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Co-Design eines hydrometeorologischen Informationssystems für eine nachhaltige Bewirtschaftung der Wasserressourcen im südlichen Afrika, Teilprojekt 4

WISE WFD Reference Spatial Datasets reported under Water Framework Directive

The WISE WFD reference spatial datasets contain information on the European river basin districts, the river basin district sub-units, the surface water bodies and the groundwater bodies delineated for the River Basin Management Plans (RBMP) under the Water Framework Directive (WFD) as well as the monitoring sites located in surface water bodies and groundwater bodies. The dataset includes EU Member States, Norway and Iceland.

WISE WFD Reference Spatial Datasets reported under Water Framework Directive 2022

The dataset contains information on the European river basin districts, the river basin district sub-units, the surface water bodies and the groundwater bodies delineated for the 3rd River Basin Management Plans (RBMP) under the Water Framework Directive (WFD) as well as the European monitoring sites used for the assessment of the status of the above mentioned surface water bodies and groundwater bodies. The dataset compiles the available spatial data related to the 3rd RBMPs due in 2022 (hereafter WFD2022). See http://rod.eionet.europa.eu/obligations/780 for further information on the WFD2022 spatial reporting.

Presse und Öffentlichkeitsarbeit Pressemitteilungen: Kleinstlebewesen reinigen Grundwasser

Cloppenburg – „Wasser ist unverzichtbare Lebensgrundlage“, betonte Umweltminister Christian Meyer in seiner Videobotschaft zum Auftakt des 30. Grundwasser-Workshops des Niedersächsischen Landesbetriebs für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLKWN). Und ergänzte: „In Niedersachsen werden 86 Prozent des Trinkwassers aus dem Grundwasser entnommen – im Rest Deutschlands lediglich 76 Prozent.“ Bedingt durch den Klimawandel und die extremen Trockenjahre seien die Themen Wasserrückhalt in der Fläche, Wassersparen und -wiederverwendung zentrale Themen des Masterplans Wasser , der voraussichtlich noch 2025 fertiggestellt wird. Erstmals stand das Thema Gewässerökologie auf der Agenda der Fachveranstaltung. NLWKN-Direktorin Anne Rickmeyer betonte: „Der Grundwasser-Workshop hat sich für Praxis, Verwaltung und Forschung als Forum zum fachlichen Austausch und zur Weiterentwicklung von Strategien und Maßnahmen etabliert – flexibel, interdisziplinär und im offenen Austausch.“ „Wasser ist unverzichtbare Lebensgrundlage“, betonte Umweltminister Christian Meyer in seiner Videobotschaft zum Auftakt des 30. Grundwasser-Workshops des Niedersächsischen Landesbetriebs für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLKWN). Und ergänzte: „In Niedersachsen werden 86 Prozent des Trinkwassers aus dem Grundwasser entnommen – im Rest Deutschlands lediglich 76 Prozent.“ Bedingt durch den Klimawandel und die extremen Trockenjahre seien die Themen Wasserrückhalt in der Fläche, Wassersparen und -wiederverwendung zentrale Themen des Masterplans Wasser , der voraussichtlich noch 2025 fertiggestellt wird. Erstmals stand das Thema Gewässerökologie auf der Agenda der Fachveranstaltung. NLWKN-Direktorin Anne Rickmeyer betonte: „Der Grundwasser-Workshop hat sich für Praxis, Verwaltung und Forschung als Forum zum fachlichen Austausch und zur Weiterentwicklung von Strategien und Maßnahmen etabliert – flexibel, interdisziplinär und im offenen Austausch.“ Sie hob bei ihrer Begrüßung der mehr als 300 Teilnehmenden die beachtliche Entwicklung des Grundwasser-Workshops hervor: „Was 1996 mit 50 Teilnehmenden zur Umsetzung des Kooperationsprogramms zum Trinkwasserschutz begann, hat sich zu einem zukunftsweisenden Forum für Grundwasserschutz und nachhaltige Wasserbewirtschaftung entwickelt. Dies auch dank Hubertus Schültken, der den Grundwasser-Workshop zusammen mit den Kolleginnen und Kollegen aus Hildesheim und Cloppenburg seit vielen Jahrzehnten geprägt hat.“ Stand anfangs die Grundwassergüte mit Nitrat als Hauptbelastungsfaktor im Vordergrund der Veranstaltung, so rückte mit dem Klimawandel und den extremen Trockenjahren zunehmend das Thema Grundwassermenge in den Blickpunkt. Dieser Problemstellung widmete sich der erste Themenblock der diesjährigen Veranstaltung mit Beiträgen zu einem nachhaltigen Management der Wasserressourcen. Der zweite Themenblock beschäftige sich mit der Grundwasserökologie. „Ein äußerst spannendes Fachgebiet, das bislang beim Schutz der Ressource Grundwasser kaum beachtet wurde“, so Rickmeyer. „Daher haben wir dies aufgrund seiner hohen Relevanz zum Beispiel durch Reinigungs- und Filterfunktionen im Grundwasser in den Fokus der diesjährigen Veranstaltung gestellt.“ Tagungsleiter Hubertus Schültken in der Podiumsdiskussion, mit im Bild Dr. Hans Jürgen Hahn, Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau. In ihrem Resümee hoben die Moderatoren Hubertus Schültken und Dr. Lars Germershausen, beide im NLWKN verantwortlich für das Thema Grundwasser, hervor, dass mit der Umsetzung von zahlreichen Projekten zur nachhaltigen Bewirtschaftung der Wasserressourcen in der Fläche einiges an Maßnahmen erarbeitet und erprobt worden sei. Als vielversprechend hätten sich beispielsweise Aktivitäten zur Drän- oder Beregnungsteuerung auf landwirtschaftlichen Flächen erwiesen. Zur erfolgreichen Konzeption und Umsetzung von Arbeiten in der Fläche gelte es, vorhandene Strukturen – wie zum Beispiel das Kooperationsprogramm Trinkwasserschutz – zu nutzen und darauf zu achten, dass auch tatsächlich alle relevanten Akteure eingebunden sind. Beispiel für Grundwasser-Fauna: Höhlenwasserassel Die Beiträge zur Grundwasserökologie im Themenblock Zwei gewährten einen Einblick in dieses Fachgebiet mit Fokus auf die im Grundwasser lebenden Organismen wie zum Beispiel Höhlenflohkrebse oder Grundwasserasseln. "Den Referenten ist es gelungen, die zentrale Rolle der Grundwasserlebewesen im aquatischen Ökosystem, insbesondere deren Abhängigkeit sowohl von naturräumlichen als auch von anthropogenen Umwelteinflüssen, zu verdeutlichen", resümierte Schültken. Gleichwohl wies er auf das bestehende Defizit hin, dass die Grundwasserökologie, anders als die Ökologie der Oberflächengewässer, in der aktuellen Gesetzgebung zum Grundwasserschutz nicht berücksichtigt ist und nach aktuellem Stand auch bei der Novellierung der EG-Wasserrahmenrichtlinie nicht verbindlich geregelt wird. In seinem Fazit regte Schültken an, den Schutz des Grundwasserökosystems als biologisch-ökologische Dimension künftig stärker in Fachplänen, wie zum Beispiel im Masterplan Wasser zu verankern. „Dies könnte dazu beitragen, den ressourcenorientierten Schutzansatz des Landes um eine ökologische Perspektive zu erweitern – hin zu einem zukunftsgerichteten, ganzheitlichen Verständnis nachhaltiger Wasserbewirtschaftung“.

Überregionale Kooperation von Wasserversorgungsunternehmen: Gemeinsames Zukunftskonzept Wassermengenmanagement als integrative Planungsgrundlage zur Sicherstellung der Versorgung und zur Vermeidung von Nutzungskonflikten

Zielsetzung: Gegenstand und Ziele des Projektes: Die Versorgung mit ausreichend Trinkwasser ist eine der Kernaufgaben der öffentlichen Daseinsvorsorge. Der Klimawandel führt jedoch zu einer zunehmenden Belastung der Wasserressourcen, was sich bereits in extremen Wetterereignissen wie Dürreperioden und Starkregenereignissen zeigt und zunehmend zu Nutzungskonflikten führt. Aus diesem Grund haben sich insgesamt 25 Trinkwasserversorgungsunternehmen aus der nördlichen Region Ostwestfalen-Lippe des Landes NRW (24) und dem angrenzenden Niedersachsen (1) zum Ziel gesetzt, ein versorgungsgebietsübergreifendes Zukunftskonzept zu erarbeiten. Dieses „Zukunftskonzept Wassermengenmanagement“ ist im Sinne einer gemeinsamen Planungs- und Handlungsgrundlage zu sehen und soll zu einer effizienten, ressourcenschonenden und zukunftssicheren Wasserwirtschaft in der Projektregion führen. Neben der technischen Umsetzung liegt der Fokus auf einem aktiven Dialog mit der Öffentlichkeit, um Akzeptanz und Bewusstsein für Aufgaben und Bedeutung des Wassermanagements zu fördern. Das Projekt dient als Modell für andere Regionen, die ähnliche Herausforderungen bewältigen müssen. Innovativer Ansatz Das Projekt wird die Methode der ‚System Dynamics – Modellierung‘ anwenden, um die komplexen Wechselwirkungen zwischen einer sicheren und wirtschaftlich vertretbaren Wasserversorgung und der Bevölkerung, Landwirtschaft und Wirtschaft unter den Auswirkungen des Klimawandels zu erfassen. Damit können nicht nur kurzfristige Maßnahmen, sondern auch langfristige strategische Planungen zur Wasserversorgung in der Region erstellt und in ihren Auswirkungen erprobt werden. Des Weiteren dient dieses Werkzeug dazu, die Kommunikation zwischen Fachleuten, betroffenen Bürgern und der Politik zu unterstützen. Projektdurchführung: - Ein Zusammenschluss von 25 Trinkwasserversorgungsunternehmen - Consulaqua Hildesheim Projektregion: 20 Kommunen im nördlichen Ostwestfalen-Lippe (NRW) und die Stadt Melle in Niedersachsen Gemeinsam für eine langfristig sichere Trinkwasserversorgung!

Die Verteilung des Beregnungswassers im Boden unter besonderer Beruecksichtigung beregnungsbeduerftiger und -wuerdiger niedersaechsischer Boeden

Die mathematische Beschreibung des Kapillarpotentials als Funktion des Ortes an mehrschichtigen Boeden geht von der Bedingung aus, dass an den Schichtgrenzen in den sich beruehrenden Boeden das Kapillarpotential gleich sein muss. Das ist erforderlich, da die benetzende Phase (Wasser) auch im geschichteten Boden ihre Eigenschaften nicht aendert, somit kann an der Schichtgrenze keine Unstetigkeitsstelle vorkommen. Untersucht werden sollen feinsandige Boeden mit Schluff- und Tonanteilen. Rein tonige Boeden sind fuer die Untersuchung nicht zweckmaessig. Sie sind zwar durch ein starkes Wasserhaltevermoegen gekennzeichnet, aber ihre geringe Druchlaessigkeit laesst schon bei sehr niedrigen Beregnungshoehen einen fuer die Beregnung unerwuenschten Ueberstau auftreten. Auch Sandboeden, die eine hohe Regenintensitaet aufnehmen koennten, muessen ausgeschieden werden, wenn ein zu geringes Wasserhaltevermoegen sie fuer eine Beregnung als unwirtschaftlich ausweist.

Wasserstandsvorhersage fuer die Bundeswasserstrassen

Parallel zu einem rein statistischen Vorhersageverfahren wurde ein weitgehend deterministisches Flussgebietsmodell erarbeitet, das in Form einzelner hydrologisch-physikalischer Bausteine u.a. die Niederschlagskonzentration, die Abflussbildung und die Abflusstransformation beruecksichtigt. Nach Errichtung des Datenerfassungs- und Uebertragungssystems soll dieses deterministische Modell zunaechst fuer die taegliche Wasserstandsvorhersage am Pegel Maxau eingesetzt werden, wobei eine von der ETH Zuerich erstellte Wasserstandsvorhersage fuer den Pegel Rheinfelden einbezogen wird. Das Modell eignet sich auch zur Wasserstandsvorhersage waehrend fortschreitenden Ausbaus und bei kuenstlichen Abflussregulierungen. Es laesst sich daher vorrangig auch zur Steuerung von Hochwasserwellen einsetzen. Zur Zeit wird das Neckargebiet einbezogen und die Erweiterung auf den Rheinpegel Worms getestet.

Entwicklung eines elektro-optischen Pegels fuer Wasserstandsmessungen

Es ist zu untersuchen, ob und inwieweit elektro-optische, elektro-akustische oder sonstige elektro-magnetische Streckenmessverfahren fuer Wasserstandsmessgeraete (Pegel) eingesetzt werden koennen. Geraete dieser Art arbeiten ohne mechanische Bauteile und stellen die Messwerte staendig digital zur Verfuegung. Sie koennen u.a. zur Steuerung wasserstandsabhaengiger betrieblicher Einrichtungen (Schleusen, Kraftwerke u.a.) verwendet werden.

Land Use and Water Resources Management under Changing Environmental

Intensive agricultural production in the Hai River catchment had detrimental impacts on the quantity and quality of ground and surface water. High cropping intensity, irrigation and fertilizer applications of more than 300 kg N/ha resulted in a decrease of the ground water table by more than 30 m within the last decades and severe deterioration of water quality in the Piedmont Plain Region, a part of the Hai River catchment. The shortage of water resources in the Hai River basin not only hinders the development of the local economy, but also results in severe environmental problems such as:- subsidence of the ground surface due to over-exploitation of groundwater, - degradation of ecosystems, - shrinking of rivers and lakes, - non point source pollution of soil and ground water - serious water pollution in the main channels and tributaries. Sustainable land use in that region requires a sound knowledge of the effects of single management measures. However, subsoil heterogeneity is one of the major obstacles, impeding relating cause and effect at larger scales and to assess the effect of single management strategies. In this study, a three-step up-scaling approach is suggested that combines some innovative methodologies, and enables to grasp the heterogeneities usually encountered at the management scale. First, a recently developed robust methodology will be applied to determine deep percolation and groundwater recharge in situ without requiring a fully-fledged soil hydrological model. The results can be compared to seepage data from lysimeters of the Luancheng station. Moreover, spatial heterogeneities and temporal patterns can be determined and can be related to soil hydrological properties. Second, spatial functional hydrological heterogeneity can be assessed based on principal component analysis of time series of soil water content and groundwater recharge, allowing to up-scale detailed measurements from single field sites. Third, processes affecting groundwater quality, and exchange between groundwater and surface water can be investigated using non-linear PCA of soil water, groundwater, and stream water quality data, combined with stable isotope data. The outcome of the project is expected to provide valuable contributions to scale-specific simulation of water and solute fluxes at the management scale.

Klimaresilientes Odenthal

Zielsetzung: Der Klimawandel stellt ländliche Gemeinden in Mittelgebirgen vor spezielle Herausforderungen bezüglich des Wasserressourcenmanagements. Die Ereignisse im Sommer 2021 haben gezeigt, dass auch der ländliche Raum nicht hinreichend auf Hochwasser- und Starkregenereignisse vorbereitet ist. Gleichzeitig haben die Dürrejahre 2018 und 2019 erhebliche Auswirkungen auf die Forst- und Landwirtschaft gehabt. Dies unterstreicht den dringenden Bedarf an Konzepten der Klimaanpassung, die eng mit der Landnutzung verknüpft sind. Die Gemeinde Odenthal im Dhünntal des Bergischen Landes war vom Starkregenereignis 2021 stark betroffen und konnte einschlägige Erfahrungen sammeln. Die geo-morphologischen Verhältnisse, insbesondere die Hanglage und Bodenqualität, beeinflussen die Wasserrückhaltung erheblich und sorgen für eine geringe Versickerungsfähigkeit, wodurch Niederschlagswasser aufgrund der geringen Untergrunddurchlässigkeit größtenteils oberirdisch abfließt. Gleichzeitig führt der hohe Nutzungsdruck auf die wenigen verfügbaren ebenen Flächen - oft in Auengebieten - zu Nutzungskonflikten zwischen verschiedenen Akteuren. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, müssen nachhaltige Strategien zur Wasserspeicherung und -bewirtschaftung der Flächen entwickelt und genutzt sowie Interessenkonflikte aufgelöst werden. Unter Einbeziehung der Bürger*innen und in Zusammenarbeit mit der Wissenschaft, vertreten durch die TH Köln, soll nun eine wasserkompetente und klimaangepasste Siedlungsentwicklung in einer Mittelgebirgsregion geschaffen werden. Ziel ist es, durch partizipative Ansätze die drei Dimensionen der Nachhaltigkeit - Wirtschaft, Soziales und Ökologie - zu stärken und die Akzeptanz der entwickelten Maßnahmen zu sichern. Die Gemeinde Odenthal wird zur Modellgemeinde und zum Reallabor für den innovativen Projektansatz und spielt eine zentrale Rolle im Modellflussgebiet Dhünn des :aqualon e.V.. In enger Zusammenarbeit mit allen Akteur*innen werden Strategien und Maßnahmen entwickelt, die den gesamten Wasserkreislauf, die Risiken des Klimawandels und die Gewässerökologie berücksichtigen. Ziel ist es, neue Wasser-Raum-Konzepte zu schaffen, die den Schutz der Gewässer fördern und die Klimaresilienz der Gemeinde stärken. Das Projekt schafft die Voraussetzungen für ein direkt anschließendes Umsetzungsprojekt, bei dem die gemeinsam entwickelten Lösungen von allen beteiligten Akteur*innen getragen und umgesetzt werden, um Odenthal als klimaresiliente Gemeinde zu etablieren.

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