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Die klimabedingte Zunahme extremer Wetterereignisse ist eine der Herausforderungen in der gegenwärtig durch Krisen geprägten Zeit. Gefahren gehen von großräumigen Hochwasserereignissen und von kleinräumigen Überflutungen innerhalb besiedelter Bereiche aus. Ursache sind ausgeprägte Extremniederschläge. Das Schadpotenzial hängt maßgeblich von den lokalen Bedingungen ab. Ein Starkregen richtet im Flachland mit versickerungsfähigen Böden wesentlich weniger Schäden an als im Bereich eines Kerbtalgewässers, wenn dort die Hochwasserwelle auf bebaute Talbereiche trifft. Auch sind die Folgen einer als urbane Sturzflut bezeichneten Überflutung in dicht besiedelten Räumen in der Regel dramatischer als bei ländlich geprägten Siedlungsstrukturen. Aber nicht nur dem Problem „zu viel Wasser“, sondern auch der zunehmenden Herausforderung „zu wenig Wasser“ muss sich die Wasserwirtschaft stellen. Trockenheit und Hitze führen vor allem in Innenstädten immer häufiger zu Bedingungen, in denen das Leben und Arbeiten zur Belastung wird. Vielerorts sinkende Grundwasserspiegel stellen die Bewirtschaftung natürlicher Wasserressourcen und nicht zuletzt die öffentliche Wasserversorgung in Deutschland vor bislang weitgehend unbekannte Herausforderungen. Einen absoluten Schutz gegen Überflutungen und vor Hitzeperioden gibt es nicht. Wir müssen Vorsorge betreiben, um die Belastungen zu begrenzen. In der letzten Zeit hat dafür der Begriff der „Resilienz“ im wasserwirtschaftlichen Kontext eine besondere Bedeutung gewonnen. Dazu erforderliche Konzepte greifen die Wassertage Münster im Jahr 2023 auf. Zu den Maßnahmen der wasserbewussten Stadtentwicklung zählen beispielsweise die gezielte Versickerung und Verdunstung von Niederschlagswasser oder die Ableitung von Oberflächenabflüssen bei seltenen Starkregen in weniger kritische Bereiche. Thematisiert wird auch der Umgang mit (Ab-)Wasser als Ressource. Hierbei werden die Bedeutung und Chancen der Wasserwiederverwendung betrachtet.
Nordrhein-Westfalen braucht eine gut aufgestellte Wasserforschung,
um den heutigen und künftigen Herausforderungen im
Land sowie auch national und international gewachsen zu sein.
Eine erste Erfassung der Wasserforschung in Nordrhein-Westfalen
im Sommer 2017 vermittelte Fakten zu Bestand, Defiziten
und Entwicklungspotenzialen. Mehr als 750 Wissenschaftler
forschen in Nordrhein-Westfalen in über neunzig Forschungsgruppen
verschiedener Disziplinen zum Thema Wasser. Die
Schwerpunkte liegen primär in den Ingenieurwissenschaften,
aber auch in den Natur-, Geo-, Sozial-, Wirtschafts- und Rechtswissenschaften.
Universitäten, Fachhochschulen, An-Institute
sowie außeruniversitäre Forschungsinstitutionen tragen zur
breit aufgestellten Wasserforschung bei, die unter anderem in
sechs Forschungszentren und zahlreichen Kooperationsprojekten
untereinander vernetzt ist. Der guten nationalen Vernetzung der
Akteure stehen befriedigende internationale und stark ausbaufähige
europäische Kontakte gegenüber. Die internationale
Sichtbarkeit und Attraktivität der Wasserforschung in Nordrhein-
Westfalen wird ihren Spitzenleistungen in einzelnen Bereichen
nicht gerecht. Ein vertiefter Praxistransfer von Forschungsergebnissen
offeriert der Wasserwirtschaft innovative, praxistaugliche
Lösungen und zudem der Umweltwirtschaft interessantere
Marktchancen. Besonders günstige Randbedingungen
sind in den innovationsfähigen Kommunen und Wasserverbänden
des großen, dicht besiedelten und an Landschaftstypen reichen
Bundeslandes Nordrhein-Westfalen zu sehen. Im nächsten
Schritt wird zu analysieren sein, wie die Potenziale der Wasserforschung
in Nordrhein-Westfalen effizienter genutzt und ausgebaut
werden können, um zur zukunftssicheren und nachhaltigen
Ausrichtung der Wasserwirtschaft in Nordrhein-Westfalen,
zu wissenschaftlicher Exzellenz und umweltwirtschaftlichem Erfolg
des Landes beizutragen.
Im Rahmen einer nachhaltigen Stadtentwicklung wird der Vegetation die
Funktion der Beschattung und Verdunstung zugesprochen. Der Stadthydrologie fehlte hierfür bislang ein geeignetes Simulationsmodell. Der entwickelte Modellbaustein SWMM-UrbanEVA erlaubt die standortgerechte Simulation der Verdunstung von Vegetation im urbanen Raum. Für Freiflächen erfolgt die Prozessmodellierung des Energie- und Wasserhaushaltes des Systems Boden-Pflanze-Atmosphäre. Mit meteorologischen und vegetationskundlichen Kenndaten wird eine raum-zeitlich differenzierte Berechnung ermöglicht.
In Germany, the current sectoral urban planning often leads to inefficient use of resources, partly because municipalities lack integrated planning instruments and argumentation strength toward politics, investors, or citizens. The paper develops the ResourcePlan as (i) legal and (ii) a planning instrument to support the efficient use of resources in urban neighborhoods. The integrative, multi-methodological approach addresses the use of natural resources in the building and infrastructural sectors of (i) water (storm- and wastewater) management, (ii) construction and maintenance of buildings and infrastructure, (iii) urban energy system planning, and (iv) land-use planning. First, the development as legal instrument is carried out, providing (i) premises for integrating resource protection at all legal levels and (ii) options for implementing the ResourcePlan within German municipal structures. Second, the evaluation framework for resource efficiency of the urban neighborhoods is set up for usage as a planning instrument. The framework provides a two-stage process that runs through the phases of setting up and implementing the ResourcePlan. (Eco)system services are evaluated as well as life cycle assessment and economic aspects. As a legal instrument, the ResourcePlan integrates resource protection into municipal planning and decision-making processes. The multi-methodological evaluation framework helps to assess inter-disciplinary resource efficiency, supports the spatial identification of synergies and conflicting goals, and contributes to transparent, resource-optimized planning decisions.
In-situ-Monitoring der Reinigungsleistung großer dezentraler Niederschlagswasserbehandlungsanlagen
(2018)
Große dezentrale Niederschlagswasserbehandlungsanlagen
werden mittels kontinuierlicher Gütemesstechnik hinsichtlich ihrer
Frachtwirkungsgrade an Standorten mit hohem Stoffaufkommen untersucht.
Die Bilanzierung der Zulauf- und Ablauffrachten basiert auf dem Zusammenhang
zwischen den abfiltrierbaren Stoffen (AFS) und der Trübung.
Erste Ergebnisse der Installation der Messtechnik, des Datenmanagements
und Frachtwirkungsgrade werden vorgestellt.
Der Behandlung von Niederschlagsabflüssen aus Trennsystemen kommt zur Zielerreichung eines wirksamen Gewässerschutzes eine wesentliche Rolle zu. Konventionelle, zentrale Anlagen behandeln den Abfluss vor der Einleitung in das Gewässer. Zunehmend an Bedeutung gewonnen haben dezentrale Anlagen, die den Abfluss am Entstehungsort behandeln. Unterschiedlich belastete Oberflächenabflüsse können somit den wasserrechtlichen Anforderungen entsprechend gezielt behandelt werden. Voraussetzung zur Anwendung ist der Nachweis der vergleichbaren Reinigungsleistung zu zentralen Anlagen. In-situ Gütemessungen der Zu- und Ablauffrachten einer Behandlungsanlage ermöglichen eine datenbasierte Bewertung der Anlagenwirksamkeit.