Broschuere Klima Und Wasser

Klimawandel und Wasserwirtschaft Manahmen und Handlungskonzepte in der Wasserwirtschaft zur Anpassung an den Klimawandel

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Klimawandel und Wasserwirtschaft Manahmen und Handlungskonzepte in der Wasserwirtschaft zur Anpassung an den Klimawandel

HINWEISDas Projekt ist Teil der Anpassungspolitik des Landes Nordrhein-Westfalen und wurde mit Mitteln des Ministeriums fr Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen finanziert. Weitere Informationen zum Thema Anpassung an den Klimawandel sowie die Anpassungsstrategie des Landes NordrheinWestfalen finden Sie im Internet unter: www.klimawandel.nrw.de

4 Vorwort

Sehr geehrte Leserin, sehr geehrter Leser,

Wissenschaftler und Politiker aus aller Welt sind sich einig, dass die globale Klimaerwrmung auf maximal zwei Grad Celsius begrenzt werden muss, um katastrophale Auswirkungen zu vermeiden. Im Mittelpunkt der politischen Neuausrichtung der nordrhein-westflischen Landesregierung steht daher ein Klimaschutzgesetz, in dem unter anderem verbindlich festgelegt werden soll, dass die Treibhausgasemissionen in Nordrhein-Westfalen bis 2020 um ein Viertel und bis 2050 um mindestens 80 Prozent reduziert werden mssen. Allerdings werden trotz der weltweiten Anstrengungen um den Klimaschutz die Temperaturen in den kommenden Jahrzehnten zunchst weiter steigen, denn das Klimasystem reagiert auf eine Verringerung von Treibhausgasemissionen nur langsam. Die Auswirkungen werden auch in Nordrhein-Westfalen zu spren sein, wenn auch nicht so drastisch wie in anderen Teilen der Welt. Was sind die Folgen des Klimawandels in Nordrhein-Westfalen? Welche Manahmen zur Anpassung sollten getroffen werden? Diesen Fragen geht das Umweltministerium NordrheinWestfalen in rund 40 Studien nach unter anderem fr die Wasserwirtschaft, die durch die Vernderung der meteorologischen Gren Lufttemperatur, Niederschlag und Luftfeuchte besonders betroffen ist. Mit der vorliegenden Broschre mchten wir die Ergebnisse der bereits abgeschlossenen Untersuchungen zu den Folgen des Klimawandels in der Wasserwirtschaft vorstellen. Unser Ziel ist es, fr mgliche Problemgebiete zu sensibilisieren und den verantwortlichen Akteuren der nordrhein-westflischen Wasserwirtschaft Anregungen fr vorausschauende Manahmen zur Anpassung an den Klimawandel an die Hand zu geben. Themen sind unter anderem: die Wasserversorgung in Hitzesommern und die Gewhrleistung des Hochwasserschutzes bei Starkniederschlgen. Ich wnsche Ihnen eine aufschlussreiche Lektre.

Johannes Remmel, MdL Minister fr Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen

Inhalt 5

InhaltEinfhrung 6

Mgliche Auswirkungen des Klimawandels auf die Wasserwirtschaft Gewsserbewirtschaftung Talsperrenbewirtschaftung Wasserversorgung Siedlungsentwsserung Hochwasserschutz Vernetzung mit anderen Handlungsbereichen

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Anpassung der Wasserwirtschaft an den Klimawandel eine Strategie fr Nordrhein-Westfalen Der Weg zu einer integrierten Anpassung der Wasserwirtschaft Die Projekte im Klimainnovationsfonds NRW Anpassungsmglichkeiten fr die wasserwirtschaftlichen Handlungsbereiche Gewsserbewirtschaftung Talsperrenbewirtschaftung Wasserversorgung Siedlungsentwsserung Hochwasserschutz bergreifende Auswirkungen und Zusammenhnge

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Vernetzung der Projekte im nationalen und internationalen Forschungskontext

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Fazit und Ausblick Anhang Impressum

40 41 43

6 Einfhrung

EinfhrungVersinkende Inseln im Pazifik, Drreperioden in Afrika die globale Erwrmung hat weltweit dramatische Auswirkungen auf den Wasserhaushalt. Doch auch Nordrhein-Westfalen muss sich gegen die Folgen des Klimawandels wappnen.Die globalen Folgen des Klimawandels fr den Wasserhaushalt Das weltweite Klima verndert sich deutlich. Laut dem im Frhjahr 2007 verffentlichten vierten Sachstandsbericht fr Klimanderungen des Weltklimarates IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) ist die globale Durchschnittstemperatur in den vergangenen 100 Jahren um 0,74 Grad Celsius gestiegen. Hauptursachen fr die Erwrmung sind der Aussto von Treibhausgasen bei der Energieerzeugung und Verkehr, Brandrodungen von Waldflchen sowie Ackerbau und Viehzucht. Nur durch eine drastische Reduktion des Ausstoes von klimarelevanten Gasen wie er nun auch von der nordrheinwestflischen Landesregierung angestrebt wird (mindestens 80 Prozent Reduktion bis 2050) knnen der Klimawandel und seine Folgen noch in einem ertrglichen Rahmen gehalten werden. Experten empfehlen dringend, die globale Erwrmung auf maximal zwei Grad gegenber dem vorindustriellen Niveau zu begrenzen. Doch selbst wenn es gelingt, dieses ehrgeizige Ziel zu erreichen, wird ein Anstieg der Temperaturen von zwei Grad drastische Folgen haben auch und vor allem auf den globalen Wasserhaushalt. Unter anderem rechnet der IPCC mit einem deutlichen Anstieg des Meeresspiegels, dem viele dicht besiedelte Kstenregionen und Inseln zum Opfer fallen knnten. Besonders betroffen sind etwa das nur knapp ber dem Meeresspiegel liegende Nildelta in gypten und ein Fnftel der im Gangesdelta gelegenen Landesflche Bangladeschs. Allein in Bangladesch ist der Lebensraum von rund 35 Millionen Menschen bedroht. In anderen Teilen der Welt wird dagegen die Wasserknappheit zu einem immer greren Problem. Der Weltklimarat geht davon aus, dass etwa in Afrika bis zum Jahr 2020 75 bis 250 Millionen Menschen nicht mehr ausreichend Wasser zur Verfgung haben werden. Viele Menschen werden deshalb in nicht allzu ferner Zukunft vor den Folgen des Klimawandels fliehen mssen. Die Folgen des Klimawandels fr den Wasserhaushalt in Nordrhein-Westfalen Derartig drastische Konsequenzen sind in Nordrhein-Westfalen nicht zu erwarten. Dennoch wird sich der Klimawandel auch in unserem Bundesland sprbar auf den natrlichen Wasserhaushalt auswirken und damit auch alle relevanten Handlungsbereiche der Wasserwirtschaft beeinflussen. Zu erwarten sind etwa hufiger auftretende Starkniederschlge, die zu berlastungen des Kanalsystems fhren knnen; lnger werdende Hitzeperioden knnen in Einzelfllen die Wasserversorgung im Sommer beeintrchtigen. Anpassungsstrategien fr die Wasserwirtschaft in Nordrhein-Westfalen Aufgrund dieser und weiterer Anflligkeiten der Wasserwirtschaft fr den Klimawandel gilt es, die Vernderungen der klimatischen Rahmenbedingungen und die daraus resultierenden Entwicklungen frhzeitig zu erkennen denn nur so knnen Manahmen und Strategien entwickelt sowie Strukturen aufgebaut werden, die effiziente Anpassungsmanahmen ermglichen. Die Landesregierung Nordrhein-Westfalen frdert deshalb neben Manahmen fr den Klimaschutz auch ganz gezielt Projekte, in denen die Auswirkungen des Klimawandels untersucht und mgliche Anpassungsmanahmen entwickelt werden. Erste Manahmen fr insgesamt acht verschiedene Lebens-, Umwelt- und Wirtschaftsbereiche darunter die Wasserwirtschaft zeigte bereits die Broschre Anpassung an den Klimawandel Eine Strategie fr Nordrhein-Westfalen (2009) auf. Eine genauere Analyse der Folgen des Klimawandels fr die Wasserwirtschaft gibt das Minis-

Treibhausgasemissionen mssen deutlich reduziert werden, um drastische Folgen des Klimawandels zu verhindern

Feuchte Zeiten: Seit Anfang des 20. Jahrhunderts stiegen die Niederschlge in Nordrhein-Westfalen um zirka 13 Prozent.

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Abbildung 1: Jahresmitteltemperatur (links) und mittlerer Jahresniederschlag (rechts) fr Nordrhein-Westfalen im Zeitraum 1979-2008. (Quelle: LANUV, 2010)Temperatur in C 5,5- 6,0 6,0- 6,5 6,5- 7,0 7,0- 7,5 7,5- 8,0 8,0- 8,5 8,5- 9,0 9,0- 9,5 9,5- 10,0 10,0- 10,5 10,5- 11,2 Niederschlag in mm 600- 800 800- 1.000 1.000- 1.200 1.200- 1.400 1.400- 1.600

terium fr Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen (MKULNV) nun mit der vorliegenden Broschre. Hier werden abgeschlossene und laufende Forschungsvorhaben sowie die bereits erzielten Erkenntnisse zu den Auswirkungen des Klimawandels auf die Wasserwirtschaft sowie mgliche Anpassungsmanahmen vorgestellt. Hintergrund: Klima und Klimawandel in Nordrhein-Westfalen heute Im bevlkerungsreichsten Bundesland Nordrhein-Westfalen herrscht heute ein warm-gemigtes Regenklima mit relativ milden Wintern und durchwachsenen Sommern. Die tatschlichen klimatischen Verhltnisse gibt diese grobe Klassifikation allerdings nur bedingt wieder. Denn durch eine sehr ungleiche Gelndestruktur mit verschiedenen Hhenlagen kommt es innerhalb Nordrhein-Westfalens teilweise zu erheblichen Unterschieden bei der Niederschlagsmenge und Temperaturen: So liegen etwa die Jahresmitteltemperaturen in den Niederungen der Niederrheinischen Bucht, des Niederrheinischen Tieflandes und der Westflischen Bucht sowie weiteren Bereichen unter 150 Meter ber NN (Normalnull) oberhalb von neun Grad Celsius, in der Klner Bucht sogar ber zehn Grad. Anthropogene Effekte wie Bodenversiegelungen tragen in den Ballungsrumen an Rhein und Ruhr zudem zur Bildung von Wrmeinseln in den Innenstdten bei. Der maximale Temperaturunterschied zwischen Innenstdten und dem Umland kann in Grostdten bis zu zehn Grad betragen. In den Mittelgebirgsregionen Eifel, Weserbergland, Sderbergland (mit Bergischem

Land, Sauer- und Siegerland) wird dagegen teilweise eine Jahresmitteltemperatur von nur fnf Grad Celsius (Rothaargebirge) erreicht, da die Temperatur im Mittel um etwa 0,7 Grad pro 100 Meter Hhe abnimmt. Niederschlag fllt in den Niederungen zu greren Teilen im Sommer, oft verbunden mit krftigen Schauern und Gewittern. Mit etwas mehr als zehn Tagen im Jahr am Niederrhein und mehr als 20 Tagen in der Westflischen Bucht sind Schneedecken selten. Durch Staueffekte an den Hngen berwiegen Niederschlge in den Mittelgebirgen im Winterhalbjahr. Geschlossene Schneedecken treten in den hheren Lagen hufiger auf (im Rothaargebirge durchschnittlich ber 100 Tage pro Jahr). Vergleicht man die heutigen klimatischen Daten fr Nordrhein-Westfalen mit den jhrlichen Gebietsmitteln vom Anfang des 20. Jahrhunderts, lassen sich bereits erste Trends des Klimawandels feststellen (LANUV 2010): So hat etwa die Lufttemperatur seit Anfang des 20. Jahrhunderts um 1,1 Grad Celsius im Gebietsmittel zugenommen (1901-2008). Das errechnete Gebietsmittel des Jahresniederschlags fr Nordrhein-Westfalen stieg von 810 auf rund 920 Millimeter eine Zunahme von rund 13 Prozent gegenber dem langjhrigen Mittelwert. Die Niederschlagszunahme hat mit 19 Prozent vor allem im Winter und Frhling stattgefunden, im Sommer und Herbst sind bisher kaum nderungen zu verzeichnen. Seit den 1960er Jahren wurden zudem mehrfach Gebietsmittel von mehr als 1.000 Milli-

Seit Anfang des 20. Jahrhunderts haben die mittlere Temperatur und die Niederschlagssummen deutlich zugenommen

8 Einfhrung

meter Niederschlag jhrlich gemessen, whrend niederschlagsrmere Jahre seltener geworden sind. Knftiger Klimawandel in NordrheinWestfalen Aussagen ber mgliche Entwicklungen des Klimas in den nchsten Jahrzehnten und Jahrhunderten werden durch Modellrechnungen, so genannte Klimaprojektionen ermglicht. Aufbauend auf globalen Klimamodellen werden diese Berechnungen fr Deutschland durch regionale Klimamodelle rumlich verfeinert. Genutzt werden die Ergebnisse dynamischer Klimaregionalmodelle (REMO, COSMO-CLM, kurz: CCLM bzw. CLM) sowie statistischer Verfahren wie WettReg und STAR2 (zu Klimamodellen siehe auch Infokasten unten). Grundlage fr alle Klimaprojektionen sind Annahmen ber den Aussto von Treibhausgasen bis zum Jahr 2100, die der Zwischenstaatliche Ausschuss fr Klimanderungen (IPCC) getroffen hat. Eines der am hufigsten verwendeten Emissionsszenarien ist A1B (zum Emissionsszenario A1B siehe Infokasten auf Seite 9). Die regionalen Klimaprojektionen fr Nordrhein-Westfalen zeichnen fr den Zeitraum 2021-2050 im Vergleich zum Referenzzeitraum 1961-1990 eine Fortsetzung des bisherigen Temperaturtrends. Wie Abbildung 2 zeigt, wird etwa vom Regionalmodell CLM fr das Emissionsszenario A1B eine Temperaturzunahme zwischen 0,9 und 1,3 Grad simuliert. Diese Erwrmung wirkt sich auch auf die Niederschlge aus: Wie Abbildung 3 zeigt, wird vom

Regionalmodell CLM fr das Emissionsszenario A1B insgesamt eine leichte Niederschlagszunahme berechnet. Diese fllt in den Wintermonaten etwas deutlicher aus, whrend in den Sommermonaten eher rcklufige Niederschlagssummen erwartet werden. Zudem ist von einer rumlich ungleichen Niederschlagsentwicklung auszugehen: Whrend in den Mittelgebirgen die Niederschlge zunehmen, werden sie in der Niederrheinischen Bucht eher weniger. Starkniederschlge werden in allen Jahreszeiten voraussichtlich hufiger auftreten. Im weltweiten Vergleich findet der Klimawandel in Nordrhein-Westfalen eher moderat statt. Dennoch stellt er uns vor neue Herausforderungen, die es zu bewltigen gilt. So haben die Extremwetterereignisse der letzten Jahre wie die Hitzesommer 2003 und 2006 oder die berschwemmungen durch Starkregen unter anderem in Delbrck 2007 und Dortmund 2008 gezeigt, dass fr Nordrhein-Westfalen Handlungsbedarf besteht, der sich auch und ganz besonders auf die Wasserwirtschaft erstreckt. Denn durch die Vernderungen von Temperatur, Niederschlagsmengen, Niederschlagsintensitt und -verteilung und die damit einhergehende Beeinflussung des Wasserhaushalts sind smtliche Handlungsbereiche der Wasserwirtschaft unmittelbar betroffen. Die Bewirtschaftung der Ressource Wasser als Aufgabe der Daseinsvorsorge ist mit ihren vielfltigen Facetten Aufgabe der Wasserwirtschaft. Sie sorgt nicht nur dafr, dass dieses wertvolle Gut allen Brgern in ausreichender Menge und Qualitt zur Verfgung steht, son-

INFOKASTEN REGIONALE KLIMAMODELLE:In Deutschland stehen derzeit vier verschiedene regionale Klimamodelle zur Verfgung, die sich in zwei Kategorien einteilen lassen: Die dynamischen Modelle (REMO, CCLM bzw. CLM) verwenden zur Berechnung regionaler Klimaprojektionen physikalische Methoden. Sie funktionieren im Prinzip wie globale Zirkulationsmodelle ergnzt um Detailinformationen aus der jeweiligen Region. ber die Anbindung an Globalmodelle gewhrleisten sie eine konsequente Verfeinerung der weltweiten Klimaprojektionen auf einen regionalen Mastab. Statistische Verfahren (WettReg, STAR2) schlieen aus der Kenntnis des gegenwrtigen Regionalklimas und den Annahmen ber globale Klimaentwicklungen auf zuknftige klimatische Bedingungen. Sie bertragen also die Daten von Messreihen zurckliegender Ereignisse in die Zukunft. Den Untersuchungen des Landes NordrheinWestfalen liegen Klimaprojektionen zugrunde, die berwiegend mit dem Modell CLM erstellt und an geeigneter Stelle durch statistische Modelle ergnzt wurden, um mgliche Klimaschwankungen zu bercksichtigen.

Einfhrung 9

Abbildung 2: nderungen der mittleren Jahrestemperatur in Nordrhein-Westfalen fr den Zeitraum 2021-2050 (links) bzw. fr den Zeitraum 2071-2100 (rechts), bezogen auf den Referenzzeitraum 1961-1990 nach Regionalmodell CLM, Emissionsszenario A1B. (Quelle: IDP)0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 [C] Mittel: 1,1 [C] 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 [C] Mittel: 3,1 [C] Szenario: A1B Realisierung: CLM Lauf 1 Nahe Zukunft: 2021-2050 vs. 1961-1990 Szenario: A1B Realisierung: CLM Lauf 1 Ferne Zukunft: 2071-2100 vs. 1961-1990

Abbildung 3: Prozentuale nderungen der Jahressumme des Niederschlags in Nordrhein-Westfalen fr den Zeitraum 2021-2050 (links) bzw. fr den Zeitraum 2071-2100 (rechts), bezogen auf den Referenzzeitraum 1961-1990 nach Regionalmodell CLM, Emissionsszenario A1B. (Quelle: IDP)Szenario: A1B Realisierung: CLM Lauf 1 Nahe Zukunft: 2021-2050 vs. 1961-1990 Szenario: A1B Realisierung: CLM Lauf 1 Ferne Zukunft: 2071-2100 vs. 1961-1990

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INFOKASTEN A1B-SZENARIO (IPCC 2007):Als Grundlage fr Klimaprojektionen dienen Emissionsszenarien, aus denen sich Aussagen ber den mglichen Aussto von CO2 bis zum Jahr 2100 ergeben. In Deutschland ist A1B das in den vergangenen Jahren am hufigsten verwendete Szenario, da es eine wahrscheinliche Entwicklung der Treibhausgasemissionen und -konzentrationen gut reprsentiert. Es geht von einer eher homogenen (vernetzten) Welt mit schnellem Wirtschaftswachstum und rascher Einfhrung neuer und effizienter Technologien aus. Fossile und regenerative Energiequellen werden ausgewogen genutzt. Die Weltbevlkerung erreicht Mitte des Jahrhunderts ihren Hchststand und entwickelt sich danach rcklufig. Die Konzentration der CO2-quivalente erreicht zur Mitte des Jahrhunderts ihr Maximum, sinkt dann kontinuierlich, liegt aber ber dem Aussto von 2000. Jngste Untersuchungen zeigen aber auch auf, dass das Szenario A1B zu optimistisch sein knnte, weil die Treibhausgasemissionen insbesondere im asiatischen Raum wesentlich strker angestiegen sind, als ursprnglich in A1B angenommen.

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dern reguliert auch die Verfgbarkeit fr industrielle und energetische Nutzungen. Sie erfllt wichtige Aufgaben bei der kologischen Stabilisierung von Gewssern und angebundenen Biotopen und sorgt fr eine umweltgerechte Ableitung und Reinigung der anfallenden Abwsser. Nicht zuletzt hat sie auch die Aufgabe, Mensch und Umwelt vor Schden zu schtzen, die durch Wasser verursacht werden knnen. Somit ergibt sich eine enge Verzahnung der Wasserwirtschaft mit anderen Sektoren wie der Land- und Forstwirtschaft oder der Stadtplanung. Es liegt also im besonderen Interesse der Landesregierung, die Wasserwirtschaft zu untersttzen, sich vorausschauend an die Auswirkungen des Klimawandels anzupassen, damit sie auch knftig ihre Aufgaben erfllen kann. Weiteres Vorgehen und Aufbau der Broschre In der vorliegenden Broschre werden erstmals die Ergebnisse verschiedener Projekte zur Erforschung der Auswirkungen des Klimawandels auf die Wasserwirtschaft gesammelt vorgestellt, die die nordrhein-westflische Landesregierung mit Mitteln aus dem so genannten Klimainnovationsfonds durchgefhrt hat. Der Fonds wurde durch das Land NordrheinWestfalen eingerichtet, um die Auswirkungen des Klimawandels auf folgende acht verschiedene Lebens-, Umwelt- und Wirtschaftsbereiche zu untersuchen:

Landwirtschaft und Boden, Wald- und Forstwirtschaft, Biologische Vielfalt und Naturschutz, Wasserwirtschaft, Tourismus, Gesundheit, Stdte und Ballungsrume sowie Anlagensicherheit. Die Wasserwirtschaft nimmt unter den untersuchten Sektoren eine besondere Stellung und Querschnittsfunktion ein. Denn alle Lebens-, Umwelt- und Wirtschaftsbereiche sind auf eine in Quantitt und Qualitt funktionierende Wasserversorgung und Siedlungsentwsserung angewiesen. Darber hinaus ist die Wasserwirtschaft selbst in besonderer Weise durch den Klimawandel betroffen: Der Wasserkreislauf unterliegt aufgrund natrlicher Faktoren starken Schwankungen, die durch den Klimawandel voraussichtlich noch verstrkt werden. Im nachfolgenden Kapitel soll daher zunchst erlutert werden, welche Auswirkungen der Klimawandel voraussichtlich auf die Wasserwirtschaft und ihre verschiedenen Handlungsbereiche haben wird. Beleuchtet werden dabei die Gewsser- und Talsperrenbewirtschaftung, die Wasserversorgung, die Siedlungsentwsserung und der Hochwasserschutz sowie die Vernetzung mit anderen Handlungsbereichen. Ziel der Landesregierung Nordrhein-Westfalen ist eine integrierte Klimaanpassungsstrategie fr die Wasserwirtschaft. Der Weg dorthin wird im dritten Kapitel dieser Broschre skizziert sowie mgliche Anpassungsmanahmen nach Handlungsbereichen gruppiert vorgestellt. Zudem werden dort die wasserwirtschaftlichen Projekte portrtiert, die ber den Klimainnovationsfonds gefrdert wurden und werden. Der Klimawandel macht nicht an den Landesgrenzen von Nordrhein-Westfalen halt. Daher stellt das vierte Kapitel Projekte zur Anpassung an den Klimawandel vor, bei denen die Landesregierung mit anderen nationalen und internationalen Akteuren zusammenarbeitet, um Synergien zu nutzen sowie Doppelfrderungen und -arbeiten zu vermeiden. Welche Erkenntnisse sind wichtig wie geht es weiter? Diese Fragen werden im abschlieenden Fazit und Ausblick beantwortet.

Abbildung 4: Die vier Schritte zur erfolgreichen Anpassung an den Klimawandel.

Art und Ausma des Klimawandels zeigen sich regional und teilweise lokal sehr unterschiedlich.

1. Kleinrumige Klimaprognosen erstellen Klimaprojektionen mit einer Auflsung von 18 km x 18 km wurden bereits erstelltDynamisierung Kontinuierliche berprfung der Wirksamkeit und ggf. Anpassung der eingeleiteten Manahmen durch die Politik

Die regionale Anflligkeit hngt ab von dem Ausma der Klimanderungen und der Sensitivitt der Region, bestimmt durch die natrlichen, technischen, konomischen und sozialen Standortgegebenheiten.

2. Sektorspezifische Anflligkeiten ermitteln In PIK-Studie fr 8 Sektoren und den Projekten des Klimainnovationsfonds weitgehend vorgenommen

Mit gezielten Manahmen knnen die regionale Empfindlichkeit verringert und die lokale Anpassungskapazitt gestrkt werden.

3. Sektorspezifische Anpassungsmanahmen entwickeln Regionsspezifische Wirkungszusammenhnge ermitteln und Manahmen erarbeiten, die mglichst keine negativen Auswirkungen auf andere Sektoren erwarten lassen

Die regionale Anpassung an den Klimawandel erfordert ein integriertes Zusammenspiel aller Akteure aus Politik, Planung, Verwaltung, Wirtschaft und der Bevlkerung.

4. Manahmen umsetzen Synergien nutzen, Zielkonflikte vermeiden

Mgliche Auswirkungen auf die Wasserwirtschaft 11

Mgliche Auswirkungen des Klimawandels auf die WasserwirtschaftVon der Trinkwasserversorgung bis zum Hochwasserschutz der Klimawandel beeinflusst smtliche Handlungsbereiche der Wasserwirtschaft.Der natrliche Wasserkreislauf umfasst den Transport, die Speicherung und die Zustandsnderungen des Wassers im globalen und regionalen Mastab. Er wird energetisch von der Sonneneinstrahlung angetrieben und durch die Hauptkomponenten Niederschlag, Abfluss und Verdunstung geprgt. Durch die Atmosphre transportierte Feuchtigkeit gelangt als Niederschlag zur Erde, verdunstet oder fliet als Oberflchen- und Grundwasser ab. Grenvernderungen der Wasserhaushaltskomponenten (Niederschlag, Abfluss, Verdunstung) knnen zu geografischen und temporren Verschiebungen in den regionalen Gebietswasserbilanzen fhren.Die Ziele und Aufgaben der Wasserwirtschaft

Die mit Blick auf den Wasserkreislauf relevanten Handlungsbereiche der nordrhein-westflischen Wasserwirtschaft sind: die Gewsserbewirtschaftung (Oberflchengewsser und Grundwasser), die Talsperrenbewirtschaftung, die Wasserversorgung, die Siedlungsentwsserung sowie der Hochwasserschutz. Die einzelnen Komponenten des Wasserkreislaufs zeigen eine hohe Sensitivitt gegenber klimatischen Vernderungen. Bereits erfolgte und zu erwartende Vernderungen von Temperatur, Niederschlagsmenge, -intensitt und -verteilung beeinflussen den Wasserhaushalt unmittelbar. Eine Vielzahl wechselseitig wirkender Faktoren beeinflusst zudem den vom Menschen geprgten Wasserkreislauf in Deutschland und die daran gekoppelten technischen Teilkreislufe etwa die Entnahme von Rohwasser und die Rckfhrung von geklrtem Abwasser. Daher sind die mglichen Auswirkungen klimawandelbedingter Vernderungen auf die Wasserwirtschaft und ihre Handlungsbereiche nicht einfach zu bestimmen und zu quantifizieren.

Mit Wasserwirtschaft wird die Bewirtschaftung von Wasserressourcen durch den Menschen bezeichnet, die den zielgerichteten und zugleich schonenden Eingriff in den Wasserkreislauf unter Beachtung von europischem, Bundes- und Landesrecht beinhaltet. Die Gewsser werden so bewirtschaftet, dass sie der Sicherung der Trink- und Brauchwasserversorgung der Menschen und der Industrie dienen, als Bestandteil des Naturhaushalts erhalten bleiben, kologisch verbessert und Hochwasserrisiken gemindert werden.

HochwasserschutzAbbildung 5: Die wasserwirtschaftlichen Handlungsfelder im Wasserkreislauf.

Niederschlag

Verdunstung

Talsperrenbewirtscha ung

Oberchenwasser

us Ab

s

Wasserversorgung

Grundwasser

Siedlungsentwsserung

Gewsserbewirtscha ung

12 Mgliche Auswirkungen auf die Wasserwirtschaft

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10

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Kilometer 80

Emscher Erft NRW Lippe Rheingraben Nord Ruhr Sieg NRW Wupper Deltarhein NRW Mittelrhein und Mosel NRW Weser NRW Ems NRW Geobasisdaten Land NRW, Bonn

Abbildung 6: Teileinzugsgebiete und Hauptgewsser in NRW.

Maas Nord NRW Maas Sd NRW

Im Gegensatz zu anderen Regionen Deutschlands und Europas ist Nordrhein-Westfalen ein wasserreiches Land. Bei mittleren jhrlichen Niederschlagsmengen von 911 Millimetern (zum Vergleich: mittlerer Jahresniederschlag in Brandenburg 557 Millimeter) ist Wassermangel bisher nur selten aufgetreten (PIK 2009, MUNLV NRW 2007). Mit dem Rhein durchfliet zudem der grte deutsche Fluss Nordrhein-Westfalen. Zirka 55 Prozent der Landesflche gehren zu seinem Einzugsgebiet. Die restliche Landesflche zhlt zu den Einzugsgebieten von Weser, Ems, Issel und Maas (Abbildung 6).Flsse, Seen, Stauanlagen und Grundwasser stellen die Wasserversorgung in Nordrhein-Westfalen sicher

Nordrhein-Westfalen verfgt ber Fliegewsser mit einer Gesamtlnge von ber 50.000 Kilometern, ber mehr als 2.000, mehrheitlich knstlich angelegte, stehende Gewsser (meist durch Rohstoffabbau entstanden oder fr Stauanlagen angelegt) sowie umfangreiche Grundwasservorkommen, vor allem in den Bereichen der Niederrheinischen Bucht, dem Niederrheinischen Tiefland und dem Mnsterland (MUNLV NRW 2007). Bezogen auf ein komplettes Wasserwirtschaftsjahr (November bis Oktober) ist fr die gesamte Wasserbilanz keine bermige nderung beziehungweise grere negative Auswirkung fr

Nordrhein-Westfalen zu erwarten. In den letzten fnf Jahrzehnten lassen sich jedoch natrliche Schwankungen im Hinblick auf Dauer und Intensitt der Niederschlge deutlich erkennen. Flchendeckend fr Nordrhein-Westfalen zeigt sich tendenziell ein leichter Anstieg der Jahresniederschlagsmengen, die im Wesentlichen an die Wintermonate gebunden sind (ExUS 2010). In den Sommermonaten fllt dagegen weniger Niederschlag. Extremwertstatistische Untersuchungen von Starkniederschlgen weisen landesweit zwar keine signifikanten nderungen in den Niederschlagshhen auf, in den fr die Siedlungswasserwirtschaft relevanten kurzen Dauerstufen (Ereignisdauer von fnf bis zirka 60 Minuten) deutet sich aber in den letzten Jahrzehnten eine Zunahme der Starkregenereignisse an (ExUS 2010, KuK 2009). Dabei sind regional auch Unterschiede in der Entwicklung der Niederschlge der letzten 60 Jahre erkennbar. Dies erfordert ein rumlich differenziertes Vorgehen je nach wasserwirtschaftlichem Handlungsbereich. Bei der Bewirtschaftung von Wasserressourcen mssen Analysen der Empfindlichkeit gegenber verschiedenen Eingangsgren sowie Bewertungen der Verwundbarkeit einbezogen werden. Im Unterschied zur Temperatur knnen die rumliche Verteilung und die Intensitt der Niederschlge mit den derzeiti-


Kurze und heftige Niederschlge knnen zu berlastungen der Kanalnetze fhren

gen regionalen Klimamodellen nicht genau prognostiziert werden. Daraus ergeben sich auch Unsicherheiten bei den hydrologischen Auswirkungen von Klimavernderungen. Gerade die Kenntnis von nderungen in der Verteilung, der Intensitt und der Dauer der Niederschlge ist aber fr die Beurteilung von Risiken fr die Wasserwirtschaft und des Anpassungsbedarfs in den wasserwirtschaftlichen Handlungsfeldern von auerordentlicher Relevanz. So sind zum Beispiel kurze, heftige und lokale Niederschlagsereignisse fr die Siedlungswasserwirtschaft besonders bedeutsam, da sie zu rtlich begrenzten berlastungen der Kanalisation und zu berschwemmungen in Siedlungsbereichen fhren knnen. Wenn sich Klimaeffekte im Niederschlagsgeschehen mit zuknftig

hheren Temperaturen und lngeren Trockenperioden in den Sommermonaten berlagern, knnen weitere Risiken und Nutzungskonflikte im wasserwirtschaftlichen System auftreten, beispielsweise zwischen Trinkwasserversorgung, landwirtschaftlicher Bewsserung und Khlwassernutzung durch Kraftwerke. Die Klimafolgen fr die wasserwirtschaftlichen Sektoren sind unterschiedlich gut bekannt. In den folgenden Abschnitten werden die vorliegenden Erkenntnisse pro Sektor zusammengefasst dargestellt. Kapitel 3 geht dann auf die einzelnen Projekte aus dem Klimainnovationsfonds und deren Bedeutung fr die wasserwirtschaftlichen Handlungsbereiche sowie die Anpassungsmglichkeiten ein.

Abbildung 7: Beispiele fr potenzielle Auswirkungen des Klimawandels auf die wesentlichen wasserwirtschaftlichen Handlungsbereiche und die zugehrigen Wirkungszusammenhnge.

Mgliche Auswirkungen des Klimawandels auf die wasserwirtschaftlichen Handlungsbereiche Ausgewhlte Beispiele fr Wirkungszusammenhnge Hochwasserschutz Talsperrenbewirtschaftung Gewsserbewirtschaftung Wasserversorgung Siedlungsentwsserung

Abflussnderungen in Oberflchengewssern: Abflusszunahme im Winter, Abflussabnahme im Sommer sommerliches Trockenfallen von Quellen

Hufigere Hochwasserereignisse Steigende Kontaminationsgefahr fr Oberflchengewsser Steigende Eintragsgefahr von Krankheitserregern Hhere Nhrstoff- und Trbstofffrachten im Oberflchenwasser berflutung von Trinkwassergewinnungs-/ -aufbereitungsanlagen sowie Klranlagen Strker variierende Fllstnde im Jahresverlauf, divergierende Bewirtschaftungsziele: Hochwasserschutz/Wasserversorgung/Energieerzeugung Hufigere und lnger anhaltende Niedrigwasserphasen

Hhere Abwasseranteile im Oberflchenwasser Beschaffenheitsnderung infolge steigender Temperaturen, verstrkt durch Wrmeeinleitungen Steigende Grundwasserstnde Nitratproblematik im Grundwasser


GewsserbewirtschaftungDie Gewsserbewirtschaftung umfasst die Bewirtschaftung von Oberflchengewssern und des Grundwassers. Fr beide stehen die Wasserqualitt und die verfgbaren Wassermengen (beziehungsweise die Erneuerungsraten) im Fokus der Bewirtschaftungsanstze.

programm trgt damit zur Strkung der Gewsser gegenber nachteiligen Wirkungen des Klimawandels bei. Fr die mglichen Auswirkungen des Klimawandels auf Quantitt und Qualitt von Oberflchengewssern sind in Abhngigkeit von der rumlichen Lage und der Nutzungssituation verschiedene hydraulische, stoffliche und hygienische Faktoren verantwortlich. Untersuchungen zu den Auswirkungen der prognostizierten Klimanderungen auf das Abflussverhalten der wichtigsten Fliegewsser in Nordrhein-Westfalen haben fr die nahe Zukunft (2021-2050) gezeigt, dass die mittleren Abflsse der Oberflchengewsser unter dem Einfluss des Klimawandels im hydrologischen Winterhalbjahr tendenziell zu-, im Sommerhalbjahr geringfgig abnehmen (bis zu zehn Prozent). Fr die ferne Zukunft (2071-2100) sind starke Zunahmen fr die mittleren Niedrig-, Mittel- und Hochwasserabflsse whrend der Wintermonate und entsprechende Abnahmen whrend der Sommermonate nicht auszuschlieen. Verglichen mit den mittleren jahreszeitlichen Abflssen in der Vergleichsperiode (1971-2000) ist nach den Klimaprojektionen mit einem Anstieg von bis zu 60 Prozent im Winter zu rechnen. In den Sommermonaten nehmen die mittleren Abflsse infolge geringerer Niederschlge zwischen zehn und 30 Prozent ab. Diese Trends sind in Mittelgebirgen deutlicher ausgeprgt als im Tiefland. ber das gesamte hydrologische Jahr betrachtet, mitteln sich die genannten Vernderungen zwar, insgesamt wird aber ein leichter Anstieg der Jahresmittelabflsse erwartet. Einzelne extreme Wetterereignisse und die erwarteten klimatischen Vernderungen knnen Flora und Fauna (Gewsserbioznose), aber auch die Struktur des Gewssers so stark beeinflussen, dass deren Qualitt und ein ordnungsgemer Abfluss nachhaltig beeintrchtigt werden. Starkregenereignisse knnen beispielsweise in Mittelgebirgslagen hufige Abschwemmungen bewirken, bei denen abbaubare Bodenbestandteile, Nhrstoffe oder Krankheitserreger in die Oberflchengewsser eingetragen werden. Hhere Temperaturen lassen zudem einen geringeren Sauerstoffgehalt und eine erhhte Sauerstoffzehrung in den Gewssern erwarten, durch die sich die Gewssergte wesentlich verschlechtern kann.

Unverzichtbare Lebensgrundlage: Flsse spielen eine wichtige Rolle in Nordrhein-Westfalen zum Beispiel als Trinkwasserlieferant oder Erholungsraum.

Oberflchengewsser Die wesentlichen Aufgaben der Bewirtschaftung von Oberflchengewssern sind der Schutz der Gewsser und ihre Entwicklung hinsichtlich ihrer Gewsser- und Strukturgte als auch ihrer kologischen Qualitt. Dabei stehen die Wahrung oder gegebenenfalls die Wiederherstellung des kologischen Gleichgewichts in Verbindung mit der gleichzeitigen, nachhaltigen Trinkwasserversorgung der Bevlkerung sowie der Brauchwasserversorgung von Industrie und Landwirtschaft im Vordergrund. Weitere Aspekte der Gewsserbewirtschaftung knnen die Gewssernutzung zu Erholungs- und Freizeitzwecken sowie zur Energiegewinnung sein. Die Landesregierung Nordrhein-Westfalen hat im Jahr 2010 unter dem Motto Lebendige Gewsser die Umsetzung der Bewirtschaftungsplne und der Manahmenprogramme zur Europischen Wasserrahmenrichtlinie (EU-WRRL) beschlossen. Zur Wiederherstellung und Sicherung der kologischen Funktionen werden mehr als 2.200 Kilometer der nordrhein-westflischen Gewsser in drei Bewirtschaftungsperioden (2010-2015; 2016-2021; 2021-2027) renaturiert. Auerdem wird die Durchgngigkeit der Gewsser fr Fische verbessert. Hiermit soll gem EU-WRRL ein gewsserspezifischer guter Zustand angestrebt werden. Das Manahmen-

Viele Gewsser Nordrhein-Westfalens werden in den nchsten Jahren renaturiert


Generell steigt durch hufigere Hochwasserereignisse die Gefahr des Stoffeintrags entweder durch Unflle, Umlagerung belasteter Sedimente oder die berflutung von Trinkwassergewinnungs- und -aufbereitungsanlagen sowie Klranlagen. Bei zunehmenden Trockenperioden erhhen sich bei gleichbleibenden Konzentrationen und Frachten der Abwassereinleitungen die Schadstoffkonzentrationen. Grundwasser Wichtige Aufgaben der Grundwasserbewirtschaftung sind insbesondere in Siedlungsund Kulturrumen die Grundwasserressourcen mglichst weitgehend vor einem diffusen Eintrag von Schadstoffen zu schtzen und Grundwasser als Rohwasserressource bereitzustellen. Allerdings ist das Grundwasser NordrheinWestfalens bereits heute auf einem Gebiet von etwa 40 Prozent der Landesflche in einem schlechten chemischen Zustand berwiegend aufgrund erhhter Nitratkonzentrationen. Unter dem Einfluss knftig hherer Bodentemperaturen ist zu erwarten, dass sich dieser Trend fortsetzt, da mehr Humus abgebaut, Stickstoff mineralisiert und Nitrat in das Grundwasser ausgewaschen wird. Vor allem vor dem Hintergrund, dass das Grundwasser gem EU-Wasserrahmenrichtlinie bis zum Jahr 2015 grundstzlich den guten mengenmigen Zustand und den guten chemischen Zustand aufweisen muss, ist diese Entwicklung bedenklich. Denn selbst unter Inanspruchnahme mglicher Fristverlngerungen

muss Nordrhein-Westfalen diese Ziele sptestens bis zum Jahr 2027 erreichen. Die Grundwasserstnde unterliegen jahreszeitlichen Schwankungen, aber auch lngerfristigen Vernderungen des Klimas. Tendenziell lassen die Niederschlagszunahmen in den Wintermonaten mehr Wasserneubildung und damit eher einen Anstieg der Grundwasserstnde vermuten. Das ist fr die Wasserversorgung und den Erhalt grundwasserabhngiger kosysteme grundstzlich positiv. Stimuliert durch ansteigende Temperaturen, nimmt aber auch die Verdunstung zu, so dass lokal Niederschlagszunahmen berkompensiert werden knnen. Eine vom Landesamt fr Natur, Umwelt und Verbraucherschutz NRW (LANUV) beauftragte Untersuchung ergab, dass die Grundwasserstnde in Nordrhein-Westfalen zwischen 1970 und 2008 sowohl rumlich als auch zeitlich sehr ungleichen Trends folgen. Aussagekrftiger sind die aus den Ganglinien abgeleiteten nderungen der Grundwasserstnde zum Vormonat. Hier zeigt sich fr den Betrachtungszeitraum eine deutliche Verschiebung des Einsetzens der Grundwasserzehrung von Mai hin zu April. Gleichzeitig hat sich auch der Beginn der Grundwasser-Neubildungsphase vom Herbst hin zum Sptsommer verschoben. Es ist anzunehmen, dass sich beide Trends bisher im Jahresgang ausgleichen. Fr die statistischen Auswertungen der Ganglinien und den Vergleich mit Temperatur- und Niederschlagsdaten wurden nur solche Messstellen herangezogen, die als vom Menschen unbeeinflusst gelten knnen. Bisher zeigen die Grundwasserstnde keine flchendeckenden, ber lngere Zeitrume stabilen, statistischen Zusammenhnge mit den in den Klimadaten beobachteten Trends. Erste Projektionen zur zuknftigen Entwicklung der Grundwasser-Neubildungsraten liegen fr die nahe Zukunft (2051-2060) und fr die ferne Zukunft (2070-2099) vor (PIK 2009, Wendland et al. 2008). Hiernach deutet sich an, dass in der Ost-Eifel, in der angrenzenden Niederrheinischen Bucht und im Sauerland das Grundwasser leicht absinken kann. Fr die Klimaregion Nordrhein-Westfalen ergibt sich noch kein eindeutiges Bild der knftigen Entwicklung der Grundwasserstnde. Die genauere Kenntnis darber ist jedoch wichtig, um

Chemische Belastung des Grundwassers droht durch Klimawandel zuzunehmen

Unerschpflicher Nachschub: Das Grundwasser in Nordrhein-Westfalen speist unzhlige Bachlufe.


notwendige Einschtzung zur Hufigkeit derartiger Ereignisse zwangslufig vage. Fr die Talsperrenbewirtschaftung lassen die projizierten Auswirkungen des Klimawandels und nderungen im Wasserhaushalt strker variierende Fllstnde der Talsperren im Jahresverlauf erwarten. Es werden auf Basis der vorliegenden Untersuchungsergebnisse vor allem ein erhhtes Wasserdargebot im Winterhalbjahr und erhhte Verdunstungsraten sowie strkere Nutzungsansprche und erhhte Abgaben zu Zeiten sommerlichen Niedrigwassers angenommen. Im Rahmen der NRW-Studie Hochwasserschutzwirkung der Talsperren im Einzugsgebiet der Ruhr bei ganzjhrigem Betrieb unter Bercksichtigung Klima bedingter Ablfussnderungen einschlielich konkurrierender Nutzungen erfolgte eine Untersuchung des Hochwasserschutzgrades und dessen Vernderung infolge des Klimawandels. Eine rumliche Differenzierung der zu erwartenden Abflussvernderungen ist dabei nicht erkennbar, das gesamte Einzugsgebiet weist infolge des Klimawandels eine einheitliche Tendenz auf. In den Wintermonaten sind Zunahmen der mittleren monatlichen Hchstwerte des Abflusses zu erwarten. Fr die statistischen Gren ergab sich bei den hufigen Wahrscheinlichkeiten (zum Beispiel zweijhrlich) ein deutlicher Anstieg der Hochwasserabflsse, allerdings deutlich geringere Abflusszunahmen bei den seltenen Wahrscheinlichkeiten (zum Beispiel 100-jhrlich). Da die Hochwasserschutzwirkung insbesondere bei seltenen Ereignissen greift, bleibt diese nahezu unverndert. Insgesamt zeigt ein gewhltes Klimaszenario auf Basis von WettReg eine eher entlastende Folge, whrend ein anderes Klimaszenario auf Basis von REMO sich belastend auswirkt. Insbesondere die Vernderung der Niederschlagsverteilung vom Sommer in den Winter ist magebender Faktor hinsichtlich der Auswirkungen. Flexible Bewirtschaftungsstrategien tragen dazu bei, dem Klimawandel begegnen zu knnen.

Schwankender Wasserstand: Durch den Klimawandel sind im Winter hhere, im Sommer niedrigere Pegel bei Talsperren zu erwarten.

vor dem Hintergrund konkurrierender Nutzungssituationen geeignete Anpassungsoptionen zu entwickeln. Aus diesem Grund wird in Zusammenarbeit mit dem Forschungszentrum Jlich die flchendeckende Entwicklung der Grundwasserneubildung in Nordrhein-Westfalen umfassender untersucht.

TalsperrenbewirtschaftungIn Nordrhein-Westfalen werden derzeit etwa 170 Stauanlagen betrieben, die einen bedeutsamen Teil der wasserwirtschaftlichen Struktur im Lande darstellen. Sie sind meist so konzipiert, dass sie mehreren Zwecken dienen. Von besonderer Bedeutung sind sie insbesondere als Talsperren fr die Trink- und Brauchwasserbereitstellung, fr die Wasserkraftnutzung oder die Abflussregulierung von Fliegewssern, aber auch als Speicher und Rckhaltebecken, zum Beispiel fr den Hochwasserschutz. Aufgrund des auerordentlichen Gefhrdungsund Schadenspotenzials, das Stauanlagen fr Mensch und Umwelt bergen, ist ein sicherer Betrieb von besonderer Bedeutung. In der DIN 19700 sind die Sicherheitsanforderungen an Stauanlagen durch die Vorgabe von Bemessungshochwasserereignissen sehr geringer Eintrittswahrscheinlichkeit definiert. Diese bewegen sich im Bereich von Jhrlichkeiten (Wiederkehrwahrscheinlichkeit von bestimmten Abflssen) grer 100 bis 10.0000 Jahren. Da Abflussaufzeichnungen aber meist fr Zeitrume von bestenfalls bis zu 100 Jahren vorliegen, bleibt die


WasserversorgungAls bevlkerungsreichstes Bundesland Deutschlands (rund 18 Millionen Einwohner) mit starker industriell-gewerblicher, aber auch landwirtschaftlicher Prgung hat NordrheinWestfalen einen hohen Bedarf an sauberem Rohwasser und qualitativ hochwertigem Trinkund Betriebswasser fr Bevlkerung, industrielle Produktion, Kleingewerbe sowie Landund Gartenbau. Die Wasserversorgung sttzt sich auf die Nutzung von Grundwasser (zum Beispiel am Niederrhein und im Mnsterland), Uferfiltrat und angereichertem Grundwasser entlang grerer Flsse (zum Beispiel Rhein, Ruhr, Ems) sowie auf Talsperren in der Eifel, im Bergischen Land und im Sieger-/Sauerland. Whrend fr die ffentliche Wasserversorgung pro Jahr zirka 1,18 Milliarden Kubikmeter Trinkwasser gewonnen werden, werden weitere 4,18 Milliarden Kubikmeter Betriebswasser durch verarbeitendes Gewerbe, Bergbau, Kiesabbau und Kraftwerke zur Strom- und Wrmeerzeugung genutzt. Dieses wird aber nach der Nutzung (etwa zu Khlzwecken in Kraftwerken) grtenteils wieder zurckgefhrt.Fast die Hlfte des nordrhein-westflischen Trinkwasserbedarfs wird aus Grund- und Quellwasservorkommen gedeckt

Bei der Trinkwasserversorgung ist der Wasserbedarf in Nordrhein-Westfalen in den letzten Jahren kontinuierlich zurckgegangen, so dass die Versorgungssicherheit nach bisheriger Kenntnislage voraussichtlich auch bei zunehmenden Hitzeperioden und hherem Spitzenverbrauch nicht gefhrdet sein wird. Einzelne Faktoren knnen die Wasserversorgung jedoch regional ungnstig beeinflussen (MUNLV 2009a). So knnen sich insbesondere in Gebieten mit zuknftig zurckgehender Grundwasserneubildung Nutzungskonkurrenzen um die Ressource Grundwasser ergeben etwa in Teilbereichen der Niederrheinischen Bucht oder des Mnsterlandes durch einen zunehmenden Bewsserungsbedarf von Landwirtschaft und kommerziellem Gartenbau. Eine reduzierte Grundwasserneubildung kann bei den vor allem in lndlichen Gebieten betriebenen Eigenwasserversorgungen Probleme verursachen (zum Beispiel im Mnsterland) oder zu reduzierten Schttungen bei Quellfassungen (etwa in der Ost-Eifel oder im Sauerland) fhren. Neben der quantitativen Beeinflussung der zur Verfgung stehenden Wasserressourcen kann der Klimawandel potenziell auch die Wasserbeschaffenheit beeintrchtigen. Um ein qualitativ gutes Trinkwasser aus Grundwasser zur Verfgung zu stellen, haben einige Wasserversorger aufgrund der Nitratproblematik bereits tiefere Grundwasservorkommen erschlossen. Vernderungen der Eigenschaften und Belastungen von Fliegewssern knnen die stoffliche Zusammensetzung von Rohwssern aus Uferfiltrat oder angereichertem Grundwasser wesentlich beeinflussen. Trinkwassergewinnungs- und -aufbereitungsanlagen an Fliegewssern unterliegen knftig gegebenenfalls einem hheren berflutungsrisiko. So kann sich zum Beispiel durch Temperaturvernderungen von Oberflchengewssern die Belastung durch wasserbertragbare Krankheitserreger verndern. Erhhte Luft- und Rohwassertemperaturen knnen auerdem die Trinkwasserhygiene in Trinkwasserspeichern (Hochbehltern) oder im Leitungsnetz zur Trinkwasserverteilung beeintrchtigen.

Die Deckung des Trinkwasserbedarfs des Landes erfolgt zu etwa 45 Prozent aus Grund- und Quellwssern (Grundwsser insbesondere in der Niederrheinischen Bucht und dem Mnsterland, Quellwsser in den Festgesteinsgebieten des Weserberglandes, des Sieger- und Sauerlandes sowie der Eifel). Kennzeichnend fr Nordrhein-Westfalen ist der hohe Anteil der Trinkwassergewinnung aus Oberflchenwasser gesttzten Ressourcen (fast 55 Prozent). Diese werden aus durch Oberflchengewsser beeinflusstem Grundwasser, aus Uferfiltrat (insbesondere entlang des Rheins) sowie durch Grundwasseranreicherung (zum Beispiel entlang der Ruhr) gewonnen. Aus den insgesamt 26 Talsperren werden weitere wesentliche Anteile des Trinkwassers unmittelbar aus Oberflchengewssern entnommen. Das zu Khlzwecken in Kraftwerken bentigte Betriebswasser stammt fast ausschlielich aus Flssen. Die regionale und gewinnungsspezifische Bandbreite der Ressourcen fr die Trink-, Brauchund Betriebswasserversorgung zeigt die hohe potenzielle Anflligkeit dieses wasserwirtschaftlichen Handlungsfeldes fr die Folgen des Klimawandels.


SiedlungsentwsserungDie Aufgabe der Siedlungsentwsserung ist es, Abwasser aller Art aus den Siedlungsgebieten einer Abwasserbehandlungsanlage (Klranlage) oder einer Vorflut (einem Wasser aufnehmenden Fliegewsser) zuzuleiten. Quantitativ wird die Siedlungsentwsserung durch die Ableitung von Niederschlagswasser geprgt, qualitativ vor allem von den mit Schmutzstoffen und Keimen belasteten huslichen, gewerblichen und industriellen oder sanitren Abwssern. In Nordrhein-Westfalen werden insgesamt zirka drei Milliarden Kubikmeter kommunales und industrielles Abwasser und Niederschlagswasser in rund 670 kommunalen Klranlagen behandelt und in die Gewsser eingeleitet. Weiterhin sind ber 1.100 industrielle Direkteinleiter zu verzeichnen, die pro Jahr etwa 800 Millionen Kubikmeter Schmutzwasser in die Gewsser Nordrhein-Westfalens einleiten. Es flieen darber hinaus noch Niederschlagsabflsse ber Mischwasserentlastungen, aus Trennsystemen oder von nicht angeschlossenen Flchen in die Gewsser. Die Abwasserbehandlung in Nordrhein-Westfalen zeichnet sich bezogen auf die gesetzlichen Anforderungen und im internationalen Vergleich durch einen hohen Standard aus.Knftig hufiger auftretende Starkregenereignisse knnen Kanalnetze berlasten

Zwar fehlen bislang eindeutige Belege einer statistisch signifikanten Zunahme der Intensitt von Starkregen im Bereich der fr die Siedlungsentwsserung relevanten Dauerstufen. Dennoch sollte von einer Zunahme derartiger Ereignisse ausgegangen werden. Ein weiteres Problem stellen die zu erwartenden trockeneren Sommer oder lngere Trockenperioden dar. Durch sie kann es zu Ablagerungen in der Kanalisation und in der Folge zu erhhter Korrosion im Abwassernetz, erhhter Geruchsbildung und sogar zu einem zunehmenden Auftreten von Ungeziefer kommen.

In den nordrhein-westflischen Siedlungs- und Ballungsbereichen werden die wasserwirtschaftlichen Auswirkungen von Klimanderungen mglicherweise am schnellsten offenbar. So zeigen bereits Beispiele aus der jngsten Vergangenheit, dass das vorhandene Kanalnetz bei Starkregenereignissen die Wassermengen hufig nicht schnell genug abfhren kann und es dann zu grorumigen berschwemmungen in Innenstdten und Siedlungen kommt. Bei einer zuknftigen Hufung von Starkregen und Extremwetterereignissen erhht sich diese Gefahr der zeitweisen berlastung des Kanalnetzes und der in der Folge entstehenden berflutungen. Auch die Kapazitten der am Ende des Kanalnetzes liegenden Abwasserbehandlungsanlagen beziehungsweise die der vorgehaltenen Regenwasserspeicherbecken knnen bei lnger anhaltenden Niederschlgen oder bei Starkniederschlgen zuknftig hufiger fr eine begrenzte Zeitspanne berschritten werden.

HochwasserschutzIn Nordrhein-Westfalen muss der Hochwasserschutz ein breites Spektrum an Fliegewssern bercksichtigen, da diese aufgrund ihrer Lnge, der Gre ihrer Einzugsgebiete und der Lage im Berg- oder Flachland unterschiedliche Abflusscharakteristika aufweisen. Dies ist fr die Entwicklung von Hochwasserereignissen und entsprechenden Schutzkonzepten von groer Bedeutung. Dennoch werden die mglichen Auswirkungen des Klimawandels auf das Abflussverhalten der Fliegewsser in NordrheinWestfalen rumlich voraussichtlich nicht grundstzlich verschieden sein.


Fr die nahe Zukunft ist bei den Flussgebieten Nordrhein-Westfalens in Bezug auf das Hochwassergeschehen laut den durchgefhrten Studien keine signifikante klimabedingte Verschrfung zu erwarten. Die mittleren monatlichen Hochwasserabflsse zeigen lediglich einen geringen Anstieg von bis zu zehn Prozent in den Wintermonaten. In der fernen Zukunft bis 2100 zeichnet sich jedoch eine deutliche Erhhung der mittleren Hochwasserverhltnisse ab. Dauerlinienauswertungen ergeben zudem, an wie vielen Tagen eines hydrologischen Jahres bestimmte Abflsse unter- oder berschritten werden. Diese Betrachtungen deuten auf eine Zunahme von Extremsituationen hin. Dies betrifft nach den Ergebnissen des Projektes RheinBlick2050 der Internationalen Kommission fr die Hydrologie des Rheingebietes am Niederrhein strker die ferne Zukunft (2071-2100) und die seltenen extremen Hochwasserereignisse. Allerdings weisen die mit den verschiedenen globalen und regionalen Modellen ermittelten Tendenzen sehr groe Bandbreiten und Unsicherheiten auf. Grundstzlich ist auch fr die nhere Zukunft zu erwarten, dass die Anzahl der Starkregenereignisse zunehmen wird, so dass hierdurch hufiger Hochwasserereignisse an kleinen Gewssern und berschwemmungen von Siedlungsbereichen vorkommen knnen.

Vernetzung mit anderen HandlungsbereichenDurch den Wasserkreislauf stehen die wasserwirtschaftlichen Handlungsbereiche in einem komplexen Wirkungsgefge mit diversen weiteren Lebens-, Umwelt- und Wirtschaftsbereichen (Sektoren) wie Landwirtschaft, Forstwirtschaft, biologische Vielfalt und Naturschutz, Tourismus, Gesundheit, Stadt- und Regionalplanung, Gesundheit und Anlagensicherheit. Diese Sektoren sind ebenso wie die wasserwirtschaftlichen Handlungsbereiche sowohl unmittelbar als auch mittelbar von den Folgen des Klimawandels betroffen, da die klimabedingten Auswirkungen in einzelnen Sektoren oder wasserwirtschaftlichen Handlungsbereichen auch zu Auswirkungen in benachbarten Bereichen oder Sektoren fhren knnen. Bei zuknftig im Mittel trockeneren und wrmeren Sommern fhrt ein erhhter Bewsserungsbedarf in der Landwirtschaft zu einer zunehmenden Nutzungskonkurrenz etwa mit den Ansprchen der Trinkwasserversorgung. Durch eine vermehrte Beregnung landwirtschaftlicher Nutzflchen sowie einer lngeren Vegetationsperiode kann es zu hheren Stoffeintrgen aus Dngemitteln in Grundund Oberflchengewsser kommen, durch die die Trinkwasserbeschaffenheit nachteilig beeinflusst werden kann.

Steigende Gefahr: Experten rechnen fr die Zukunft mit mehr Hochwasserereignissen entlang von Fliegewssern.


Abbildung 8: Neben der Wasserwirtschaft sind auch andere Lebens- und Umweltsektoren direkt oder indirekt mit dem Wasserkreislauf verbunden (Beispiele).

Eine erhhte Pflanzenproduktivitt in der Land- und Forstwirtschaft sowie stetig lnger werdende Vegetationsperioden fhren zu erhhtem Wasserverbrauch aller Pflanzen, sei es durch unmittelbare Entnahme aus dem Grundwasser, erhhte Ausnutzung der Niederschlge oder zustzliche Bewsserung. Auch hieraus ergeben sich erhhte Beanspruchungen der lokalen Wasserressourcen und damit unmittelbare Konkurrenzen zu anderen Nutzungsansprchen. Der Waldumbau von Nadelholzbestnden zu Laub- oder Mischwaldbestockungen mit tendenziell geringeren Wasseransprchen kann sich dagegen positiv auf die Grundwasserneubildung auswirken. Allerdings knnen solche Verschiebungen der Grundwasserneubildung und -zehrung im Jahresverlauf wiederum zu Problemen in der Land- und Forstwirtschaft sowie zu einer verminderten Stabilitt von Feuchtbiotopen und weiterer Gewsserkosysteme fhren.

Positiver Effekt: Der Umbau von Nadel- zu Mischwldern kann sich frderlich auf die Grundwasserneubildung auswirken.

Manahmen zur weiteren Entwicklung des Hochwasserschutzes wie die Schaffung erweiterter Retentionsrume konkurrieren mit bestehenden Landnutzungsansprchen und Schutz- beziehungsweise Qualittszielen (zum Beispiel in den Bereichen Landwirtschaft, Siedlungsentwicklung, Wassergewinnung). So knnen hufigere berflutungen durch ein verndertes Abflussverhalten eines Fliegewssers zu einem erhhten Eintrag von Schadstoffen in Flussauen und landwirtschaftlich genutzten Retentionsrumen fhren. Solche berflutungsereignisse erhhen das Risiko von Gewsserverunreinigungen durch Leckagen privater Heizltanks oder Freisetzungen von schdlichen Stoffen aus gewerblichen Anlagen. Hierdurch werden unter anderem die Trinkwassergewinnung oder landwirtschaftliche Aktivitten im Unterlauf gefhrdet. berflutungen von Trinkwasseraufbereitungs/-gewinnungsanlagen knnen die Sicherheit der Trinkwasserversorgung in Frage stellen. Bei Klranlagen fhren berflutungen auch nach Hochwssern unter Umstnden dazu, dass verschiedene Aufbereitungsstufen lngerfristig ausfallen. Durch die fr die ferne Zukunft prognostizierten hufigeren Niedrigwasserabflsse werden die sensiblen kosysteme der mittleren und kleineren Fliegewsser voraussichtlich auch durch erhhte Wassertemperaturen und dadurch zurckgehende Sauerstoffgehalte beeintrchtigt. Dazu kommt die Aufkonzentrierung von Schadstoffen. Eine natrlich, oder insbesondere im Unterlauf von Talsper-


Hitzestau: Die Wrmeeinleitungen durch Kraftwerke knnen das biologische Gleichgewicht von Fliegewssern stren.

ren technisch reduzierte Wasserfhrung limitiert weiterhin die Schiffbarkeit der Gewsser sowie die Wasserentnahme fr industrielle oder weitere Nutzungen. Zunehmende Gewssertemperaturen stellen eine Grenze der Gewssereignung fr die Khlwasserentnahme durch Kraftwerke dar, vor allem aber auch fr deren Rckfhrung und die damit verbundenen Wrmeeinleitungen. Zunehmende Sommertemperaturen oder lngere Schnwetterphasen knnen im Tourismus- und Freizeitbereich zu einer erhhten Nutzung von Oberflchengewssern in Nordrhein-Westfalen fhren. Aus Sicht der Wasserversorgung und des Gewsserschutzes in trockenen Perioden mit verringerten Abflssen sollte diese Nutzung hingegen eher reduziert werden. Stark- und Extremniederschlagsereignisse, wie sie bereits in der nahen Zukunft hufiger stattfinden knnten, knnen unmittelbar oder wegen der durch sie entstehenden Hochwsser oder berflutungen zu erheblichen Beschdigungen an Gebuden und der ffentlichen Infrastruktur fhren. Zudem knnen sie die Sicherheit von im berflutungsbereich liegenden Produktions- oder Versorgungsanlagen gefhrden. Von Industrieanlagen und den dort gelagerten Stoffen, aber auch von privat genutzten Heizltanks kann bei einer berflutung ein erhebliches Gefhrdungspotenzial fr Grund- und Oberflchengewsser ausgehen. In der Land- und Forstwirtschaft knnen starke Niederschlge trotz umfassender Manahmen zum Bodenschutz erhebliche Erosionsschden verursachen und dadurch die Fruchtbarkeit und Ertragsfhigkeit landund forstwirtschaftlicher Nutzflchen wesentlich beeintrchtigen. Abgeschwemmte Sedimente, Bodenbestandteile, Nhrstoffe, Rckstnde von Pflanzenschutzmitteln oder eingetragene Krankheitserreger knnen zu einer starken Trbung von Oberflchengewssern fhren und insgesamt zu einer erheblichen stofflichen oder hygienischen Verschlechterung der Wasserbeschaffenheit beitragen. Die Auswirkungen dieser ber den Wasserkreislauf bedingten Abhngigkeiten und wechselseitigen Abhngigkeiten der verschiedenen Sekto-

Extreme Niederschlge knnten zuknftig hufiger die stdtische Infrastruktur beschdigen

ren und wasserwirtschaftlichen Handlungsbereiche werden durch weitere miteinander eng verbundene Faktoren beeinflusst. So werden die tatschlichen Auswirkungen des Klimawandels vor Ort sowohl hinsichtlich ihrer Grenordnung als auch ihrer rumlichen Verteilung in erheblichem Mae von der demografischen und der wirtschaftlichen Entwicklung berlagert. Weitere wichtige Einflussfaktoren sind die Besiedlungsdichte, die Flchenentwicklung und topographische Aspekte etwa die Hhenlage ber NN und Gelndeneigungen als auch lokale Schadenspotenziale und die Anpassungskapazitten der betroffenen Gemeinwesen. Durch diese gegenseitigen Abhngigkeiten ergeben sich aus den hier vorgestellten Forschungs- und Untersuchungsprojekten in den einzelnen wasserwirtschaftlichen Handlungsbereichen neue und wichtige Hinweise und Erkenntnisse auch fr andere Sektoren wie die Stadtplanung, Land- und Fortwirtschaft oder Gesundheit.

22 Anpassung der Wasserwirtschaft an den Klimawandel

Anpassung der Wasserwirtschaft an den Klimawandel eine Strategie fr Nordrhein-WestfalenMehr Hochwasserschutz? Grere Kanle? Die Studien des Landes NRW geben erste Hinweise, welche Anpassungsmanahmen sinnvoll sind.Die Wasserwirtschaft muss sich seit jeher mit natrlichen Vernderungen und Schwankungen des Klimas auseinandersetzen. Dabei sind die Mglichkeiten zu reagieren sehr unterschiedlich: Die wasserwirtschaftlichen Bewirtschaftungsverfahren sind relativ flexibel und erlauben kurzfristige Eingriffe (zum Beispiel die Speichersteuerung von Talsperren oder die Kanalnetzbewirtschaftung einschlielich der vorhandenen Rckhaltemglichkeiten im System). Dagegen stehen nderungen der baulichen und technischen Infrastruktur wie Staumauern, Rckhaltebecken, Abwasserkanle oder Klranlagen bisher hufig ein lngerfristiger Planungsvorlauf, die Planungungsunsicherheit sowie durchschnittliche Abschreibungsdauern von 50 bis 80 Jahren entgegen. Neue Herausforderungen fr die Wasserwirtschaft sind vor allem hufigere berschreitungen von Bemessungsgren sowie die erwarteten Zunahmen von Extremwerten bei Temperatur und Niederschlag, die sich unmittelbar auf den Wasserhaushalt auswirken. nderungen im Wasserhaushalt wiederum haben nicht nur direkte Folgen fr die wasserwirtschaftlichen Handlungsbereiche (Hochwasserschutz, Talsperrenbewirtschaftung, Wasserversorgung, Siedlungsentwsserung und Gewsserbewirtschaftung), sondern auch fr benachbarte Sektoren wie kologische und biologische Vielfalt, Gesundheit, Stadtplanung, Land- und Forstwirtschaft, Energieerzeugung oder Verkehr und Schifffahrt. In wasserwirtschaftlichen Handlungsfeldern ergriffene Anpassungsmanahmen werden daher in Nordrhein-Westfalen in eine sektorbergreifende Anpassungsstrategie integriert (siehe hierzu Kapitel 1). Erste Handlungsoptionen und Vorschlge fr Manahmen zum Schutz vor Klimafolgen in der Wasserwirtschaft in Nordrhein-Westfalen hat die Landesregierung im April 2009 ebenfalls in der Anpassungsstrategie des Landes formuliert. Sie macht darin aber deutlich, dass lediglich erste Grundsteine gelegt wurden, auf die es weiter aufzubauen gilt. Mit den durch den Klimainnovationsfonds gefrderten Studien und Untersuchungen zur Entwicklung von Manahmen zur Anpassung an den Klimawandel die in diesem Kapitel vorgestellt werden kommt die Landesregierung nun ihrem Ziel einen Schritt nher, fr die Wasserwirtschaft eine eigene integrierte Strategie zur Anpassung an den Klimawandel vorzulegen.

Weiter Blick: Anpassungsmanahmen in der Wasserwirtschaft verlangen eine vorausschauende Planung.

Anpassung der Wasserwirtschaft an den Klimawandel 23

Der Weg zu einer integrierten Anpassung der WasserwirtschaftUm die Anpassung der Wasserwirtschaft gezielt voranzutreiben und so effektiv und effizient wie mglich zu gestalten, bndeln MKULNV und LANUV in enger Zusammenarbeit mit weiteren Akteuren der Wasserwirtschaft vorhandenes Wissen, um auf dieser Grundlage Projekte und Manahmen zu entwickeln, die identifizierte Wissenslcken schlieen und Erkenntnisse praktisch umsetzen. Von Interesse sind dabei alle Ergebnisse, die landesweit in verschiedenen Initiativen und Manahmen erarbeitet wurden. Auch die Resultate weiterer, von der Bundesregierung, der EU oder den Akteuren der Wasserwirtschaft durchgefhrter Vorhaben, welche die strukturellen und regionalen Gegebenheiten des Landes Nordrhein-Westfalen bercksichtigen oder bertragbare Erkenntnisse liefern, werden betrachtet. Dieses dezentral gewonnene Wissen gilt es zusammenzutragen und zu analysieren. Doppelarbeiten sollten dabei vermieden und eventuelle Wissenslcken frhzeitig identifiziert werden. Die bereits erarbeiteten Ergebnisse lie-

fern schon jetzt erste Aussagen zu relevanten Handlungsbereichen und Akteuren, sind aber noch nicht abschlieend. Das bergreifende Ziel ist es, auf der Grundlage des Ist-Zustands des Wasserhaushalts sowie des kologischen Gewsserzustands den Anpassungsbedarf fr die wasserwirtschaftlichen Handlungsfelder zu ermitteln sowie Handlungsoptionen und Manahmen aufzuzeigen. Aufgrund der unterschiedlichen Betroffenheit durch die Klimawandelfolgen werden die wasserwirtschaftlichen Handlungsbereiche Hochwasserschutz, Abwasser-/Niederschlagswasserbeseitigung, Trinkwasserversorgung, Gewsserbewirtschaftung und Talsperrenbewirtschaftung zunchst separat betrachtet. Fr jeden Handlungsbereich ergeben sich aus den bisherigen Erkenntnissen relevante Fragestellungen zu den zu erwartenden Auswirkungen, die mit Hilfe der Ergebnisse aus bereits abgeschlossenen und den noch laufenden Projekten zu beantworten sind. Ein weiterer wichtiger Baustein auf dem Weg zu einer integrierten Anpassung der Wasserwirtschaft in Nordrhein-Westfalen sind die Untersuchungen, Projekte und Manahmen, die die

Erkenntnisse anderer Lnder und EUStaaten werden bei der Entwicklung von Anpassungsstrategien einbezogen

Verschlungene Pfade: Fr eine integrierte Anpassung mssen viele regionale Gegebenheiten bercksichtigt werden.


Landesregierung seit Januar 2008 im Rahmen des Klimainnovationsfonds NRW initiiert hat. Gefrdert werden hier Aktivitten, die sich grundlegend mit der weiteren Untersuchung der regionalen Auswirkungen des Klimawandels befassen, den notwendigen Anpassungsbedarf ermitteln und die geeignete regional differenzierte Handlungsoptionen und Anpassungsmanahmen erarbeiten. Darber hinaus wird ein sektorbergreifendes Klimafolgenmonitoring (berwachung der Klimafolgen und initiierten Anpassungsmanahmen) durch das LANUV aufgebaut werden, welches die klimasensitiven Sektoren und Handlungsbereiche in Nordrhein-Westfalen mit Hilfe von maximal zehn bis 15 Indikatoren er-

fasst. Basis fr die Indikatoren ist das Konzept der europischen Umweltagentur. Indikatoren fr die Vernderung des Klimas und der Atmosphre sind etwa die Jahresmitteltemperatur und die jhrlichen Niederschlagssummen. Die sich daraus ergebenden Kennwerte fr Klimafolgen sind fr die Wasserwirtschaft etwa die Gewssertemperatur und das Abflussverhalten. Mit einem Klimafolgenmonitoring knnen nicht nur reale Auswirkungen des Klimawandels auf den Wasserhaushalt dokumentiert und untersucht, sondern auch die durchgefhrten Anpassungsmanahmen auf ihre Eignung hin berprft werden. Die Ergebnisse werden mittelund langfristig ebenfalls in die Anpassungsstrategie einflieen.

Wasserwirtschaftlicher HandlungsbereichAbbildung 9: Relevante Fragestellungen zu den Folgen des Klimawandels innerhalb der wasserwirtschaftlichen Handlungsbereiche.Gewsserbewirtschaftung

Fragestellung

Welche Konsequenzen ergeben sich fr den Gewsserzustand und die Gewsserkologie (Biologie)? Wie beeintrchtigen mgliche berflutungsereignisse, Niedrigwasserperioden und Starkregenereignisse die Gewsserqualitt? Welche langfristigen Auswirkungen sind auf die Quantitt und Qualitt der genutzten Grundwasserressourcen zu erwarten? Welche Folgen haben die mglichen Vernderungen im Grundwasser fr grundwasserabhngige Landkosysteme oder Gebude? Welche Auswirkungen sind fr die industrielle und energetische Nutzung der Wasserressourcen zu erwarten?

Talsperrenbewirtschaftung

Wie ist mit zunehmend konkurrierenden Nutzungsinteressen umzugehen (vor allem Trinkwasserversorgung Hochwasserschutz Energieerzeugung)? Welche Bedeutung haben zunehmende Nutzungskonkurrenzen fr die Betriebsfhrung der Talsperre? Welche Auswirkungen auf die kologie und Gewsserqualitt von Talsperren sind zu erwarten?

Wasserversorgung

Welche nderungen in der Gewssergte und -qualitt der genutzten Grund- und Oberwasserressourcen sind kurz- und langfristig zu erwarten? Welche Anforderungen sind fr die Aufbereitung und Verteilung des Wassers zu erwarten? Welche Auswirkungen ergeben sich fr die Struktur der wasserversorgenden Betriebe? Welche Konsequenzen ergeben sich regional, langfristig und saisonal fr die quantitative Versorgungssicherheit?

Siedlungsentwsserung

Ist eine Zunahme der berflutungen im urbanen Raum zu erwarten? Welche Gefhrdungen der Abwasserreinigungsanlagen durch zunehmende Hochwasser sind zu erwarten? Welche Konsequenzen bestehen hinsichtlich der (biologischen) Reinigungsleistung von Klranlagen? Reicht die Splwirkung der Kanalisation weiterhin aus?

Hochwasserschutz

Ist mit einer Zunahme der mittleren und extremen Hochwasserabflsse zu rechnen? Wie ist mit hufigerem Hochwasser umzugehen?


Die Projekte im Klimainnovationsfonds NRWIm Bereich der Wasserwirtschaft wurden mit Frdergeldern aus dem Klimainnovationsfonds NRW bislang sechs Projekte (siehe Seite 26) mit Bezug zum Klimawandel abgeschlossen. Weitere befinden sich in Bearbeitung. Smtliche bereits abgeschlossenen Projekte sind direkt oder indirekt fr nahezu alle wasserwirtschaftlichen Handlungsbereiche relevant etwa die Studien zu Extremwerten von Starkregenereignissen (ExUS), zum Einfluss des Klimawandels auf Grundwasserstnde und zu den Auswirkungen des Klimawandels auf das Abflussverhalten in Gewssern (KLAVE). Einige Projekte bieten zudem erste Anpassungsmanahmen und Handlungsoptionen fr einzelne Handlungsbereiche an. So liefert etwa die Untersuchung starkregengefhrdeter Gebiete mit den erarbeiteten Vorschlgen fr Gefahrenkarten ein wichtiges Instrument unter anderem fr die Siedlungsentwsserung und den Hochwasserschutz. Die bereits vorhandenen Hochwassergefahrenkarten knnten um das bisher nicht bercksichtigte Ereignis berschwemmung durch Starkniederschlge ergnzt werden. Wichtige Erkenntnisse fr den Hochwasserschutz und

darber hinaus auch fr die Talsperrenbewirtschaftung und die Sicherheit der Wasserversorgung bietet die Untersuchung zur Hochwasserschutzwirkung von Talsperren. Aus den Untersuchungen zur Anpassung der Dimensionierung von Kanalnetzen (KUK) lassen sich Hinweise fr den Umgang mit den zu erwartenden Klimafolgen in der Siedlungsentwsserung ableiten. ber diese Beispiele hinaus sind weitere wasserwirtschaftliche Projekte im Rahmen des Klimainnovationsfonds initiiert worden, die Wissenslcken schlieen oder bereits erarbeitete Ergebnisse validieren und regionalisieren: Im Bereich der grundlegenden Forschung wird zurzeit im Vorhaben Simulation konvektiver Niederschlge das langzeitliche statistische Verhalten von konvektiven Wolken und ihrem Niederschlag vor dem Hintergrund des globalen Klimawandels untersucht. Zur Differenzierung der Ergebnisse aus der Studie Einfluss des Klimawandels auf die Entwicklung von Grundwasserstnden werden in einer Folgestudie derzeit Methoden zur detaillierten Abschtzung der Grundwasserstandsentwicklung mithilfe des Bodenwasserhaushaltsmodells GROWA des For-

Abbildung 10: Die Ergebnisse der einzelnen Klimainnovationsfondsprojekte sind immer fr mehrere wasserwirtschaftliche Handlungsbereiche von Bedeutung.

Relevanz der Projekte fr die wasserwirtschaftlichen Handlungsbereiche Gewsserbewirtschaftung Siedlungsentwsserung Hochwasserschutz Talsperrenbewirtschaftung

Wasserversorgung

Extremwertstatistische Untersuchungen von Starkniederschlgen in NRW (ExUS)

Untersuchung starkregengefhrdeter Gebiete

Einfluss des Klimawandels auf die Entwicklung von Grundwasserstnden Untersuchung zur Auswirkung des Klimawandels auf das Abflussverhalten in Gewssern in NRW Ermittlung der Hochwassersicherheit im Einzugsgebiet der Ruhr Klimawandel und Kanalnetzdimensionierung (KUK)


Die Projekte im Klimainnovationsfonds NRW (Bereich Wasserwirtschaft)Extremwertstatistische Untersuchungen von Starkniederschlgen in NRW (ExUS)Beschreibung: Mittels statistischer Auswertungen von Niederschlagsdaten aller fr Nordrhein-Westfalen relevanten Messstationen und mit Hilfe regionaler Klimaprognosemodelle wurden die Starkniederschlge in NRW von 1950-2008 in Bezug auf mgliche Vernderungen in Dauer, Intensitt und Raum sowie die Auswirkungen auf die Eintretenswahrscheinlichkeit analysiert.

Untersuchung starkregengefhrdeter Gebiete

Beschreibung: Am Beispiel eines Starkregenereignisses in vier urbanen und lndlichen Pilotgebieten im Landkreis Paderborn wurden Methoden und Verfahren zur Berechnung von Fliewegen und Hochwasserereignissen an Hngen zusammengestellt und hinsichtlich ihrer Eignung zur Erstellung von Gefahrenkarten erprobt und gegenbergestellt. Ziel war es, groflchig durch Starkregenereignisse entstehende berschwemmungsgefahrenzonen in bzw. unterhalb von Hanglagen identifizieren zu knnen und in Gefahrenkarten auszuweisen.

Einfluss des Klimawandels auf die Entwicklung von Grundwasserstnden

Beschreibung: Untersucht wurde, inwieweit bereits ein Zusammenhang der Grundwasserstandsentwicklung der Jahre 1970-2008 mit den tatschlichen klimatischen Entwicklungen nachzuweisen ist und die Ergebnisse mit den regionalen Klimamodellen in Beziehung gesetzt werden knnen. Basis waren die Grundwasserstandsdaten aus diesem Zeitraum von 416 anthropogen nicht beeinflussbaren Messstellen aus ganz NordrheinWestfalen sowie Klimadaten, Sickerwasserraten und Grundwasserstnde der Lysimeterstation St. Arnold.

Untersuchung zur Auswirkung des Klimawandels auf das Abflussverhalten in Gewssern in NRW (KLAVE)

Beschreibung: Mit Hilfe des Programmsystems LARSIM wurde fr Nordrhein-Westfalen ein Wasserhaushaltsmodell aufgebaut, mit dem die prognostizierten Auswirkungen des Klimawandels auf das Abflussverhalten der wichtigsten Fliegewsser Nordrhein-Westfalens berechnet werden knnen. Die zuknftigen Entwicklungen wurden durch den Vergleich von Abflssen des Kontrolllaufs (1997-2000) mit Abflussprognosen auf Grundlage des A1B-Szenarios fr die nahe (2021-2050) und die ferne (2071-2100) Zukunft abgeleitet.

Ermittlung der Hochwassersicherheit im Einzugsgebiet der Ruhr

Beschreibung: Im Rahmen dieser Studie wurde berprft, inwiefern eine ganzjhrige Bereitstellung von Hochwasserschutzraum in den Talsperren des Ruhrverbandes zu einer Erweiterung des Hochwasserschutzes im Einzugsgebiet der Ruhr fhren kann. Dazu wurden auf Basis historischer Hochwasserereignisse und modellgesttzter Langzeitsimulationen zum heutigen und zuknftigen Klimastand die sich ndernden Hochwasserverhltnisse quantifiziert und ihre Auswirkungen auf die Hochwasserschutzwirkung der Talsperren bewertet.

Klimawandel und Kanalnetzdimensionierung (KUK)

Beschreibung: Ziel der Untersuchungen war, die Funktion und Leistungsfhigkeit ausgewhlter nordrhein-westflischer Kanalnetze bei Starkregenereignissen zu analysieren. Auf der Grundlage von Auswertungen langjhriger Niederschlagsreihen und am Beispiel von zwei berflutungsereignissen, die 2008 im Bergischen Land und am Nierderrhein stattgefunden haben, sollten Hinweise zur Dimensionierung der Kanalnetze und ihre Anpassung an die sich hufenden Starkregenereignisse abgeleitet werden.


schungszentrums Jlich entwickelt. Ziel ist es, zuknftig auch zeitweise im Jahr auftretende Mangelsituationen zur Planung von Anpassungsmanahmen prognostizieren zu knnen. Im Rahmen der Studie Vernderung wasserassozierter Krankheitserreger in den Trinkwasserressourcen NRW unter dem Einfluss des Klimawandels werden Anpassungsmanahmen fr die Trinkwassergewinnung, die Trinkwasseraufbereitung und das Monitoring zur Frherkennung von Verunreinigungen erarbeitet. Die Ergebnisse sind nicht nur von Bedeutung fr den wasserwirtschaftlichen Handlungsbereich Wasserversorgung. Sie betreffen auch die Talsperren- und die Gewsserbewirtschaftung als diejenigen Handlungsbereiche, die fr die Bereitstellung von Trinkwasserressourcen wichtig sind. Auf der Grundlage des Projekts Klimawandel und Kanalnetzberechnung (KUK) wird bis 2011 im Rahmen des Vorhabens Handlungsoptionen fr eine wassersensible Stadtentwicklung in Nordrhein-Westfalen untersucht, wie anfllig die kommunalen Kanalnetze in Bezug auf die Folgen des Klimawandels sind. Dafr werden mehrere, ber das gesamte Landesgebiet verteilte Starkregenereignisse, deren Folgen sowie Besonderheiten der Einzugsgebiete und Kanalnetze betrachtet, um Ursachen von berflutungen zu erkennen und zu klassifizieren. Ziel ist es, einen Leitfaden

mit Handlungsoptionen und Empfehlungen fr eine wassersensible Stadtentwicklung in Nordrhein-Westfalen zu entwickeln. Ein weiteres Vorhaben mit direktem Nutzen auch fr Handlungsfelder anderer Sektoren ist die Studie Auswirkungen des Klimawandels auf Oberflchengewsser als Grundlage fr aktuelle und zuknftige Wrmeeinleitung. Modellierte Prognosen sollen Aufschluss darber geben, wie sich Wrmeeinleitungen bei einem fortschreitenden Klimawandel auswirken. Die Ergebnisse sind aufgrund ihrer Aussagekraft zu Aspekten der Gewsserkologie vor allem fr das Handlungsfeld der Gewsserbewirtschaftung von besonderem Interesse. Aber auch fr den Wirtschaftssektor sind sie relevant vor allem in Bezug auf die zuknftige Ansiedlung von Industrie, die fr ihren Anlagenbetrieb Khlwasser aus den Flssen entnimmt und das erwrmte Wasser wieder einleitet. Neben der Erarbeitung von Manahmen und Handlungsoptionen zur Anpassung wird auch der Aspekt des Klimaschutzes in den Projekten des Klimainnovationsfonds bercksichtigt. So wurde im Zuge des Vorhabens Einfluss der Wetterverhltnisse auf das Emissionsverhalten von Klranlagen erstmals das quantitative Aufkommen gasfrmiger, meist klimarelevanter Emissionen aus Klranlagen systematisch untersucht. Insgesamt bieten die Projekte eine umfassende grundlegende Datenbasis und verschiedene bertragbare Modellszenarien. Darber hinaus decken sie ber spezifische Untersuchungen die Bandbreite der wasserwirtschaftlichen Handlungsfelder ab. Beschreibungen aller Projekte sind auf den Internetseiten des MKULNV zusammengestellt (www.klimawandel.nrw.de). Die aus den Projekten gewonnenen Erkenntnisse und Handlungsoptionen werden im Folgenden entlang ihrer Bedeutung fr die wasserwirtschaftlichen Handlungsbereiche vorgestellt.

Wie empfindlich reagieren die Kanalnetze auf den Klimawandel? Das lsst das Land Nordrhein-Westfalen derzeit in einer umfassenden Studie untersuchen.


Land unter: In vielen wasserwirtschaftlichen Bereichen werden Anpassungsmanahmen an den Klimawandel notwendig.

Anpassungsmglichkeiten fr die wasserwirtschaftlichen HandlungsbereicheDie bisher erzielten Erkenntnisse aus den Klimawandelfolgen fr die Wasserwirtschaft werden genutzt, um den Bedarf von Anpassungsmanahmen in einzelnen wasserwirtschaftlichen Handlungsfeldern, aber auch Sektoren bergreifend mglichst konkret zu ermitteln und zu bewerten. Nach wie vor bestehen allerdings Unsicherheiten hinsichtlich der Wasserhaushaltsgren in den Ergebnissen der regionalen Klimamodelle. Es ist daher erforderlich, flexible Anpassungsmglichkeiten etwa nach dem no-regret-Prinzip ins Auge zu fassen. Unter no-regret-Manahmen (aus dem Englischen: ohne Bedauern) sind Manahmen zu verstehen, die auch dann sinnvoll sind, wenn sich der Klimawandel vor Ort strker oder schwcher auswirkt als angenommen. Auf den folgenden Seiten werden Ergebnisse bisheriger Forschungsprojekte und mgliche Anpassungsmanahmen fr die einzelnen wasserwirtschaftlichen Handlungsfelder vorgestellt. bergreifende Auswirkungen und Zusammenhnge werden im darauffolgenden Kapitel nher beleuchtet.

GewsserbewirtschaftungOberflchengewsser Bei der Bewirtschaftung von Oberflchenwasser sollte neben einer mglichst flexiblen Planung auf eine mglichst naturnahe Gestaltung der Gewsser mit ausreichend breiten Auen und Gewsserquerschnitten geachtet werden. Wichtig sind zudem anpassungsfhige Hochwasserschutzkonzepte sowie Speicher- und Bewirtschaftungsplanungen fr Talsperren und Stauanlagen. Die Prfung der Sensibilitt von bestehenden oder geplanten Bauwerken gegenber hheren Bemessungsgren ergnzt dieses Vorgehen. Grundstzlich empfiehlt es sich, eher von einer Zunahme von Extremereignissen auszugehen und entsprechende Vorsorge- und Bewirtschaftungsmanahmen zu ergreifen. Intensive Starkniederschlge in den Monaten April bis Oktober sind bereits heute die wesentliche Ursache fr Bodenerosionen, die zu erheblichen Schden an landwirtschaftlichen Flchen fhren und eine wesentliche Quelle diffuser Stoffeintrge und Trbungsspitzen in Oberflchengewssern sind. Eine vom MKULNV gefrderte Untersuchung hinsichtlich des Einflusses des Klimawandels auf die Niederschlagserosivitt konnte anhand hoch auflsender Niederschlagsdaten zeigen, dass diese in den letzten Jahrzehnten tendenziell zugenommen hat. Dies betrifft sowohl die Anzahl der Erosionsereignisse als auch deren Intensitt. Diese Erosionszunahmen scheinen insbesondere durch

No-regret-Manahmen mindern finanzielle Risiken bei der Anpassung an den Klimawandel


einen vermehrten Grnlandumbruch zum Anbau von Feldfrchten zu entstehen, der durch die tendenziell steigenden Jahresdurchschnittstemperaturen begnstigt wird. Vernderte Bewirtschaftungsverfahren, topografische Bedingungen (Hhe, Hangneigungen) und die Art der Flchennutzung haben einen wesentlichen Einfluss auf die Erosionszunahme. Die Zunahmen und die in den letzten Jahrzehnten eingetretenen jahreszeitlichen Verschiebungen der Erosivitt knnen aber durch landwirtschaftliche Anpassungsmanahmen kompensiert werden, etwa durch eine frhere Aussaat oder durch eine standortangepasste Flchenbewirtschaftung. Infolge der in Zukunft voraussichtlich hufiger auftretenden und lnger anhaltenden sommerlichen Trocken- und Hitzeperioden drften die Gewssertemperaturen bei Niedrigwasserabflssen deutlich ansteigen. Diese Temperaturerhhungen knnen zu kritischen Situationen in einem Gewsser fhren, insbesondere wenn wie beispielsweise in Rhein, Erft, Lippe und Weser Khlwsser oder Wrme aus Bergbau, Kraftwerken und Industrie in relevantem Ma eingeleitet werden. Die Wasserentnahme sowie die Vernderungen der Gewssertemperatur durch Einleitung von groen Wrmemengen sind Eingriffe in den Wasserhaushalt, zu dessen Schutz gesetzliche Einschrnkungen vorliegen. Niedrigwassersituationen knnen in kleineren und mittleren Oberflchengewssern zu deutlich erhhten Ab-

wasseranteilen und zu einer Aufkonzentration von Wasserinhaltsstoffen fhren. Verbunden mit hheren Wassertemperaturen kann eine wesentliche Verschlechterung der Wasserbeschaffenheit und der Gewsserkologie die Folge sein. Grundwasser Grundwasserstandsnderungen haben erhebliche Auswirkungen auf den Wasserkreislauf und damit auf wasserwirtschaftliche Handlungsbereiche wie die (Trink-)Wasserversorgung. Steigende Neubildungsraten sind fr die Wasserversorgung und den Erhalt grundwasserabhngiger kosysteme grundstzlich positiv einzuschtzen. Je nach den rtlichen Verhltnissen wchst dadurch aber das Risiko mglicher Vernssungsschden an Gebuden. Insbesondere in wasserwirtschaftlich beanspruchten Gebieten beispielsweise durch den Bergbau kann dies die Situation verschrfen. Relevant fr die Beurteilung werden Projektionen zur flchendifferenzierten Entwicklung der langjhrigen mittleren Grundwasserneubildungsraten sein.

TalsperrenbewirtschaftungDas erwartete hhere Wasserdargebot im Winterhalbjahr sowie hhere Verdunstungsraten bei erhhten Temperaturen und strkere Nutzungsansprche zur Zeit des sommerlichen Niedrigwassers stellen weitergehende Anforderungen an die Bewirtschaftung der Speicher. Konkurrierende Ansprche, beispielsweise hinsichtlich einer strker auf die Trinkwasserversorgung oder einer auf den Hochwasserschutz ausgerichteten Betriebsweise, werden sich folglich strker ausprgen. Soll etwa die Wasserversorgung mit grtmglicher Sicherheit gewhrleistet werden, wre das vorhandene Speichervolumen so weit wie mglich auszunutzen. Damit stnden allerdings geringere Einstaureserven fr den Hochwasserschutz zur Verfgung. In einer frheren Studie konnte fr das Ruhrtalsperrensystem aufgezeigt werden, dass infolge trockener Sommer die Ausfallwahrscheinlichkeit dieses Systems hinsichtlich der Unterschreitung eines Mindeststauinhalts und damit der Sicherstellung der berregionalen Wasserversorgung sich im wahrscheinlichsten Klimaszenario bis zum Jahr 2100 deutlich erhht (statistisches Wiederkehrintervall von 500 auf 200 Jahre). Eine heutige Betriebssicherheit

Warme Strme? Durch knftig lnger anhaltende Hitzeperioden werden voraussichtlich auch die Temperaturen von Fliegewssern steigen.


knnte theoretisch nur durch eine Verringerung der Mindestabflsse oder durch die Bereitstellung zustzlicher Speichervolumina gewhrleistet bleiben (Morgenschweis et al. 2006/07).Die Hochwasserschutzwirkung von Talsperren bleibt auch bei fortschreitendem Klimawandel erhalten

WasserversorgungTendenziell steht die Wasserversorgung zunehmend vernderlichen Randbedingungen gegenber. Auf der einen Seite sind dies die klimatischen nderungen, die regional und je nach genutzter Wasserressource zu einer unterschiedlichen Dynamik fhren. Auf der anderen Seite steht die demografische Entwicklung und damit verknpfte Wasserbedarfsnderungen. Dieser Dynamik steht eine vergleichsweise inflexible Wasserinfrastruktur gegenber. Gewinnungsanlagen, Verteilungsnetze und sonstige technische Anlagen binden hohe Investitionssummen, die ber lange Nutzungsdauern von 50 bis 100 Jahren abgeschrieben werden. Ein Ziel fr den Umgang mit dem Klimawandel kann es daher auch sein, bestehende Infrastruktursysteme sowie ihre technisch mgliche Nutzungsdauer zu prfen und gegebenenfalls weitere Aspekte (zum Beispiel die Entwicklung von Bevlkerung, Transportkapazitten) bei Investitionen zu bercksichtigen. Aufgrund der Heterogenitt der Trends der Grundwasserstnde und fehlender regionaler Muster zeichnen sich aus den Forschungsvorhaben noch keine eindeutigen Auswirkungen des Klimawandels auf die der Wasserversorgung zur Verfgung stehenden Grundwasserressourcen und nutzbaren Dargebotsmengen ab. Stattdessen drften bei der Bewirtschaftung der Grundwasserressourcen eher langfristige, aber dafr irreversible Entwicklungen wie beispielsweise die Nitratproblematik zunehmend relevant werden. Wassergewinnungsanlagen, die Uferfiltrat oder Flusswasser zur Anreicherung von Grundwasser einsetzen, sind eher von klimabedingten nderungen in der Wasserfhrung, aber auch von Gtenderungen in den genutzten Gewssern betroffen. Beeintrchtigungen der Gte knnen sich durch hhere Abwasseranteile bei Niedrigwasserphasen, aber auch durch erhhte Trbungen und Nhrstoffkonzentrationen bei Hochwasserereignissen ergeben. Um den potenziellen Gefhrdungen durch den Klimawandel der (Trink-)Wasserversorgung zu begegnen, bestehen verschiedene Handlungsoptionen. So bedarf es beispielsweise prziserer Wasserbedarfsprognosen auch unter Bercksichtigung weiterer Zukunftsfaktoren wie der wirtschaftlichen und der demografischen

Betrachtet man dagegen die Hochwasserschutzwirkung des bestehenden Talsperrensystems, kann unter den zu erwartenden Folgen des Klimawandels von einer nahezu unvernderten Situation ausgegangen werden, wie ein weiteres Vorhaben im Rahmen des Klimainnovationsfonds zur Wirksamkeit der bestehenden Talsperren zeigte. Hieraus ergibt sich, dass unter den getroffenen Annahmen bezglich des zuknftigen Klimazustands eine Erweiterung der Hochwasserrckhalterume im Ruhrtalsperrensystem nicht zu einer grorumigen Verbesserung der Hochwasserschutzwirkung der Talsperren fhrt. Auch die Betriebsweise der Talsperren kann neben dem gewhnlichen Hochwasserrckhalteraum einen zustzlichen betrieblichen Freiraum schaffen, der allerdings aufgrund des vorherrschenden Abflussregimes starken saisonalen Schwankungen beziehungsweise einem ausgeprgten Jahresgang unterliegt. Ziel der Manahmen in Bezug auf die Talsperren im Ruhrtalsperrensystem muss es sein, die Hochwasserschutzrume festzulegen und zu optimieren, dabei aber gleichzeitig die Sicherstellung der Wasserversorgung zu gewhrleisten.

Bollwerk mit mehrfachem Nutzen: Talsperren schtzen vor Hochwasser, liefern Strom und stellen die Trinkwasserversorgung sicher.


Klare Sache: Die hohe Qualitt des Trinkwassers zu erhalten ist eine der wichtigsten Aufgaben im Rahmen der Anpassung an den Klimawandel.

SiedlungsentwsserungDie lokal auftretenden Starkregenereignisse der jngsten Vergangenheit, in deren Folge das stdtische Kanalnetz die abflieenden Wassermengen nicht abfhren konnte und es zu groflchigen berschwemmungen in nordrheinwestflischen Stdten kam, geben einen Eindruck, welche Auswirkungen die erwarteten Klimavernderungen in Zukunft haben knnten. Eine wesentliche Aufgabe fr Siedlungsentwsserung liegt deshalb heute darin, zuknftige Leitungen und Bauwerke unter fortdauernder Unsicherheit ber zuknftige Klimanderungen zu bemessen, das heit eine gewisse Bandbreite mglicher Klimavernderungen in den Planungs- und Abstimmungsprozess einzubeziehen. Ob es infolge von Starkregenereignissen zu berflutungen und urbanen Sturzfluten in Siedlungs- und Kulturflchen kommt, hngt im Wesentlichen von der rtlichen, kleinrumlichen Topografie des Gebiets und von der Leistungsfhigkeit der vorhandenen Entwsserungssysteme ab. Die Untersuchung starkregengefhrdeter Gebiete hat gezeigt, dass insbesondere die Faktoren Hhenverhltnisse, Flchenverdichtungsgrad, Hangneigungen und das Vorhandensein von Fliewegen und natrlichen Abflssen von Flchen erste Anhaltspunkte liefern, welche Gefahrenpotenziale in einem Bereich vorliegen und welche abflussrelevanten Strukturen in gekoppelte Niederschlag-Abfluss- und hydraulische Modelle eingehen mssen. Die komplexen Prozesse bei der Entstehung von berschwemmungen und Sturzfluten erfordern deshalb immer die Betrachtung des jeweiligen Einzelfalls, damit realistische Starkregengefahrenkarten erstellt werden knnen. Auch eine detaillierte Simulation der voraussichtlichen Abflusswege und -mengen setzt immer eine entsprechend aufwndige Detailbetrachtung der hydrologischen, topografischen und hydraulisch wirksamen Parameter voraus. Der Vergleich der angewandten Methoden zur Berechnung der Abflsse und berschwemmungshhen ergab, dass die Anwendbarkeit jeder Methode stark von der jeweiligen Verfgbarkeit und Qualitt der Eingangsdaten fr das jeweils betrachtete Gebiet abhngig ist. Hier bietet es sich an, die Plausibilitt der Ergebnisse durch Anwendung mehrerer Berech-

Entwicklung, die eine regional differenzierte Sicherstellung der Wasserversorgung erlauben.Trinkwassergewinnungsanlagen vor Hochwasserschden schtzen

An Fliegewssern liegende und von berflutungen bedrohte Trinkwassergewinnungs- und Aufbereitungsanlagen bedrfen unter Umstnden eines verbesserten Hochwasserschutzes. Die Brunnen lokaler Eigenwasserversorgungen mssen bei fallenden Grundwasserspiegeln eventuell tiefer gebohrt werden. Erhhte Stoffeintrge in die Gewsser (zum Beispiel Nitrat) als Folge vernderter Flchennutzungskonzepte in der Landwirtschaft erfordern gegebenenfalls neue oder erweiterte Wasseraufbereitungskonzepte, innovative Strategien zur Flchenextensivierung oder vernderte Managementkonzepte zur weiteren Vernetzung von Trinkwassergewinnungsgebieten. Die Gefhrdung des Rohwassers von Talsperren und der fr die Trinkwasserversorgung relevanten Flsse durch Krankheitserreger kann durch den Klimawandel zunehmen, wenn die entsprechenden Voraussetzungen und Belastungsfaktoren vorhanden sind. Mgliche Auswirkungen und Gefhrdungen sowie Anpassungsmanahmen werden in einer Studie derzeit untersucht.


um konkrete Hilfestellungen zur Durchfhrung von berflutungs- und Risikobetrachtungen sowie den Umgang mit Unsicherheiten von Grundlagendaten ergnzt werden. Nicht zuletzt zur Begegnung dieser Gefahren und Unsicherheiten sind in Nordrhein-Westfalen bereits in den vergangenen Jahren verschiedene Programme und rechtliche Instrumentarien eingeleitet worden. Diese betreffen unter anderem die ortsnahe Niederschlagsversickerung beziehungsweise die Einleitung in Oberflchengewsser, die Aufstellung und Umsetzung von Niederschlagswasserbeseitigungskonzepten oder Dichtheitsprfungen von Abwasseranlagen zur Reduktion des Fremdwasseranteils (MUNLV NRW 2009 a). Mgliche Lsungsanstze bestehen weiterhin in einer sorgfltigen Analyse sowohl der realistischen Leistungsfhigkeit bestehender Entwsserungssysteme als auch von Neu-, Erweiterungs- und Sanierungsplanungen. Durch Kombination des berstaunachweises, einer berflutungsbetrachtung und einer Risikoanalyse fr entwsserungstechnisch kritische Gebiete lassen sich Schwachpunkte und Leistungsreserven eines Kanalnetzes ermitteln. Gleichzeitig wird der Ausweisung oder dem Bau von temporren Zwischenspeichern und Notwasserwegen zur gefahrlosen Speicherung oder Abfhrung von Niederschlagswasser im ffentlichen Ra

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Broschuere Klima Und Wasser