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Erwin Manz: „Neuordnung der Wasserversorgung sichert sauberes Trinkwasser für Neuwied“

Klimaschutzministerium fördert Bau von Verbundleitung mit über 900.000 Euro „Sauberes Trinkwasser ist unser wichtigstes Lebensmittel. Um auch in Zukunft eine stabile und sichere Trinkwasserversorgung zu gewährleisten, ordnet die Stadt Neuwied ihre Wasserversorgung neu. Die Neuordnung besteht aus verschiedenen Maßnahmen, die dem Ziel dienen, die Trinkwasserversorgung resilient gegenüber Extremwetterereignissen, möglichen Ausfällen und Verunreinigungen zu gestalten. Solche Projekte, die die Zukunft der Trinkwasserversorgung sichern, unterstützen wir gerne“, sagte Umwelt- und Klimaschutzstaatssekretär Dr. Erwin Manz bei der Übergabe eines Förderbescheids in Höhe von 923.800 Euro für die erste Maßnahme der Neuordnung an den Oberbürgermeister der Stadt Neuwied, Jan Einig. Die erste Maßnahme der Neuordnung ist der Bau einer Verbundleitung zwischen den Wasserwerken Neuwied Hafenstraße und Neuwied-Block. Im Wasserwerk Neuwied-Block wird im Folgenden ein Pufferbehälter saniert und wieder in Betrieb genommen. Durch die jetzt geförderte Verbundleitung kann das Wasser in dem Behälter gespeichert werden, bevor es in das Versorgungsnetz der Stadt Neuwied eingespeist wird. Die Zwischenspeicherung verlängert den Zeitraum, indem die Stadtwerke in Fällen von Verunreinigungen eingreifen und eine Gefahr für die Menschen verhindern können. Im Wasserwerk Neuwied-Block wird zusätzlich eine Riesleranlage gebaut, die das Wasser entsäuert. Vom Wasserwerk Neuwied-Block wird das Wasser über dort neu zu installierende Pumpen und eine neue Verbundleitung zur vorhandenen Förderleitung im Bereich der B42 in das Versorgungsnetz der Stadt Neuwied eingespeist. „Das Engerser Feld ist ein großes Reservoir und erweist sich als verlässliche Grundwasserquelle“, betont Neuwieds Oberbürgermeister Jan Einig. „Durch die Umstrukturierung der Wasserversorgung werden wir den neuen Anforderungen der oberen Wasserbehörde und des Gesundheitsamts gerecht, sodass die Trinkwasserqualität und Versorgungssicherheit unverändert hoch bleiben.“ Für die Neuordnung schließen sich die Stadtwerke Neuwied mit dem Kreiswasserwerk zusammen. Derzeit betreiben die Stadtwerke Neuwied zur Deckung des Trinkwasserbedarfs der Stadt zwei Brunnengruppen mit insgesamt fünf Förderbrunnen. Das Trinkwasser wird über das Wasserwerk Neuwied Hafenstraße in das Versorgungsnetz der Stadt eingespeist. Das Kreiswasserwerk Neuwied betreibt zur Bedarfsdeckung der Verbandsgemeinden Asbach, Linz und Rengsdorf-Waldbreitbach im Bereich des Engerser Feldes ebenfalls eine Brunnengruppe mit vier Förderbrunnen sowie einen Teilbereich des Wasserwerks Neuwied-Block. Das geförderte Wasser wird dort nach Entsäuerung in einem Pufferbehälter zwischengespeichert und über eine separate Transportleitung zu den oben genannten Verbandsgemeinden gefördert. Neben dem Kreiswasserwerk besitzen die Stadtwerke Neuwied ebenfalls Eigentumsanteile an dem Wasserwerk Neuwied-Block. „Durch die geplanten Maßnahmen entsteht ein leistungsfähiger Verbund zwischen den Stadtwerken Neuwied und dem Kreiswasserwerk. Gemeinsam werden sie ihrer Verantwortung für eine stabile und zuverlässige Versorgung der Menschen in Neuwied mit sauberem Trinkwasser gerecht“, schloss Erwin Manz.

Hydraulische Messungen während des Elbe-Hochwassers im Sommer 2013

Erste Auswertungen der Messkampagnen von Bundes- und Landesbehörden bestätigen bisherige Modellrechnungen und verbessern das Verständnis von Hochwasserabläufen. Im Mai und Juni des Jahres 2013 traten in den deutschen Flussgebieten außerordentliche Hochwasser auf. Die Elbe wies in einigen Abschnitten neue Höchstwasserstände auf. Insbesondere aus der Saale strömten große Wassermassen in den Fluss ein, sodass das Hochwasser unterhalb der Saalemündung deutlich höher auflief als beim Sommerhochwasser 2002; bei Magdeburg-Buckau lag der Scheitel 75 cm über dem bisherigen Höchststand. Um die Elbe zu entlasten, aktivierte man den Elbe-Umflutkanal bei Magdeburg, sperrte Nebenflüsse ab und setzte die Havelniederung kontrolliert unter Wasser. Auch durch einige Deichbrüche wurden teilweise erhebliche Volumina aus der Elbe abgeführt. Das führte zu einem Absunk der Wasserspiegel im Bereich mehrerer Dezimeter. Trotzdem wurde in Magdeburg nach Angaben der Bundesanstalt für Gewässerkunde mit ca. 5.100 m3?s ein Hochwasser mit einem Wiederkehrintervall von 200 bis 500 Jahren erreicht. Mehrere Institutionen der Elbe-Anrainerländer und des Bundes führten Messungen während des Hochwassers durch. Die BAW benötigt insbesondere Messwerte von Oberflächen- und Grundwasser, um mit ihnen Modelle zu überprüfen. Hauptziel einer Messkampagne vom 7. bis 13. Juni 2013 war deshalb, zwischen Riesa bei Elbe (El)-km 106 und dem Wehr Geesthacht (El-km 586 ) nah am Hochwasserscheitel den Wasserspiegel etwa in der Flussachse zu messen. Begleitend wurden Durchflussmessungen durchgeführt, die dazu dienten, sowohl den Abfluss als auch Durchflussanteile und Fließgeschwindigkeiten zu ermitteln. Am 14. Juni 2013 wurden im Bereich der Deichrückverlegung Lenzen (bei El-km 480) zusätzlich Fließgeschwindigkeiten in den Deichschlitzen gemessen. Diese wurden durch punktuelle Grund- und Oberflächenwasser-Messungen ergänzt. Die Auswertung der Messungen wird noch geraume Zeit in Anspruch nehmen. Schon jetzt ist aber klar, dass die Ergebnisse von großem Nutzen sein werden, um die Prozesse in der Natur besser verstehen und beschreiben zu können. Auch tragen sie dazu bei, die Strömungsmodelle der (acronym = 'Bundesanstalt für Wasserbau') BAW zu validieren. Zwei erste Auswertungen machen dies deutlich.

Neue Strategien zur Anpassung an zukünftige physikalisch-ozeanografische Extremszenarien an deutschen Küsten, Vorhaben: Downscaling von Extremereignissen und kaskadierende Effekte'

Untersuchung kombinierter Extremereignisse mit großen Ensembles von Klimamodellsimulationen

Klimafolgen werden typischerweise aus kombinierten Ereignissen (CEs) verursacht, also multivariate Kombinationen von klimatischen Treibern. Beispielsweise kann ein gleichzeitig heißer und trockener Sommer zu Vegetationsschäden führen, deren Auswirkungen oft die von Hitzewellen und Dürren für sich genommen übertreffen; gleichzeitige Waldbrände in mehreren europäischen Ländern können gemeinsam genutzte Einsatzmittel wie Löschflugzeuge überlasten und somit zu größeren Schäden führen. In den letzten Jahren ist aufgrund der Erkenntnis, dass eine univariate Perspektive auf Gefahren Klimarisiken möglicherweise stark unterschätzen und zu Fehlanpassungen führen kann, eine wachsende Zahl wissenschaftlicher Literatur zu CEs entstanden. Unser Verständnis von CEs, einschließlich der Quantifizierung, wie häufig sie auftreten und wie sie sich in Zukunft ändern werden, ist jedoch noch sehr begrenzt. Besonders die begrenzte Anzahl von Beobachtungen und routinemäßig verwendeten Klimamodellergebnissen macht die Forschung zu CEs sehr herausfordernd. Beispielsweise könnte man auf der Grundlage von einem kleinen Stichprobenumfang schlussfolgern, dass CEs an Orten selten sind, wo sie stattdessen sehr häufig sind. Das Hauptziel von ADVICE besteht darin, das volle Potenzial neuartiger Ensembles von Klimamodellen (SMILEs) auszuschöpfen, die Hunderte bis Tausende von Jahren an Daten des gegenwärtigen und zukünftigen Klimas liefern, um unser Verständnis von CEs zu erweitern. ADVICE baut auf früheren bahnbrechenden Beiträgen zur Erforschung von CEs durch den PI auf. Zwei Doktorand*innen werden gleichzeitig auftretendes Feuerwetter in europäischen Ländern und mehrjährige Dürren untersuchen, welche Ökosystemauswirkungen verstärken können, während ein Postdoc und der PI eine Reihe anderer CE-Typen untersuchen werden. ADVICE wird CE-Häufigkeiten und die damit verbundenen Unsicherheiten quantifizieren und so Informationen über Regionen mit erhöhtem CE-Risiko liefern. ADVICE wird Worst-Case-CEs untersuchen, die besonders extreme sozioökonomische Auswirkungen haben können. Die angemessene Kommunikation von Unsicherheiten in Prognosen ist unerlässlich, um irreführende Risikobewertungen zu vermeiden. Daher wird ADVICE verschiedene zukünftige Klimaentwicklungen abschätzen, einschließlich plausibler Worst-Case-Szenarien. Darüber hinaus werden Methoden zur Reduzierung von Unsicherheiten in CE-Projektionen untersucht. Insgesamt wird ADVICE die wichtigsten Vorteile von SMILEs für die Untersuchung von CEs sowie Informationen über die Fähigkeit von Klimamodellen bei der Darstellung von CEs herausarbeiten, was für Klimawissenschaftler*innen wichtig ist. Angesichts der Notwendigkeit einer multivariaten Perspektive in der Risikobewertung, werden die Ergebnisse von ADVICE zu verbesserten Klimarisikoabschätzungen beitragen, was letztendlich die Entwicklung der Anpassung an den Klimawandel unterstützen wird.

Sonderforschungsbereich (SFB) 1076: Forschungsverbund zum Verständnis der Verknüpfungen zwischen der oberirdischen und unterirdischen Biogeosphäre, Teilprojekt B 04: Modellierung der hydrologischen und biogeochemischen Dynamik in der Critical Zone

In diesem Projekt werden wir das hydrologische Modell des Hainich CZE aus der ersten Förder-Phase in ein voll-gekoppeltes hydro-biogeochemisches Multiskalenmodell erweitern. Im Einzelnen werden durch Isotopenmessdaten validierte Simulationen der Abflussgenerierung des Hainich CZE mit der Simulation der mikrobiellen Gemeinschaften gegenüber den Extremereignissen verknüpfen. Dadurch wird eine Beschreibung der chemische Abflussgenerierung des Hainich CZE ermöglicht sowie die zentrale Fragestellung des AquaDiva Projektes, wie sich Oberflächensignale (Eintrag von Wasser und bioreaktiven Stoffen) im Untergrund ausbreiten und durch diesen gefiltert werden, untersucht.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1294: Bereich Infrastruktur - Atmospheric and Earth system research with the 'High Altitude and Long Range Research Aircraft' (HALO), NAWDEX - North Atlantic Waveguide and Downstream Impact Experiment

The North Atlantic Waveguide and Downstream Impact Experiment (NAWDEX) aims to provide the foundation for future improvements in the prediction of high impact weather events over Europe. The concept for the field experiment emerged from the WMO THORPEX program and contributes to the World Weather Research Program WWRP in general and to the High Impact Weather (HIWeather) project in particular. An international consortium from the US, UK, France, Switzerland and Germany has applied for funding of a multi-aircraft campaign supported by enhanced surface observations, over the North Atlantic and European region. The importance of accurate weather predictions to society is increasing due to increasing vulnerability to high impact weather events, and increasing economic impacts of weather, for example in renewable energy. At the same time numerical weather prediction has undergone a revolution in recent years, with the widespread use of ensemble predictions that attempt to represent forecast uncertainty. This represents a new scientific challenge because error growth and uncertainty are largest in regions influenced by latent heat release or other diabatic processes. These regions are characterized by small-scale structures that are poorly represented by the operational observing system, but are accessible to modern airborne remote-sensing instruments. HALO will play a central role in NAWDEX due to the unique capabilities provided by its long range and advanced instrumentation. With coordinated flights over a period of days, it will be possible to sample the moist inflow of subtropical air into a cyclone, the ascent and outflow of the warm conveyor belt, and the dynamic and thermodynamic properties of the downstream ridge. NAWDEX will use the proven instrument payload from the NARVAL campaign which combines water vapor lidar and cloud radar, supplemented by dropsondes, to allow these regions to be measured with unprecedented detail and precision. HALO operations will be supported by the DLR Falcon aircraft that will be instrumented with wind lidar systems, providing synergetic measurements of dynamical structures. These measurements will allow the first closely targeted evaluation of the quality of the operational observing and analysis systems in these crucial regions for forecast error growth. They will provide detailed knowledge of the physical processes acting in these regions and especially of the mechanisms responsible for rapid error growth in mid-latitude weather systems. This will provide the foundation for a better representation of uncertainty in numerical weather predictions systems, and better (probabilistic) forecasts.

Modell-gestützte Szenarienanalyse zur Optimierung der Pflanzenproduktion für den Klimaschutz, Modell-gestützte Szenarienanalyse zur Optimierung der Pflanzenproduktion für den Klimaschutz

Der menschengemachte Klimawandel bedroht langfristig die Stabilität der Ökosysteme des Planeten, und damit auch die Stabilität der menschlichen Gesellschaft durch Verknappung von Wasser, Nahrung und Lebensraum. Insbesondere die landwirtschaftliche Nahrungsmittelproduktion blickt einer ungewissen Zukunft entgegen und es besteht erheblicher Informationsbedarf hinsichtlich geeigneter Klimaschutzstrategien. Übergeordnetes Ziel des Vorhabens ist die Identifizierung von geeigneten Bewirtschaftungsmaßnahmen und betrieblichen Strategien zur Optimierung der Pflanzenproduktion im Sinne des Klimaschutzes. Das Projekt ModOKlim verfolgt dabei vorrangig folgende wissenschaftliche Ziele: (i) die verlässliche Reproduktion von räumlichen und zeitlichen Mustern der Produktivität landwirtschaftlicher Kulturen in Deutschland über die vergangenen 30 Jahre mit Hilfe von Agrarökosystemmodellen, (ii) die deterministische Projektion der Ertragsaussichten und damit verbundener THG-Emissionen landwirtschaftlicher Kulturen in Deutschland, (iii) die Szenarienanalyse mit Hilfe von biophysikalischen und ökonomischen Modellen zur Beurteilung von Erfolgsaussichten von Klimaschutzstrategien in Richtung von profitablen, klimaangepassten und artenreichen Anbausystemen und (iv) die Integration des aktuellsten Stands der Wissenschaft in Bezug auf die probabilistische Projektion von Extremwetterereignissen in die Projektionen der deterministischen Modelle. Im Rahmen des Arbeitspaketes 1 wird ein neuer Datensatz auf Basis des DWD-Kernensemble (17 Modellläufe aus den Szenarien RCP2.6, RCP4.5 und RCP8.5) erzeugt, der eine Frühjahrstrockenheit entsprechend den Beobachtungen der letzten Jahre enthält. Dieser Datensatz dient als Eingangsgröße aller im Projekt verwendeten Wirkmodelle. Die auf Basis dieser Daten berechnete Bodenfeuchte und weitere agrarmeteorologischen Parameter werden auf das Auftreten von ertragsrelevanten Extremwerten für verschiedene landwirtschaftliche Kulturen untersucht.

Modell-gestützte Szenarienanalyse zur Optimierung der Pflanzenproduktion für den Klimaschutz, Modell-gestützte Szenarienanalyse zur Optimierung der Pflanzenproduktion für den Klimaschutz

Der menschengemachte Klimawandel bedroht langfristig die Stabilität der Ökosysteme des Planeten, und damit auch die Stabilität der menschlichen Gesellschaft durch Verknappung von Wasser, Nahrung und Lebensraum. Es besteht erheblicher Informationsbedarf hinsichtlich geeigneter Klimaschutzstrategien. Übergeordnetes Ziel des Vorhabens ist die Identifizierung von geeigneten Bewirtschaftungsmaßnahmen und betrieblichen Strategien zur Optimierung der Pflanzenproduktion im Sinne des Klimaschutzes. Das Projekt ModOKlim verfolgt dabei vorrangig folgende wissenschaftliche Ziele: (i) die verlässliche Reproduktion von räumlichen und zeitlichen Mustern der Produktivität landwirtschaftlicher Kulturen in Deutschland über die vergangenen 30 Jahre mit Hilfe von Agrarökosystemmodellen, (ii) die deterministische Projektion der Ertragsaussichten und damit verbundener THG-Emissionen landwirtschaftlicher Kulturen in Deutschland, (iii) die Szenarienanalyse mit Hilfe von biophysikalischen und ökonomischen Modellen zur Beurteilung von Erfolgsaussichten von Klimaschutzstrategien in Richtung von profitablen, klimaangepassten und artenreichen Anbausystemen und (iv) die Integration des aktuellsten Stands der Wissenschaft in Bezug auf die probabilistische Projektion von Extremwetterereignissen in die Projektionen der deterministischen Modelle. Ziel des Arbeitspakets 5 ist die Optimierung der Anbaudiversifizierung unterschiedlicher Kulturen und Sorten für den Klimaschutz unter besonderer Berücksichtigung der Widerstandfähigkeit gegen Extremwetter. Hierzu werden die Zusammenhänge zwischen Wetterereignissen, Erträgen und Klimawirkungen mit Hilfe statistischer Methoden abgebildet und mit Hilfe von landwirtschaftlichen Betriebsmodellen optimale Anbauverhältnisse für verschiedene Standorte und Betriebstypen (z.B. konventionell, ökologisch; Marktfrucht, Milchvieh) unter verschiedenen Klimaszenarien abgeleitet.

Vorausschauende Instandhaltung für Pumpensysteme auf Basis von Federated Learning und Synthese von multiplen Sensordaten, Teilvorhaben: Sensorcharakterisierung: Ankopplung, Datensynthese, Kalibrierung

Bäume als Indikatoren für die urbane Wärmeinsel (BIWi)

Das Projekt 'Bäume als Indikatoren für die urbane Wärmeinsel (BIWi)' ist eine Vorstudie, in der an 12 stadtökologisch unterschiedlichen Standorten Berlins, der Stadt Deutschlands mit dem größten innerstädtischen Wärmeinseleffekt (urban heat island, UHI), mittels dendroklimatologischer Methoden Chronologien zu verschiedenen Jahrringparametern (Jahrringbreite JRB, Weiserjahrkataloge, holzanatomische Merkmale) erzeugt und analysiert werden. Das Ziel ist es zu untersuchen, mit welcher Güte und Sicherheit welche Wuchsmerkmale auf Einflüsse des UHI-Effektes zurückzuführen sind. Ausgehend von in Dendroklimatologie und Zeitreihenanalytik anerkannten und häufig erfolgreich angewandten Methoden zur Messtechnik, Datenaufbereitung und Datenanalyse soll ein Methodenverbund aus Korrelations-, Regressions-, Hauptkomponenten- und Extremjahranalysen für urbane Räume entwickelt werden, um an verschiedenen Standorten die Wachstumsfaktoren für die im Mittel herrschenden Klimabedingungen, wie auch für extreme Wetterlagen (Trocken- oder Hitzeperioden, Smoglagen) zu bestimmen und zu hierarchisieren. Dazu werden an 12 stadtökologisch unterschiedlichen Standorten an insgesamt ca. 150 Bäumen Chronologien zur Jahrringbreite wie auch Kataloge zu extremen Wuchsreaktionen und holzanatomischen Merkmalen (Frostringe, Dichteschwankungen, u.a.) generiert. Im Vergleich mit Standorten aus dem Berliner Umland werden die Effekte der UHI abschließend von den allgemeinen klimatischen Wachstumsfaktoren getrennt. Insbesondere für diesen Teilschritt ist neben der Analyse spezifischer Stadtbaumarten (Platane, Ahorn, Winterlinde oder ähnlichen) auch die von sogenannten waldbildenden Baumarten wie etwa Eiche, Buche oder Kiefer in der Stadt von Bedeutung, um die gefundenen Stadt-Umland-Diversitäten nicht durch artspezifische Unterschiede zu verwischen. Die in der Vorstudie gewonnenen Ergebnisse werden im Rahmen zweier Masterarbeiten ausgewertet und interpretiert und überdies in einem international anerkannten Fachjournal veröffentlicht. Bisher vorliegende Studien setzen die Dendroklimatologie erfolgreich ein, um das Wachstum urbaner Bäume zu analysieren. Die Innovation des Projektes BIWi beruht auf der erstmaligen Nutzung der Bäume und der dendroklimatologischen Techniken für die Analyse stadtklimatologischer Fragestellungen, insbesondere der räumlichen und zeitlichen Entwicklung der UHI. Im Erfolgsfalle dient diese Vorstudie dazu, in einem größer angelegten Folgeprojekt das übergeordnete Ziel zu verfolgen, ein Verfahren zur Untersuchung der räumlichen Verbreitung und raumzeitlichen Entwicklung von UHIs mit Hilfe dendroökologischer Datensätze zu entwickeln. Perspektivisch kann so dazu beizutragen werden retrospektiv und projektiv Aussagen zur Entwicklung von UHIs vor dem Hintergrund sich ändernder klimatischer, demographischer und städteplanerischer Entwicklungen zu treffen.

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