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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.

Wasserhaushalt Hamburg

Rasterkarten zum Wasserhaushalt, bzw. zur Grundwasserneubildung, berechnet mit mGROWA (FZ Jülich, 2021). Im Webdienst werden 6 Layer gezeigt: - Grundwasserneubildung des hydrolog. Jahres 2019 [Min] - Grundwasserneubildung des hydrolog. Jahres 2008 [Max] - mittlere jährliche Grundwasserneubildung (1991 - 2019) - mittlere jährliche Grundwasserneubildung (1961 - 1990, Klimareferenzperiode) - Direktabfluss Mittlere Rate (1991-2020) - Tatsächliche Verdunstung Mittlere Rate (1991-2020) Beschreibung: Etwa ein Viertel des Niederschlags gelangt in Hamburg über den Boden ins Grundwasser und bildet damit einen erheblichen Anteil unserer täglichen Wasserversorgung und ist ökologische Grundlage für die Vegetation und den Boden als Wasserspeicher. Der übrige Niederschlag wird im Wesentlichen durch Verdunstung und Abfluss ins Sielnetz und in die Gewässer bestimmt. Aktuell werden pro Jahr bei durchschnittlichen Niederschlägen (etwa 770 mm pro Jahr) 136 Millionen Kubikmeter (m³) Grundwasser auf Hamburger Gebiet neu gebildet. Im Trockenjahr 2019 waren es nur 75 Millionen m³, was sich in stark fallenden Grundwasserständen, fehlender Bodenfeuchte und sich durch teilweises Trockenfallen von Gewässern für Tier und Pflanze als Trockenstress auswirkte. Auf die Beobachtung der Entwicklung der Grundwasserneubildung kommt deshalb in Zeiten des Klimawandels besondere Bedeutung zu. Neben klimatischen Veränderungen ist deshalb ein ausgefeiltes Flächen- und Ressourcenmanagement nötig, um der wachsenden urbanen Versiegelung und dem steigenden Wasserverbrauch mit Strategien und Maßnahmen hin zu einem naturnahen Wasserhaushalt entgegenzuwirken. Datengrundlagen und Methodik: Grundlage für die Berechnung und Darstellung von flächen- und zeitlich differenzierten Rasterkarten der verschiedenen Wasserhaushaltskomponenten ist das rasterzellenbasierte Wasserhaushaltsmodell mGROWA des Forschungszentrums Jülich. In mGROWA wurden zunächst standortbezogen auf Basis der jeweiligen Niederschlagsmengen und klimatischen Einflussgrößen die tatsächliche Verdunstung und der Gesamtabfluss in täglicher Auflösung mit einer Zellengröße von 25 x 25 m berechnet. Die berechneten Tageswerte wurden nachfolgend auf langjährig, jährliche und monatliche Zeiträume aggregiert. Danach wurde der Gesamtabfluss auf Basis der Standorteigenschaften in verschiedene Abflusskomponenten aufgeteilt. In der Datenzusammenstellung sind neben den Rasterkarten der potentiellen und tatsächlichen Verdunstung, des Gesamtabflusses und der Standorteigenschaften die Rasterkarten der Abflusskomponenten urbaner Direktabfluss, Sickerwasserrate, Zwischen- und Dränageabflüsse, sowie letztendlich die Grundwasserneubildung enthalten. Im Folgenden dargestellt werden auszugsweise die Karten zum mittleren langjährigen Mittel 1961-1990 (Klimareferenzperiode) und 1991-2019, das Nassjahr 2008 mit sehr großer und das Trockenjahr 2019 mit sehr geringer Neubildung.

Wasserschutzgebiete (Landkreis Göttingen)

Rechtsgrundlage: Nach § 91 des Niedersächsischen Wassergesetzes (NWG) in Verbindung mit § 51 des Wasserhaushaltsgesetzes (WHG) können Wasserschutzgebiete (WSG) im Interesse der öffentlichen Wasserversorgung bzw. zum Wohl der Allgemeinheit festgesetzt werden, um das Grundwasser im Gewinnungs- bzw. Einzugsgebiet einer Grundwasserentnahme vor nachteiligen Einwirkungen zu schützen. Flächen aller ausgewiesenen Wasserschutzgebiete im Kreisgebiet mit Schutzzonen von I bis III. Schutzzone I = Brunnen, Schutzzone II = nähere Umgebung um den Brunnen, Schutzzone III = weitere Schutzzone. Um den Schutz des Grundwassers/Trinkwassers zu garantieren, sieht die jeweilige Verordnung in den einzelnen Schutzzonen Einschränkungen der Nutzung (z.B. Ausbringen von Dünge- und Spritzmitteln, Materiallagerung, Bebauung) vor. WSG "Adelebsen", "Alte Riefensbeek", "Bad Sachsa", "Barbis", "Blümer Berg, Klus, Mielenhausen", "Bramwald", "Bühren", "Dankelshausen", "Eisdorf", "Friedland-Reckershausen", "Gelliehausen", "Gronespring", "Hattorf", "Hettensen", "Kleinalmerode", "Lenglern", "Lonau", "Magdeburger Stollen", "Moosgrund", "Nieste", "Oberode", "Reiffenhausen", "Reinhausen", "Renshausen", "Sattenhausen", "Scheden", "Sieber", "Sösetalsperre", "Stegemühle", "Steinatal", "Tiefenbrunn", "Uschlag", "Weendespring", "Witzenhausen", "Wulften", "Ziegenhagen", "Zorge".

Aufgabenträger der öffentlichen Wasserversorgung (Sachsen)

Aufgabenträger der öffentlichen Wasserversorgung: - Zweckverbände - Teilzweckverband - Gemeinden

Dissolved methane concentrations, diffusive methane flux and EOVs in the German Bight in September 2024 (Sternfahrt 12)

In continuation of the previous cruises (Sternfahrten) we covered a similar area with the RVs Ludwig Prandtl and Mya II. All instruments were set up in the MOSES laboratory container. Standard hydrographic parameters were determined with a pocket ferrybox running with ship's surface water supply. In addition, dissolved methane was determined continuously. We used a degassing unit which was using surface water from the ship's water supply. The gas mixture was subsequently analysed with a Greenhouse Gas Analyzer from LosGatos. Conversion to methane concentration was performed with water samples, from which the methane content was determined with gas chromatography. Atmospheric methane concentrations were obtained from the ICOS-station Helgoland. Wind speed was obtained from the ships meteorological systems. The diffusive flux was calculated as outlined in the additional meta data description.

Bodenbewertung - Wasserrückhaltevermögen (FKWe), regionalspezifisch bewertet

Die Bodenfunktion „Bestandteil des Wasserhaushaltes“ ist eine Teilfunktion der natürlichen Bodenfunktion „Bestandteil des Naturhaushalts, insbesondere mit seinen Wasser- und Nährstoffkreisläufen“ (BBodSchG, § 2, Abs. 2, Punkt 1.b). Ein Bewertungskriterium hierfür sind die allgemeinen Wasserhaushaltsverhältnisse mit dem Kennwert „Feldkapazität“, die die Menge an Wasser kennzeichnet, die im Boden entgegen der Schwerkraft zurückgehalten werden kann. Je höher das Wasserrückhaltevermögen bzw. die Feldkapazität ist, desto mehr und länger wird das Wasser dem Kreislauf Atmosphäre – Boden – Gewässer entzogen und steht bodenbezogenen Prozessen wie z. B. der Versorgung der Pflanzen mit Wasser und Nährstoffen oder Zersetzung organischer Substanz zur Verfügung. Die konkreten Werte für das Wasserrückhaltevermögen bzw. die Feldkapazität werden in fünf Stufen von sehr gering bis sehr hoch klassifiziert. Je höher das Wasserrückhaltevermögen ist, desto höher ist auch die Erfüllung der Bodenfunktion „Bestandteil des Wasserhaushaltes“. Die regionale Klassifikation gibt die dem Naturraum entsprechende Bedeutung dieser Bodenfunktionen wieder. Dies stellt bei kleinräumigen Planungen, z. B. auf Gemeindeebene oder Detail- oder Ausführungsplanungen häufig eine fachlich angemessene Grundlage dar. Um möglichst viele Nutzer zu erreichen und verschiedene Zwecke abdecken zu können, stellt das LLUR das Kartenwerk in fünf verschiedenen Maßstabsebenen bereit: 1 : 2.000 für die konkrete Landbewirtschaftung oder Bauausführung vor Ort oder für eine hochaufgelöste Planung, 1 : 25.000 für Planungen auf Gemeindeebene, 1 : 100.000 für Planungen in größeren Regionen, 1 : 250.000 für eine landesweit differenzierte Planung, 1 : 1000.000 für eine landesweite bis bundesweite Planung.

Bodenbewertung - Wasserrückhaltevermögen (FKWe), landesweit bewertet

Die Bodenfunktion „Bestandteil des Wasserhaushaltes“ ist eine Teilfunktion der natürlichen Bodenfunktion „Bestandteil des Naturhaushalts, insbesondere mit seinen Wasser- und Nährstoffkreisläufen“ (BBodSchG, § 2, Abs. 2, Punkt 1.b). Ein Bewertungskriterium hierfür sind die allgemeinen Wasserhaushaltsverhältnisse mit dem Kennwert „Feldkapazität“, die die Menge an Wasser kennzeichnet, die im Boden entgegen der Schwerkraft zurückgehalten werden kann. Je höher das Wasserrückhaltevermögen bzw. die Feldkapazität ist, desto mehr und länger wird das Wasser dem Kreislauf Atmosphäre – Boden – Gewässer entzogen und steht bodenbezogenen Prozessen wie z. B. der Versorgung der Pflanzen mit Wasser und Nährstoffen oder Zersetzung organischer Substanz zur Verfügung. Die konkreten Werte für das Wasserrückhaltevermögen bzw. die Feldkapazität werden in fünf Stufen von sehr gering bis sehr hoch klassifiziert. Je höher das Wasserrückhaltevermögen ist, desto höher ist auch die Erfüllung der Bodenfunktion „Bestandteil des Wasserhaushaltes“. Vor allem bei großräumigeren oder die Naturraumgrenzen überschreitenden Planungen, stellt eine Übersicht nach (landesweit) einheitlichen Klassifikationen, die nicht naturräumlich differenziert sind, häufig eine fachlich angemessene Grundlage dar. Um möglichst viele Nutzer zu erreichen und verschiedene Zwecke abdecken zu können, stellt das LLUR das Kartenwerk in fünf verschiedenen Maßstabsebenen bereit: 1 : 2.000 für die konkrete Landbewirtschaftung oder Bauausführung vor Ort oder für eine hochaufgelöste Planung, 1 : 25.000 für Planungen auf Gemeindeebene, 1 : 100.000 für Planungen in größeren Regionen, 1 : 250.000 für eine landesweit differenzierte Planung, 1 : 1000.000 für eine landesweite bis bundesweite Planung.

Wasserbuch anlagenbezogen

Zu den anlagenbezogenen Wasserbucheinträgen zählen u.a. folgende wasserrechtliche Tatbestände: Benutzungen von Grundwasser und/oder Oberflächenwasser gemäß § 9 WHG i.V.m. § 5 SächsWG; Einleiten von Abwasser in Gewässer gemäß § 57 WHG (Direkteinleitung) i.V.m. § 51 SächsWG; Einleiten von Abwasser in öffentliche Abwasseranlagen gemäß § 58 WHG (Indirekteinleitung) i.V.m. § 53 SächsWG oder Einleiten von Abwasser in private Abwasseranlagen gemäß § 59 WHG; Errichtung, Betrieb, wesentliche Änderung, Unterhaltung und/oder Stilllegung von Anlagen in, an, über und unter oberirdischen Gewässern gemäß § 36 WHG i.V.m. § 26 SächsWG; Errichtung, Betrieb sowie die wesentliche Veränderung oder Beseitigung einer Abwasserbehandlungsanlage gemäß § 60 WHG i.V.m. § 55 SächsWG; Errichtung, Betrieb sowie die wesentliche Veränderung oder Beseitigung von öffentlichen Wasserversorgungsanlagen gemäß § 55 SächsWG i.V.m. § 50 Abs. 4 WHG; Nutzung von Fernwasser gemäß § 44 SächsWG i.V.m. § 50 Abs. 2 WHG; Errichtung, Betrieb und/oder wesentliche Änderung von Anlagen zum Lagern, Abfüllen oder Umschlagen wassergefährdender Stoffe gemäß § 63 WHG; Gewässerausbau sowie Errichtung von Deich- und Dammbauten gemäß § 68 WHG i.V.m. § 63 SächsWG; Herstellung, wesentlichen Änderung oder Beseitigung eines Flutungspolders gemäß § 63 SächsWG; Übertragen der Unterhaltungslast zur Gewässerunterhaltung gemäß § 40 WHG i.V.m. § 33 SächsWG, Übertragen der Pflicht zur Abwasserbeseitigung gem. § 56 WHG, Übertragen der Pflicht zur öffentlichen Wasserversorgung gemäß § 43 SächsWG; Duldungs- und Gestattungsverpflichtungen nach § 99 SächsWG (Zwangsrechte)

Wasserbuch Flächengebiet Festsetzung

Bei den Wasserbucheinträgen zur Flächengebietsfestsetzung handelt es sich u.a. um folgende wasserrechtliche Tatbestände: Wasserschutzgebiete gemäß § 51 WHG i.V.m. § 46 SächsWG; Heilquellenschutzgebiete gemäß § 53 WHG i.V.m. § 47 SächsWG; Überschwemmungsgebiete an oberirdischen Gewässern sowie vorläufig gesicherte Überschwemmungsgebiete gemäß § 76 WHG i.V.m. § 72 SächsWG; Risikogebiete gemäß § 74 WHG bzw. überschwemmungsgefährdeter Gebiete gemäß § 75 SächsWG; Hochwasserentstehungsgebiete gemäß § 78d WHG i.V.m. § 76 SächsWG; Festsetzung von Gewässerrandstreifen nach § 38 Abs. 3 WHG i.V.m. § 24 Abs. 4 SächsWG

Trinkwassergewinnungsgebiete in Schleswig-Holstein

Darstellung der Grundwassereinzugsgebiete der Wasserwerke der öffentlichen Trinkwasserversorgung mit einer Entnahmemenge ab 100.000 Kubikmeter pro Jahr, für die kein Trinkwasserschutzgebiet festgesetzt oder geplant ist. Entnahmen aus unterschiedlichen Grundwasserstockwerken führen in einigen Fällen zu Überlagerungen hydraulisch getrennter Einzugsgebiete. Der in Schleswig-Holstein verwendete Begriff "Trinkwassergewinnungsgebiet" ist rechtlich nicht normiert. Eigene rechtsverbindliche Regelungen für Trinkwassergewinnungsgebiete bestehen daher nicht. Der Begriff "Trinkwassergewinnungsgebiet" ist allerdings als Kategorie in der Regionalplanung eingeführt, da in Trinkwassergewinnungsgebieten neben der Sicherung der öffentlichen Trinkwasserversorgung dem Gesichtspunkt des vorsorgenden Grundwasserschutzes bei der Abwägung mit anderen Nutzungsansprüchen ein besonderes Gewicht zukommt.

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