SpreeWasser:N – Adaption an Wasser-Extremereignisse: Dürremanagement, integrierte Wasserbewirtschaftungskonzepte und verbesserte Wasserspeicherung in der Region Berlin-Brandenburg

© Technische Universität Berlin | Paul Hepach

Kurzbeschreibung

Die Ausschreibung „Wasser-Extremereignisse“ zielt auf die Umsetzung der SDGs der UN ab, um Auswirkungen von „Wasser-Extremereignissen“ auf die aquatische Umwelt und den Menschen zu begrenzen. SpreeWasser:N zielt auf die Entwicklung neuer Handlungsoptionen zur verbesserten Wasserspeicherung und innovativer Werkzeuge für ein integriertes Wassermanagement in Brandenburg, das eines der höchsten Wasserdefizite und Dürrerisikos in Deutschland aufweist.

SpreeWasser:N entwickelt interdisziplinäre Ansätze für die Bewirtschaftung knapper Wasserressourcen in einer von Wassermangel und Dürre, aber auch temporär Starkregen, bedrohten Region. Es werden konkurrierende Nutzungsinteressen identifiziert und diese in einem integrierten Wasserbewirtschaftungskonzept gegeneinander abgewogen.

SpreeWasser:N entwickelt innovative Monitoring-, Vorhersage- und Kommunikationswerkzeuge zum Risikomanagement und Strategien zur Minderung negativer Folgen von Wasserextremereignissen.

SpreeWasser:N bindet lokale Akteure und Stakeholder ein und berücksichtigt spezifische Belange der Region. SpreeWasser:N erarbeitet Vorschläge für eine Anpassung des WHG und der Landeswassergesetze mit dem Ziel, zukünftig eine Priorisierung von Wassernutzungen besser umsetzen zu können und Methoden der Wasserspeicherung unter Berücksichtigung konkurrierender Gesetzgebungen zu ermöglichen.

Ziel

Im Vordergrund von SpreeWasser:N stehen:

(1) Verbesserung der Vorhersage regionaler kurz- und langfristiger meteorologischer Extremsituationen zur Bewertung ihrer hydrologisch-ökologischen Relevanz und Vorhersage des Dürrerisikos,

(2) Entwicklung eines online-Dürre-Frühwarnsystems, das saisonale Bewässerungs- und Bewirtschaftungsvorschläge beinhaltet,

(3) Hochaufgelöste Prognose der Dynamik der Grundwasserneubildung und Entwicklung des Wasserdargebotes,

(4) Identifikation geeigneter ober- und unterirdischer Wasserspeicher und Zusammenführung der Ergebnisse in einer webbasierten Toolbox als Entscheidungsunterstützung,

(5) Ableitung langfristiger, jahreszeitlich-dynamischer Kontrollparameter (Untere Spree und Grundwasser), um ein drohendes Wasserdefizit durch gezielte Maßnahmen rechtzeitig zu erkennen und abzufangen,

(6) Ableitung ökologischer Kontrollparameter (Sauerstoff, Strömungsgeschwindigkeit, Temperatur) für die Sicherstellung eines guten Zustandes aquatischer Ökosysteme,

(7) Erarbeitung von Vorschlägen für Anpassungen des WHG und BbgWG, um eine Priorisierung von Wassernutzungen in Trockenzeiten zu ermöglichen,

(8) Identifikation von Anreizmechanismen und Maßnahmen zur Akzeptanzsteigerung bei Einschränkungen von Wassernutzungen.

Arbeitspakete (AP)

Unter Nutzung von Beobachtungsdaten und operationellen numerischen Vorhersagen des Deutschen Wetterdienst (DWD) wird sowohl eine kurzfristige (Wochen bis Monate) probabilistische Vorhersage von Extremsituationen im Untersuchungsgebiet entwickelt, als auch eine längerfristige (Jahre bis Jahrzehnte) Einschätzung von Wahrscheinlichkeiten für extreme Situationen.

AP2 zielt auf die optimierte Nutzung gegenseitiger hydrologischer Extremereignisse. Ziel ist die Methodenentwicklung für i) eine Speicherung von überschüssigem Wasser (z.B. während Starkniederschlagsereignissen) und ii) eine spätere Nutzung des gespeicherten Wassers in Trockenperioden zur Abmilderung von Dürreeffekten. Ergänzend erfolgt eine einzugsgebietsbezogene Charakterisierung der Dynamik der hydrologischen Ereignisse im Untersuchungsgebiet und ihres Einflusses auf den Wasserhaushalt, wie z.B. die Grundwasserneubildung und den Oberflächenabfluss.

Es wird ein webbasiertes Frühwarnsystem entwickelt, das den gezielten Einsatz von Bewässerungswasser und frühzeitige Entscheidungen über pflanzenbauliche Maßnahmen zur Vorbereitung auf eine bevorstehende Dürreperiode ermöglicht. Das System integriert eine tagesaktuelle, räumlich hochaufgelöste Simulation des Pflanzenwachstums und der Ertragsbildung sowie die Bodenfeuchteentwicklung.

Komplementär zu bestehenden Aktivitäten auf Landesebene soll in AP4 ein langfristiges Wasserbewirtschaftungskonzept erarbeitet werden, welches exemplarisch für das Untersuchungsgebiet unter Berücksichtigung aller relevanten Komponenten (Ökologie, Grund- und Oberflächenwasser, Boden/Landnutzung, Klima), die zukünftige Wasserverfügbarkeit zeitlich-räumlich hochaufgelöst quantifiziert. Dafür werden das hydrologisch-wasserwirtschaftliches Modell, das ökologisches Modell und das Grundwassermodell gekoppelt.

Die während des Vorhabens zu entwickelnden neuartigen Instrumente und Konzepte zur Wasserspeicherung sowie die gesteuerte Rückführung in den natürlichen Wasserkreislauf, unterliegen bindenden Vorgaben des Rechts. Aufgabe des juristischen Teilvorhabens ist dabei in erster Linie die rechtliche Begleitung der Projektpartner in der Bewertung der zu entwickelnden Maßnahmen am Maßstab der jeweils einschlägigen Vorschriften. Möglichkeiten der rechtlichen Umsetzung von Priorisierung von Wassernutzungen werden geprüft.

Ein Maßnahmenkatalog soll Kommunen und Wasserversorger bei der Bewertung der Effizienz und Umsetzbarkeit der Wasserspeicherung unterstützen. Ein Dürre-Frühwarnsystem unterstützt Landwirte mit angepassten Bewässerungsstrategien und optimiertem Pflanzenanbau. Vorschläge für angepasste Wassernutzungskonzepte ermöglichen einen nachhaltigen Umgang mit der Ressource Wasser. SpreeWasser:N entwickelt innovative Lösungen und Werkzeuge, die generalisierbar sind und direkte gesellschaftliche und ökonomische Auswirkungen in der untersuchten Region und deutschlandweit haben.

Dieses AP beinhaltet auch die Wissenskommunikation und Stakeholder-Dialoge, um eine bestmögliche Implementierung der Ergebnisse sicherzustellen.

Koordinatorin:
Prof. Dr. Irina Engelhardt
Technische Universität Berlin – Fachgebiet Hydrogeologie

Laufzeit:
01.08.2022- 31.07.2025