringend notwendig, den Vollzugscharakter des BBodSchG zu stärken und die neuen Herausforderungen in den Bereichen Klima, Landschaftswasserhaushalt, Nährstoffkreisläufe und Biodiversität zu adressieren.Sechs konkrete Punkte werden dabei als prioritär erachtet und fachlich begründet.

Stehende Kleingewässer im Klimawandel: Bewertung, Schutz und Bewirtschaftung

Kleine stehende Gewässer sind besonders vom Klimawandel betroffen. Sie sind der häufigste nationale Gewässertyp, haben eine sehr hohe Bedeutung für den Landschaftswasserhaushalt, die 'Kühlung' von Landschaft und Städten, den Biotopverbund und als Refugien für Pflanzen und Tiere (also FFH, NBS, CBD etc.). Das Vorhaben hat das Ziel Ansätze zur klimatischen, wasserwirtschaftlichen und ökologischen Bewertung dieses Gewässertyps zu entwickeln und einen 'Best Praxis'-Maßnahmen-Leitfaden zum Schutz dieses Gewässertyps zu erarbeiten.

KBU empfiehlt Novellierung des Bundesbodenschutzgesetzes

<p>Die Kommission Bodenschutz beim UBA (KBU) empfiehlt, das Bundesbodenschutzgesetz (BBodSchG) mit Blick auf den Bodenschutz auszubauen. Nur dann kann den Herausforderungen in den Bereichen Klimawandel, Landschaftswasserhaushalt, Nährstoffkreisläufe und Biodiversität begegnet werden.</p><p>Nötig sind Instrumente zum Schutz bzw. der Regeneration der Böden und ihrer Funktionen, damit</p><p>Die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/wirtschaftlicher-aufschwung-klimaschutz">KBU-Empfehlungen</a> stehen im Zusammenhang mit einer dringend empfohlenen Novellierung des BBodSchG. Zu diesen gehören beispielsweise:</p>

Bewirtschaftung von Stieleichen-Mischwäldern auf Nassstandorten, Teilvorhaben 2: Wasserhaushalt

Bewirtschaftung von Stieleichen-Mischwäldern auf Nassstandorten, Teilvorhaben 3: Dendrochronologie

Bewirtschaftung von Stieleichen-Mischwäldern auf Nassstandorten

Bewirtschaftung von Stieleichen-Mischwäldern auf Nassstandorten, Teilvorhaben 1: Waldbau und Ökonomie

Entschlüsselung der Treiber der Partitionierung des Wasserhaushalts in seine Komponenten mittels stabiler Isotope, hydrologischer Modellierung und maschinellem Lernen für verschiedene Landschaften

Das Verständnis für die Partitionierung des Niederschlag (P) in Abfluss (Q), Transpiration (T) und Verdunstung (E) in verschiedenen hydro-klimatologischen Regionen ist wichtig, um die Auswirkungen des Globalen Wandels auf den Wasserhaushalt und den biogeochemischen Kreislauf vorherzusagen. Trotz der Relevanz sind die zugrundeliegenden Prozesse und die Möglichkeiten zur Vorhersage limitiert, da vor allem die Partitionierung der Evapotranspiration (ET) in T und E, aufgrund eines Mangels an Messmethoden und an Daten für die Modellvalidierung, auf Einzugsgebietsskale schwierig ist. Dieses Projekt zielt darauf ab, diese Einschränkung zu überwinden, indem es die T/ET-Verhältnisse in Einzugsgebieten unterschiedlicher Skale untersucht und die dominierenden Mechanismen des Wasserverlusts (T, E, Q) mit der Einzugsgebietsphysiographie in Verbindung bringt. Hier werden Methoden des maschinelles Lernen eingesetzt, um Muster und Korrelationen zu identifizieren. Das Projekt untersucht diverse Einzugsgebiete weltweit welche vorhandene Daten für stabile Isotope (18O und 2H des Wassermoleküls) in den Wasserhaushaltskomponenten aufweisen. Das langjährige Mittel der Partitionierung des Niederschlags und der Evapotranspiration wird für mehrere Hundert Einzugsgebiete mit vorhandenen niederfrequenten Isotopendaten durchgeführt unter Anwendung der Isotopen- und Wassermassenbilanz. Zusätzlich wird für einen Satz von elf Einzugsgebiete mit höherer Datenverfügbarkeit die Partitionierung mittels des hydrologischen Modells isoWATFLOOD für eine feinere zeitlicher Auflösung durchgeführt. Abschließend wird maschinelles Lernen verwendet um die Partitionierung und die dominierenden Wasser-Verlustmechanismen in Einzugsgebieten anhand der Physiogeographie abzuschätzen.

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