WASKlim - Wasserwirtschaftliche Anpassungsstrategien an den Klimawandel

Hintergrund und Ziele

Die Wasserwirtschaft und wasserwirtschaftliche Fragestellungen haben bei der Entwicklung der nationalen ⁠Anpassungsstrategie⁠ an den ⁠Klimawandel⁠ eine besondere Bedeutung, da die Komponenten des Wasserkreislaufes eine hohe ⁠Sensitivität⁠ gegenüber den Veränderungen des Klimas zeigen. Die Wasserwirtschaft selbst gilt als einer der hoch vulnerablen Bereiche in Deutschland. Bei der Entwicklung von Anpassungsstrategien für die Wasserwirtschaft ist es darüber hinaus notwendig, wasserrelevante Fragestellungen anderer Sektoren mit einzubeziehen. Hierzu zählen u.a. Land- und Forstwirtschaft, Trinkwasserversorgung, Energiegewinnung, Schifffahrt, Siedlungs- und Infrastrukturentwicklung und Tourismus.

Eine Aufgabe von WASKlim ist die Unterstützung des Entwicklungsprozesses der deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel. Hierzu zählt die Auswertung einer Befragung von Bund, Ländern und Verbänden durch das ⁠BMU⁠ (Evaluation der sektoralen und regionalen Betroffenheit von ⁠Klimafolgen⁠ sowie der bereits erfolgten und erforderlichen Anpassungsmaßnahmen), und deren Präzisierung und Fokussierung im Rahmen eines Gruppen-Delphis. Zur Identifizierung von Handlungsfeldern, Strategieentwicklung und der diesbezüglichen Aufnahme von Impulsen aus der Fachöffentlichkeit wurde zudem eine Konferenz unter dem Titel "Deutsche Anpassungsstrategie an den Klimawandel - Erwartungen, Ziele und Handlungsoptionen" durchgeführt.

Weitere Aufgabe von WASKlim ist die Entwicklung einer konkreten Methode zur Bestimmung der ⁠Anpassungskapazität⁠ und ⁠Vulnerabilität⁠ im Bereich Wasserwirtschaft, in die neben exakten mathematischen Funktionen auch (unscharfes) Expertenwissen integriert werden kann. Das Expertensystem wird anhand dreier Gebiete in verschiedenen Naturräumen (Wupper, Salza, Obere Iller) getestet, die sich u.a. durch intensive aktuelle und potenzielle Nutzungskonflikte zwischen der Wasserwirtschaft und anderen Sektoren auszeichnen.

Ziele:

  1. Entwicklung einer Methode zur Bestimmung der Anpassungskapazität und Vulnerabilität auf der Grundlage von konkreten Anpassungsmaßnahmen. Diese Methode wird am Beispiel des Wassersektors entwickelt, soll jedoch für weitere Bereiche anwendbar und übertragbar sein.
  2. Entwicklung von Anpassungskonzepten für die Wasserwirtschaft, die ein Auftreten konkreter Nutzungskonflikte infolge der Klimaänderungen durch eine integrierte, schutzgutbezogene Interessensabwägung vermeiden sowie einen Beitrag zu Investitions- und Planungsentscheidungen unter ⁠Unsicherheit⁠ in der Wasserwirtschaft vor dem Hintergrund zukünftiger veränderter Rahmenbedingungen liefern.
  3. Unterstützung der Entwicklung der nationalen Anpassungsstrategie.

Laufzeit

Untersuchungsregion/-raum

Land
  • Deutschland
Bundesland
  • Baden-Württemberg
  • Bayern
  • Nordrhein-Westfalen
  • Sachsen
  • Sachsen-Anhalt
Naturräumliche Zuordnung
  • Alpen
  • Alpenvorland
  • Südostdeutsche Becken und Hügel
  • Westdeutsche Tieflandsbucht

Schritte im Prozess zur Anpassung an den Klimawandel

Schritt 1: Klimawandel verstehen und beschreiben

Ansatz und Ergebnisse 

Die Auswertungen und Modellierungen werden sowohl mit ECHAM5/WETTREG (statistisches ⁠Downscaling⁠) als auch mit ECHAM5/REMO (dynamisches Downscaling) durchgeführt und die Ergebnisse gemeinsam diskutiert. Den Daten liegen die SRES-Emissionsszenarien A1, A1B und B2 (⁠IPCC⁠) zugrunde. Die Szenariensimulationen (Wasserhaushalt, ⁠Abfluss⁠) werden mit dem Modell WaSiM-ETH durchgeführt.

Ungenauigkeiten und Unsicherheiten in den Klimaprojektionen und den angewandten Modellen werden durch die Abbildung der sich aus den verschiedenen Methoden und Szenarienläufen ergebenden Spannweiten und durch Signifikanztests dargestellt. Diese finden Eingang in die Analyse der drei Testgebiete. Die Belastbarkeit des Expertensystems wird durch den Einbezug verschiedener Informationsquellen und der ⁠Stakeholder⁠ vor Ort erhöht.

Parameter (Klimasignale)
  • Flusshochwasser
  • Veränderte Niederschlagsmuster
  • Höhere mittlere Temperaturen
  • Starkniederschlag (inkl. Hagel, Schnee)
  • Trockenheit
Zeithorizont
  • langfristig = bis 2100 und darüber hinaus

Schritt 2a: Risiken erkennen und bewerten (Klimafolgen/-wirkungen)

Analyseansatz 

Im Rahmen der Entwicklung des Entscheidungsunterstützungssystems werden die Entwicklungen hinsichtlich ⁠Klima⁠ und Wasserhaushalt für ganz Deutschland recherchiert. Zusätzlich werden auch Modellsimulationen des Wasserhaushalts für die Testgebiete einschließlich Szenariensimulationen bis zum Jahr 2100 mit WaSiM-ETH durchgeführt. Die sich daraus ergebenden klimatischen Belastungen finden als "potenzielle Auswirkungen" im betrachteten ⁠Einzugsgebiet⁠ Eingang in das Expertensystem bzw. Entscheidungsunterstützungsmodell.

Der Schwerpunkt im WASKlim-Projekt liegt in der Wasserwirtschaft. Im Verlauf des Projekts wurden jedoch auch anderen Sektoren (z.B. bei einer Konferenz im April 2008) diskutiert: Land- und Forstwirtschaft, Trinkwasserversorgung, Energiegewinnung, Schifffahrt, Siedlungs- und Infrastrukturentwicklung sowie Tourismus.

Schritt 2b: Vulnerabilität, Risiken und Chancen

Ansatz und Risiken / Chancen 

Die ⁠Vulnerabilität⁠ wird durch die Gesamtheit der Indikatoren der Klimawirkungen bestimmt, mit denen spezifische klimatische Belastungen, damit verbundene potenzielle Auswirkungen sowie deren Verminderung durch das nutzbare Anpassungspotenzial beschrieben werden. Bei WASKlim wird die Vulnerabilität der Wasserwirtschaft hinsichtlich Wassernutzung unter Berücksichtigung der gesellschaftlichen Rahmenbedingungen in Deutschland analysiert. Im WASKlim-Projekt wird die ⁠Anpassungskapazität⁠ in verschiedenen Sektoren der Wasserwirtschaft (v.a. Wasserversorgung, Wasserkraft, Binnenschifffahrt, Gewässerzustand) sowohl im Überblick als auch konkret für die drei Testgebiete ausgewertet. Bei der Auswahl der Testgebiete wurden zudem entsprechend der Zielstellung des WASKlim-Projekts solche bevorzugt, die eine hohe Vulnerabilität in Bezug auf die Wasserwirtschaft aufweisen.

Dringlichkeit und Priorisierung von Anpassungsbedarf 

Auswertung einer Befragung von Bund, Ländern und Verbänden durch das BMU. Entscheidung über die Anpassungsmaßnahmen und den individuellen Handlungsbedarfs anhand des WASKlim-EUS durch die Betroffenen im jeweiligen Testgebiet auf Grundlage der Bedingungen und der Ergebnisse der Szenarienrechnungen vor Ort.

Schritt 3: Maßnahmen entwickeln und vergleichen

Maßnahmen und/oder Strategien 

Ziel:
Entwicklung von Anpassungskonzepten für die Wasserwirtschaft in Form eines Entscheidungsunterstützungssystems ("WASKlim-EUS") und Konkretisierung anhand dreier Testgebiete. Im WASKlim-EUS werden sowohl Informationen aus ⁠Klima⁠- und Wasserhaushaltssimulationen, Informationen durch verschiedene Recherchen (z.B. Literatur, Bedingungen vor Ort) und Expertenwissen berücksichtigt.

Aufbauend auf den Ergebnissen der Modellsimulationen wurden für Deutschland und konkret für die drei Testgebiete Anpassungskonzepte für die Wasserwirtschaft entwickelt. Diese sollen dazu beitragen, ein Auftreten konkreter Nutzungskonflikte infolge der Klimaänderungen zu vermeiden. Zusätzlich sollen sie einen Beitrag zu Investitions- und Planungsentscheidungen in der Wasserwirtschaft vor dem Hintergrund zukünftiger, veränderter Rahmenbedingungen liefern.

Einen wichtigen Beitrag für die Identifizierung von Anpassungsmaßnahmen und deren Nutzen liefern die Aussagen der ⁠Stakeholder⁠ vor Ort. Da diese Aussagen meist nicht mit exakten mathematischen Beziehungen erfasst werden können, wird für die Umsetzung in das Expertensystem die Methodik der Fuzzy-Logik angewendet. Der Aufbau eines komplexen fuzzybasierten Regelwerkes zur Entscheidungsunterstützung gestattet es, die Auswirkungen von veränderten (Klima-)Randbedingungen und anthropogenen (Anpassungs-)Maßnahmen zu quantifizieren. Neben exakten (mathematischen) Funktionen kann so auch (unscharfes) Expertenwissen ("wenig", "ziemlich", "viel") in die Regelmatrix integriert werden.

Zeithorizont
  • 2071–2100 (ferne Zukunft)
Konfliktpotential / Synergien / Nachhaltigkeit 

Durch die Struktur und die Ergebnisse des WASKlim-EUS wird ein Beitrag zu Planungsentscheidungen und zur Interessensabwägung geleistet, durch den Nutzungskonflikte vermieden werden können und/oder deren Diskussion erleichtert werden soll.

Wer war oder ist beteiligt?

Förderung / Finanzierung 

Umweltbundesamt (UBA)

Projektleitung 

UDATA

Beteiligte/Partner 

Universität der Bundeswehr München: Professur für Wasserwirtschaft und Ressourcenschutz, Professur für Bauprojektmanagemen und Raumplanung;

DIALOGIK gGmbH, Stuttgart

Ansprechpartner

UDATA
Hans-Geiger-Straße 18
D-67434 Neustadt/Wstr.

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Handlungsfelder:
 Raumplanung, Stadt- und Siedlungsentwicklung  Wasserhaushalt und Wasserwirtschaft