BMBF-Fördermaßnahme Kurzvorstellung der Projekte zur Auftaktkonferenz 12.-13. Sept. 2017, Karlsruhe Globale Analysen und lokale Lösungen für ein ...
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
BMBF-Fördermaßnahme Kurzvorstellung der Projekte zur Auftaktkonferenz 12.–13. Sept. 2017, Karlsruhe Globale Analysen und lokale Lösungen für ein nachhaltiges Wasserressourcen- Management
Inhaltsverzeichnis
5 Die BMBF-Fördermaßnahme GRoW
5 Hintergrund und Ziele
5 Struktur der Fördermaßnahme
IMPRESSUM
6 GRoW Verbundprojekte
Herausgeber:
adelphi research gemeinnützige GmbH
Alt-Moabit 91, 10559 Berlin 7 Geografische Bezüge der GRoW-Verbundprojekte
Geschäftsführer: Alexander Carius, Walter Kahlenborn, Mikael P. Henzler
Sitz: Berlin, AG Charlottenburg HRB 81753; UST ID: DE 813281567 THEMENFELD: GLOBALE WASSERRESSOURCEN
8 ViWA – VirtualWaterValues – Multiskaliges Monitoring globaler Wasserressourcen und Optionen für
Ansprechpartner für die BMBF-Fördermaßannahme
„Globale Ressource Wasser“ (GRoW):
deren effiziente und nachhaltige Nutzung
Beim BMBF: 12 SaWaM – Saisonales Wasserressourcen-Managment in Trockenregionen: Praxistransfer regionalisierter
Dr. Christian Alecke globaler Informationen
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Referat 724 – Ressourcen und Nachhaltigkeit 16 GlobeDrought – ein globalskaliges Werkzeug zur Charakterisierung von Dürren und Quantifizierung
53170 Bonn ihrer Wirkungen auf Wasserressourcen, die Produktivität im Pflanzenbau, den Handel mit Nahrungsmitteln
Email: christian.alecke@bmbf.bund.de sowie den Bedarf an internationaler Nahrungsmittelhilfe
Beim Projektträger:
Dr. Leif Wolf 20 MuDaK-WRM – Multidisziplinäre Datenakquisition als Schlüssel für ein global anwendbares Wasserres-
Projektträger Karlsruhe (PTKA) ourcenmanagement
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
24 MedWater – Nachhaltige Bewirtschaftung politisch und ökonomisch relevanter Wasserressourcen
Hermann-von-Helmholtz-Platz 1
76344 Eggenstein-Leopoldshafen in hydraulisch, klimatisch und ökologisch hoch-dynamischen Festgesteinsgrundwasserleitern des
E-Mail: leif.wolf@kit.edu Mittelmeerraumes
Redaktion: THEMENFELD: GLOBALER WASSERBEDARF
Vernetzungs- und Transfervorhaben der BMBF-Fördermaßnahme 28 InoCottonGRoW – Innovative Impulse zur Verringerung des Wasser-Fußabdrucks der globalen Baumwoll-
„Globale Ressource Wasser“ (GRoW)
Textilindustrie in Richtung UN-Nachhaltigkeitsziele
Annika Kramer, Elsa Semmling und Dr. Sabine Blumstein
adelphi reseach gGmbH 32 WELLE – Wasserfußabdruck für Unternehmen - Lokale Maßnahmen in Globalen Wertschöpfungsketten
Email: GRoWnet@adelphi.de
Tel: +49 (30) 8900068 – 0 36 WANDEL – Wasserressourcen als bedeutende Faktoren der Energiewende auf lokaler und globaler Ebene
Fax: +49 (30) 89 000 68 - 10
THEMENFELD: STEUERUNGSKOMPETENZ IM WASSERSEKTOR
Gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Trust – Trinkwasserversorgung in prosperirenden Wassermangelregionen nachhaltig, gerecht und öko-
Förderkennzeichen: 02WGR1420
40 logisch verträglich – Entwicklung von Lösungs- und Planungswerkzeugen zur Erreichung der nachaltigen
Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt Entwicklungsziele am Beispiel der Region Lima/Peru
bei den Autoren der einzelnen Beiträge.
44 STEER – Erhöhung der Steuerungskompetenz zur Erreichung der Ziele eines integrierten Wassermanagements
Die Broschüre ist nicht für den gewerblichen Vertrieb bestimmt.
48 iWaGSS – Entwicklung und Erprobung eines innovativen Wassergovernancesystems
Erschienen im September 2017 zur Auftaktveranstaltung der
BMBF-Fördermaßnahme GRoW. 52 go-CAM – Implementierung strategischer Entwicklungsziele im Küstenzonenmanagement
Graphisches Konzept und Layout:
Marina Piselli, Studio Grafico
Druck:
Druckhaus Berlin-Mitte
56 Kontaktdaten der Verbundpartner
Foto Titelseite: ©Suriya99/Shutterstock
3
Die BMBF-Fördermaßnahme GRoW
Hintergrund und Ziele Wasser sind lokale und regionale Wasserressourcen und
Wassersysteme heute global vernetzt. Die verschiedenen
Bevölkerungswachstum, Klimawandel und Trinkwasser- Verbundvorhaben forschen daher nicht nur an lokalen und
mangel machen den nachhaltigen Umgang mit der regionalen Lösungen, sondern erarbeiten dazu auch verbes-
Ressource Wasser weltweit zu einer der größten Herausfor- serte globale Informationen und Prognosen zu Wasserres-
derungen des 21. Jahrhunderts. Als Beitrag zur Lösung der sourcen und Wasserbedarf.
entstehenden Konflikte rund um das „blaue Gold“ hat das
BMBF auf Basis der Agenda 2030 die Fördermaßnahme
„Globale Ressource Wasser (GRoW)“ ins Leben gerufen. Struktur der Fördermaßnahme
Im Jahr 2016 wurden die Unsicherheiten im Wassersektor von Das BMBF fördert im Rahmen von GRoW 12 Verbundprojekte
führenden Wirtschaftsvertretern als das größte globale Risiko und ein Vernetzungs- und Transfervorhaben, die sich in dieser
der kommenden 10 Jahre eingestuft. Zwei Drittel der Weltbe- Broschüre vorstellen.
völkerung leben schon heute in Gebieten, in denen sie
mindestens in einem Monat pro Jahr Wasserknappheit erfah- Jedes Verbundprojekt besteht aus mehreren Teilprojekten
ren. Denn die natürlichen Vorräte an sauberem Wasser und Arbeitspaketen, in denen die Verbundpartner aus Wissen-
erschöpfen sich schneller als sie erneuert werden können. schaft, Wirtschaft und Praxis miteinander die Projektaktivitä-
Diese Übernutzung der globalen Wasserressourcen führt zu ten umsetzen und zu den übergeordneten Zielsetzungen der
Konflikten, die nur durch eine effiziente Nutzung gelöst Fördermaßnahme beitragen. Die inhaltlichen Schwerpunkte
werden können, mit der sich die Lebensbedingungen in den der Verbundprojekte können den drei folgenden Themenfel-
betroffenen Regionen verbessern. dern zugeordnet werden:
Die Vereinten Nationen haben der globalen Bedeutung der 1. Globale Wasserressourcen
Ressource Wasser in der Agenda 2030 für Nachhaltige
2. Globaler Wasserbedarf
Entwicklung Rechnung getragen und eigens das Nachhaltig-
keitsziel 6 (SDG 6) formuliert: „Verfügbarkeit und nachhaltige 3. Steuerungskompetenz im Wassersektor
Bewirtschaftung von Wasser und Sanitärversorgung für alle
gewährleisten“. Das SDG 6 sieht vor, dass bis 2030 alle Das Vernetzungs- und Transfervorhaben „GRoWnet“, umge-
Menschen Zugang zu sauberem Trinkwasser bzw. geeigneten setzt von adelphi, begleitet die GRoW Forschungsaktivitäten.
Sanitärsystemen erhalten und wassergebundene Ökosyste- GRoWnet zielt darauf ab, Synergien zwischen den Forschungs-
me gleichzeitig als natürliche Lebensgrundlagen erhalten projekten nutzbar zu machen, die Umsetzung der entwickel-
oder aufgewertet werden. ten Ansätze zu befördern und die Gesamtwirkung der Förder-
maßnahme zu verstärken.
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) leis-
tet mit der Fördermaßnahme „Globale Ressource Wasser Darüber hinaus wird ein Lenkungskreis aus den Verbundkoor-
(GRoW)“ als Teil des BMBF-Rahmenprogramms „Forschung für dinator/innen sowie externen Vertreter/innen aus Wirtschaft
nachhaltige Entwicklung (FONA)“ einen Beitrag zum Erreichen und Praxis eingerichtet, der als Schnittstelle zwischen For-
des SDG 6. Mehr als 90 Institutionen aus Wissenschaft, Wirt- schung und Praxis fungiert und dem direkten Wissensaus-
schaft und Praxis sind in der Maßnahme mit verschiedenen tausch dient. Gemeinsam mit dem Lenkungskreis wird
Verbundprojekten beteiligt und entwickeln neue Ansätze für GRoWnet Empfehlungen erarbeiten, wie die Relevanz der
eine Steigerung der Steuerungskompetenz im Wassersektor. Forschungsprojekte für die Umsetzung der SDGs und für die
Flüsse sollen auch in Zukunft ausreichend Wasser für Kennzeichnend für die Fördermaßnahme ist die Verknüpfung Anwendungspraxis gestärkt werden kann.
Mensch und Natur führen: Beispiel Victoria Falls des von lokalem und globalem Handeln. Denn in Zeiten des welt-
Sambesi an der Grenze zwischen Sambia und Simbabwe; weiten Wirtschaftsaustausches kommen zu den Bedürfnissen
Foto: Vadim Petrakov / Shutterstock der Menschen vor Ort auch die Bedürfnisse der Menschen am
anderen Ende der Welt: Durch den Handel mit virtuellem
4 5
GRoW Verbundprojekte Geographische Bezüge der GRoW-Verbundprojekte
THEMENFELD: MedWater THEMENFELD:
GLOBALE Nachhaltige Bewirtschaftung poli- STEUERUNGSKOMPETENZ
WASSERRESSOURCEN tisch und ökonomisch relevanter IM WASSERSEKTOR FR ANKREICH DEUTSCHL AND MONGOLEI
Wasserressourcen in hydraulisch,
klimatisch und ökologisch hochdyna-
ViWA mischen Festgesteinsgrundwasser- Trust
VirtualWaterValues – Multiskaliges leitern des Mittelmeerraumes Trinkwasserversorgung in prosper- USA POR TUGAL SPANIEN ITALIEN CHINA
Monitoring globaler Wasserressourcen Verbundkoordination: irenden Wassermangelregionen
und Optionen für deren effiziente Prof. Dr. Irina Engelhardt, nachhaltig, gerecht und ökologisch
und nachhaltige Nutzung TU Berlin verträglich – EntwicKlung von
Verbundkoordination: Lösungs- und Planungswerkzeugen
Prof. Dr. Wolfram Mauser, zur Erreichung der nachaltigen
LMU, München THEMENFELD: Entwicklungsziele am Beispiel der
GLOBALE Region Lima/Peru
WASSERBEDARF Verbundkoordination:
SaWaM Christian León,
Saisonales Wasserressourcen- Universität Stuttgart
Management in Trockenregionen: InoCottonGRoW
Praxistransfer regionalisierter globa- Innovative Impulse zur Verringerung
ler Informationen des Wasser-Fußabdrucks der globalen STEER
Verbundkoordination: Baumwoll-Textilindustrie in Richtung Erhöhung der Steuerungskompetenz
Prof. Dr. Harald Kunstmann, UN-Nachhaltigkeitsziele zur Erreichung der Ziele eines
KIT, Garmisch-Partenkirchen Verbundkoordination: integrierten Wassermanagements
Dr. Frank-Andreas Weber, Verbundkoordination:
RWTH Aachen Prof. Dr. Claudia Pahl-Wostl,
GlobeDrought Universität Osnabrück
ein globalskaliges Werkzeug zur
Charakterisierung von Dürren und WELLE
Quantifizierung ihrer Wirkungen auf Wasserfußabdruck für Unternehmen iWaGSS
Wasserressourcen, die Produktivität - Lokale Maßnahmen in Globalen Entwicklung und Erprobung eines
im Pflanzenbau, den Handel mit Nah- Wertschöpfungsketten innovativen Wassergovernance- WESTAFRIKA IR AN
rungsmitteln sowie den Bedarf an Verbundkoordination: systems
internationaler Nahrungsmittelhilfe Prof. Dr. Matthias Finkbeiner, Verbundkoordination:
Verbundkoordination: TU Berlin Prof. Dr. Karl-Ulrich Rudolph,
PD Dr. Stefan Siebert, IEEM gGmbH, Witten
Universität Bonn PALÄSTINENSISCHE
WANDEL PERU MAROKKO SIMBABWE TÜRKEI PAKISTAN GEBIE TE
Wasserressourcen als bedeutende go-CAM
MuDak-WRM Faktoren der Energiewende auf loka- Implementierung strategischer
Multidisziplinäre Datenakquisition als ler und globaler Ebene Entwicklungsziele im Küstenzonen-
Schlüssel für ein global anwendbares Verbundkoordination: management
ECUADOR CHILE BR ASILIEN SÜDAFRIK A SUDAN ISR AEL INDIEN
Wasserressourcenmanagement Prof. Dr. Joseph Alcamo, Verbundkoordination: Prof. Dr.
Verbundkoordination: Universität Kassel Hans Matthias Schöniger, TU
Dr. Ing. Stephan Fuchs, Braunschweig
KIT, Karlsruhe
(Stand: August 2017)
6 7
ViWA
ViWA – Virtualwatervalues – Multiskaliges Monitoring Globa-
ler Wasserresourcen und Optionen für deren Effiziente und
Nachhaltige Nutzung mitteln zu berücksichtigen. ViWA will dazu beitragen dies zu Wirtschaft und Gesellschaft mit den Projektwissenschaftlern
ändern, indem lokale Knappheit und (In-)Effizienz einberech- forciert. Dies erfolgt durch: 1) Co-Design: Projekt-Entwicklung,
net werden und so Hot-Spots identifiziert und Handelsanreize Tool-Entwicklung; 2) Co-Creation: Szenario-Entwicklung und
geschaffen werden können, um diese zu reduzieren. 3) Co-Dissemination: Anwendung, Auswertung, Nutzung.
Kurzfassung:
Kernziel von ViWA ist die Entwicklung innovativer Instrumente Arbeitsschwerpunkte: AP2: Globale Beobachtung und Simulation
zur effizienten und nachhaltigen Nutzung der globalen • Aufbau und Fortschreibung einer globalen Datenbasis der Wasserflüsse, Erträge und Wassernut-
Wasserressourcen in der Landwirtschaft. Über ein hochaufge- für agro-hydrologische Simulationen zungseffizienzen
löstes Monitoring- und Managementsystem auf Basis von Ansprechpartner:
• Anpassung des agro-hydrologischen Simulationsmo-
Satelliten-Fernerkundungsdaten werden aktuelle Wassernut- Prof. Dr. Wolfram Mauser (LMU)
dells PROMET für die Nutzung auf High Performance
zungseffizienzen, Erträge und virtuellen Wasserflüsse der
Computing Infrastrukturen Beteiligte Projektpartner:
wichtigsten gehandelten Agrargüter global und in Pilotregio-
• Aufbereitung und Nutzung der aktuellen Sentinel-2 Zeit- HZG-GERICS, UFZ, VISTA, LRZ
nen simuliert. Die Ergebnisse dienen dazu, mit einem „compu-
table general equilibrium“ (CGE) Modell den Weltagrarhandel serien für 150 globale landwirtschaftliche Testgebiete Kurzbeschreibung:
zu simulieren, die Auswirkungen nachhaltiger Wassernutzung • Ensemble-Simulationsrechnungen mit PROMET und AP 2 umfasst die globale Simulation von Wasserflüssen, dem
ViWA auf die Wohlfahrt wasserarmer und wasserreicher Regionen MODFLOW für globale Wasserflüsse, Ernteerträge und Ertrag und der Wassernutzungseffizienz durch Kombination
mit Szenarien abzubilden und die Vulnerabilität von Landwirt- Wassernutzungseffizienz unter Nutzung von Zeitserien von von satellitengestützter Beobachtung mit Simulationen des
Laufzeit: schaft und Ökosystemen gegenüber Klimavariabilität zu Fernerkundungsdaten und meteorologischer Antriebe hydrologischen Landoberflächenprozessmodells PROMET auf
01.05.2017 – 30.04.2020 bewerten. An identifizierten „Hot-spots“ werden Trade-offs der lokalen (Verifikationsskala), regionalen (Beobachtungsska-
• Wasserbilanzsimulationen in ausgewählten Flussein-
zwischen der Nutzung von Wasserressourcen für wirtschaftli- la) und globalen Skala (Modellskala). Des Weiteren werden
zugsgebieten
Koordinator: che Zwecke und dem Schutz von Ökosystemleistungen Simulationen von Pilotenzugsgebieten (u.a. Donau, Sambesi)
Prof. Dr. Wolfram Mauser • Kopplung der Simulation der virtuellen Wasserflüsse, mit PROMET und MODFLOW sowie eine großskalige Validie-
erfasst und Nachhaltigkeitsszenarien untersucht. ViWA basiert
Lehrstuhl für Geographie und geographische Wassernutzungseffizienzen und landwirtschaftlicher rung mit MhM vorgenommen.
auf einem transdisziplinären Forschungsansatz, bei dem nati-
Fernerkundung, Department für Geographie, Erträge mit dem Angewandten CGE Modell DART-WATER
onale und internationale Stakeholder in einem Co-Design
Fakultät für Geowissenschaften Prozess eingebunden sind. • Modellierung der Wasserknappheit AP3: Gekoppelte Modellierung von realen
Ludwig-Maximilians-Universität München / LMU • Identifikation von Hot- und Cold-Spots der Wassernutzung und virtuellen Wasserflüssen
Tel.: +49 89 2180 – 6674 Relevanz: Ansprechpartnerin:
• Untersuchung von Szenarien für Handelsanreize zur
E-Mail: w.mauser@lmu.de Dr. Ruth Delzeit (IfW)
Eine wachsende Weltbevölkerung lebt mit im Wesentlichen lokalen Steigerung der Wassernutzungseffizienz in der
konstanten und damit zunehmend knappen Wasserressour- Landwirtschaft Beteiligte Projektpartner:
Partnerinstitutionen:
cen. Dabei wird ein Großteil des grünen und blauen Wassers • Bewertung der Nachhaltigkeit der globalen landwirt- LMU, UFZ
· Institut für Weltwirtschaft (Kiel) / IfW
· Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (92-99%) von der Landwirtschaft genutzt. Die globalisierte schaftlichen Wassernutzung Kurzbeschreibung:
Leipzig / UFZ Wirtschaft bewegt daher durch den internationalen Handel • Simulation von natürlicher Variabilität von Wasserflüs- Virtuelle Wasserflüsse stellen das Informationsinstrument dar,
· Leibnitz Universität Hannover / LUH mit Nahrungsmitteln große Mengen an virtuellem Wasser – sen, Ertrag und Wassernutzungseffizienz auf dessen Basis die Nachhaltigkeit und Effizienz der globalen
· Helmholtz-Zentrum Geesthacht / HZG – GERICS dem Wasser, das benötigt wird, um Nahrungsmittel zu produ- Wassernutzung beobachtet und bewertet wird. Die Modellie-
· Bayerische Akademie der Wissenschaften, zieren. Grundsätzlich kann der globale Handel von Nahrungs- Arbeitspakete und Projektstruktur: rung virtueller Wasserflüsse erfolgt in drei Schritten: 1) Weiter-
Leibniz Rechenzentrum (München) / LRZ mitteln regionale Auswirkungen auf die Umwelt mindern, entwicklung und Kalibrierung des CGE-Models DART zu
· VISTA Geoscience Remote Sensing GmbH indem er wassereffiziente und wassernachhaltige Nahrungs- AP1: Stakeholderdialog und Koordination: DART-WATER; 2) Identifikation und Quantifizierung von inter-
(München) / VISTA mittelproduktion fördert. Bisher fehlt jedoch ein globales Co-Design – Co-Production – Co-Dissemination nationalem Handel mit virtuellem Wasser und 3) Modellie-
· FLOW gGmbH Meerbusch / FLOW System, das in der Lage ist die aktuelle nachhaltige und effizi- rung von KnAPpheitsmaßen für regionale Wasserressourcen.
Ansprechpartner:
ente Nutzung der Wasserressourcen auf regionaler und loka-
Prof. Dr. Wolfram Mauser (LMU) AP4: Governance von Wasserressourcen und
Webseite: ler Ebene zu quantifizieren und diese Informationen in die
Modelle von virtuellen Wasserströmen zu integrieren. Damit Beteiligte Projektpartner: SDGs, Hot-Spots nicht-nachhaltiger Wasser-
http://ViWA.geographie-muenchen.de/de/
ist es derzeit nicht möglich, die lokale Knappheit und die (In-) UFZ, HZG-GERICS LRZ, FLOW nutzung
Effizienz, mit der Wasser zur Herstellung von Agrargütern Kurzbeschreibung: Ansprechpartnerin:
verwendet wird, beim internationalen Handel mit Nahrungs- In AP1 wird die Zusammenarbeit der Stakeholder aus Politik, Prof. Dr. Christina von Haaren (LUH)
8 8 9
ViWA
Beteiligte Projektpartner: lungsoptionen für eine zukünftig nachhaltigere Nutzung
LMU, VISTA, IfW der Wasserressourcen systematisch zu untersuchen. Diese Teilprojekte Arbeitsschwerpunkte
Kurzbeschreibung: Arbeitspakte umfassen: 1) Untersuchung der Vulnerabilität
In AP4 werden die realen und virtuellen Wasserflüsse und von Wassernutzung; 2) Simulation von Optionen für ein global Ludwig-Maximilians-Universität München, Lehrstuhl für Geographie Projektkoordination
deren Governance vor dem Hintergrund der wasserbezoge- effizientes und nachhaltiges Wassermanagement und 3) Be- und geographische Fernerkundung, Department für Geographie, Ensemblemodellierung, Szenarien
nen SDGs untersucht. Mit den Daten aus AP2 werden unter wertung der Ergebnisse. Fakultät für Geowissenschaften
Simulation Wasserhaushalt in den Pilot-
Nutzung der von der UN vorgeschlagenen SDG-Indikatoren Prof. Dr. Wolfram Mauser, PD Dr. Tobias Hank, regionen, Szenarien
Zielkonflikte bei der Erreichung der SDGs Ernährungssicher- Dr. Christoph Heinzeller
Assimilation von Satellitendaten in die
heit (SDG 2), Wasser (SDG 6), Bioenergie (SDG 7), Klimaschutz Modellierung
(SDG 13) und Schutz von Ökosystemen (SDG 15) identifiziert Fallstudien:
Identifikation von Hot- und Cold-Spots
und unter Einbeziehung der Stakeholder bewertet. Dies Die Auswahl der Pilot-Einzugsgebiete/-Regionen
erfolgt durch: 1) Nachhaltigkeitsbewertung; 2) Räumliche erfolgt derzeit gemeinsam mit den Projektpart- FLOW gGmbH Meerbusch Planung, Koordination und Durchführung
Identifikation von Hot-Spots und Cold-Spots und 3) Identifika- nern und Stakeholdern. Die Pilot-Einzugsgebiete des Stakeholderprozesses
Stefanie Jörgens, Fritz Barth
tion von institutionellen Hindernissen. werden auf Basis der Kriterien Ausdehnung (104-
107 km²), Wasserkonflikte, Diversität und Daten-
Institut für Weltwirtschaft (IFW) Kiel Entwicklung und Umsetzung von Kopp-
AP5: Entwicklung, Simulation und Analysen grundlage in der ersten Projektphase vorselektiert.
lungsansätzen der Modelle DART-WATER
von Szenarien zu nachhaltiger Wassernut- Die zur Auswahl stehenden Fallstudien umfassen Prof. Dr Gernot Klepper, Dr. Ruth Delzeit
und PROMET
zung die Flusseinzugsgebiete Sambesi, Omo, Donau, Szenarien
Ansprechpartner: Missouri, Fraser, Volta, Weißer Nil, Gelber Fluss,
Prof. Dr. Wolfram Mauser (LMU) Yangtse, Murray-Darling, Oranje sowie Parana. Die
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ Simulation der Wasserbilanzen für ausge-
Einzugsgebiete der Donau und des Sambesi sind Leipzig wählte globale Einzugsgebiete Kopplung
Beteiligte Projektpartner:
bereits gesetzt, eine weitere Testregion vor allem von PROMET und MODFLOW
IfW, LUH, HZG-GERICS Prof. Dr. Sabine Attinger
für die Validierung der Erträge, bildet der Freistaat
Kurzbeschreibung: Sachsen.
AP5 besteht aus drei Unterarbeitspaketen, welche darauf Leibnitz Universität Hannover, Institut für Umwelt- Bewertung der Nachhaltigkeit und Bestim-
planung mung von hot-spots
abzielen die Trade-offs unterschiedlicher realistischer Hand-
Prof. Dr. Christina von Haaren
Helmholtz-Zentrum Geesthacht - Zentrum für Entwicklung und Nutzung downgescaleter
Material- und Küstenforschung, Climate Service Center Germany meteorologischer Inputs
(GERICS)
Prof. Dr. Daniela Jacob, Dr. Andreas Hänsler
Bayerische Akademie der Wissenschaften, Leibniz Supercomputing Parallelisierung von PROMET für einen
Center (LRZ) Einsatz auf SuperMUC,
Prof. Dr. Dieter Kranzlmüller, Dr. Anton Frank Durchführung der Ensemble-Simulationen
am LRZ
Definition von Datenhaltungsstrukturen
VISTA Geoscience Remote Sensing GmbH, München Prozessierung von Fernerkundungsdaten
und Ableitung landwirtschaftlicher und
Dr. Heike Bach
nicht landwirtschaftlicher Umweltparameter
Assimilation von Fernerkundungsdaten in
PROMET als Grundlage für den Aufbau eines
globalen Monitoring-Systems für die Wasser-
nutzungseffizienz
10 11SaWaM
SaWaM – Saisonales Wasserressourcen-Management in
Trockenregionen: Praxistransfer regionalisierter globaler Infor-
mationen nagement eingesetzt werden können. Zudem steht die saiso- WP2 – Globale und regionale Ökosystem-
nale Vorhersage der Wasserverfügbarkeit im Vordergrund. modellierung: Zustandserfassung und
Denn während die Klimaforschung seit vielen Jahren versucht, Funktionalität
Kurzfassung: Aussagen für Klimabedingungen und das langfristige mittlere
Ansprechpartnerin:
Wasserdargebot abzuleiten (z.B. RCP Szenarien bis 2100), ist
Ziel von SaWaM ist die Entwicklung von Methoden und Werk- Dr. Anita Bayer (KIT)
bei der praktischen Steuerung von Stauseen oder in der
zeugen, mit denen regionalisierte globale Informationen Bewässerungslandwirtschaft die Kenntnis der kommenden Beteiligte Projektpartner:
praxisorientiert für das Wasserressourcenmanagement nutz- Saison von weit größerer Bedeutung. GFZ, TUB
bar gemacht werden. Als zentrales Produkt wird in enger Kurzbeschreibung WP2:
Kooperation mit deutschen Wirtschaftspartnern und lokalen In WP2 werden die verfeinerten hydrometeorologischen
Arbeitsschwerpunkte:
Stakeholdern ein Prototyp eines Online-Tools zur Entschei- Daten zur Ökosystemmodellierung genutzt. Hieraus können
dungsunterstützung für das regionale Wassermanagement • Räumliche Verfeinerung der globalen saisonalen Größen wie beispielsweise der Wasserbedarf eines Ökosys-
entwickelt. Der Fokus liegt hierbei auf semi-ariden Zielregio- Vorhersagen und globalen retrospektiven Vorhersagen tems, aber auch Ernteerträge ermittelt werden, die sich insge-
nen, die aufgrund von begrenzter Wasserverfügbarkeit, durch dynamische und statistische Verfahren samt unter dem Begriff Ökosystemleistungen zusammenfas-
SaWaM zunehmender Sedimentation von Stauseen sowie Häufung
und Intensivierung von Dürreperioden auf ein nachhaltiges,
• Ökosystem- und Hydrosystemmodellierung sen lassen. Durch die Berücksichtigung der Unsicherheits-
• Satellitenbasiertes Monitoring von wichtigen spannen aus WP1 sowie unterschiedlich aufgelösten Oberflä-
Laufzeit: effizientes und an regionale Bedürfnisse angepasstes Manage- cheninformationen aus der Satelliten-Erdbeobachtung soll
hydrologischen Kenngrößen in Nahe-Echtzeit
1.3.2017 – 29.2.2020 ment angewiesen sind. So wird SaWaM die Leistungsfähigkeit der Einfluss von Unsicherheiten in Antriebsdaten auf die
der entwickelten Methoden in ausgewählten Einzugsgebie- • Entwicklung und Praxistransfer eines Online-Tools zur
modellierten Größen untersucht werden.
Koordinator: ten im Sudan, Iran, Brasilien, Ecuador und Westafrika untersu- Visualisierung und weitergehenden Analyse der Projek-
Prof. Dr. Harald Kunstmann chen. Durch dieses breite Spektrum an Testregionen wird eine tergebnisse als Entscheidungsunterstützung für das
Wassermanagement WP3 – Regionale Hydrosystemmodellierung
Karlsruher Institut für Technologie / KIT Übertragbarkeit auf weitere Gebiete nach der Projektlaufzeit
und Wassermanagement
Campus Alpin, Institut für Meteorologie und gewährleistet. Der zeitliche Horizont liegt für die wasserwirt-
Klimaforschung / IMK-IFU schaftliche Bemessung auf der Retrospektive (bis zur Gegen- Arbeitspakete (WPs) und Projektstruktur Ansprechpartner:
Abteilung Regionales Klima und Hydrologie wart), und für das operationelle Management auf den Prof. Dr. Axel Bronstert (UP)
Tel.: +49 8821 183 208 kommenden 1-12 Monaten. Dabei kommen Modelle im WP1 – Globale und regionale Hydrometeoro-
Beteiligte Projektpartner:
Email: Harald.Kunstmann@kit.edu Bereich der saisonalen Klimavorhersage, des Wasserhaushalts, logie: Modellsysteme, Regionalisierung und
UFZ, US
des Sedimenteintrags und des Ökosystemzustands zum fernerkundungsgestützte Methoden
Partnerinstitutionen: Kurzbeschreibung WP3:
Einsatz, ergänzt durch satellitengestützte Methoden. Ansprechpartner:
· KIT, IMK-IFU, Abteilung Ökosystem-Atmosphäre- WP3 befasst sich mit der Hydrosystemmodellierung, also der
Dr. Christof Lorenz (KIT)
Interaktionen weiteren hydrologischen Verfeinerung der in WP1 abgeleitet-
Relevanz: Beteiligte Projektpartner:
· Universität Potsdam / UP en Vorhersagen. Im Rahmen einer mehrskaligen Simulations-
Während in ariden Regionen zur Sicherung der Wasserversor- UP, UM, US strategie werden zunächst die hydrologischen Komponenten
· Universität Stuttgart / US
· Univesität Marburg / UM gung vielfach auf Entsalzung von Meerwasser oder die Förde- Kurzbeschreibung WP1: aller Zielregionen mit Hilfe eines hydrologischen Modells ab-
· Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung rung fossilen Grundwassers zurückgegriffen werden muss, In WP1 werden die globalen saisonalen Vorhersagen sowie geschätzt. Zur Informationsdetaillierung und Analyse region-
Leipzig / UFZ kann in semi-ariden Regionen mit nachhaltigem und wissen- retrospektive Vorhersagen von Datenzentren wie dem Europe- aler Hotspots wird ein mesoskaliges Modellsystem adaptiert,
· Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches schaftlich fundiertem Wasserressourcen-Management meist an Centre for Medium-Range Weather Forecast (ECMWF) mit das hydro- und sedimentologische Prozessansätze spezifisch
GeoForschungsZentrum / GFZ viel erreicht werden. Die Abschätzung des aktuell und künftig verschiedenen dynamischen und statistischen Verfahren räum- für semi-aride Bedingungen implementiert hat. Diese mehr-
· Technische Universität Berlin / TUB verfügbaren Wasserdargebots ist hier aber mit besonders lich verfeinert. Durch eine umfassende Validierung soll die Leis- skalige Simulationsstrategie ermöglicht sowohl die flächen-
· Lahmeyer International GmbH (Bad Vilbel) / hohen Unsicherheiten verbunden. Die Notwendigkeit quali- tungsfähigkeit sowohl der globalen, als auch regional verfeiner- deckende Abbildung der zu erwartenden hydrologischen
Lahmeyer tativ hochwertiger Niederschlags- und Wasserressourcen-In- ten Vorhersagen untersucht werden. Im Vordergrund steht Bedingungen mit den saisonalen Vorhersagen als Randbedin-
· Gesellschaft für Angewandte Fernerkundung AG formationen steht dabei im Gegensatz zum beobachteten hierbei natürlich auch die Ableitung von Unsicherheitsspan- gung in großen Regionen, als auch die managementrelevante
(München) / GAF Rückgang von in-situ Messstationen weltweit. Planer und nen, was beispielsweise durch Ensemble-Analysen erfolgt. Des Analyse von Wasser-, Erosions- und Sedimentfragestellungen
Entscheidungsträger hoffen daher verstärkt, dass global Weiteren werden Verfahren entwickelt, um aus Satellitendaten und schließlich die Entwicklung eines anwendungsorienti-
Webseite: www.GRoW-sawam.org verfügbare und regionalisierte Fernerkundungs- und modell- Niederschlag und Abfluss in Nahe-Echtzeit abzuleiten. erten Managementtools für die vorausschauende regionale
basierte Daten in der Zukunft für ein verbessertes Wasserma- Bewirtschaftung der Wasserressourcen.
12 13SaWaM
WP4 – Anwenderdialog und Entwicklung
eines Online-Prototyps zur saisonalen Teilprojekte Arbeitsschwerpunkte
Vorhersage Fallstudien:
Ansprechpartner: Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Meteorologie und
Die Praxistauglichkeit aller Methoden wird in drei
Dipl.-Ing. Berhon Dibrani (Lahmeyer), Klimaforschung
Entwicklungsregionen (Iran, Sudan, Brasilien) im
Dipl.-Ing. Thomas Kukuk (GAF)
Detail getestet. In zwei Perspektivregionen (Ecua-
Beteiligte Projektpartner: dor, Westafrika) werden die generelle Anwendbar- Abteilung Regionales Klima und Hydrologie Projektkoordination & Klimavorhersagen
KIT keit der Verfahren und ausgewählte Teilaspekte Prof. Dr. Harald Kunstmann, Dr. Christof Lorenz
Kurzbeschreibung WP4: evaluiert. Alle fünf Regionen sind durch eine
In WP4 soll die Praxistauglichkeit der erarbeiteten Methoden ausgedehnte Regenzeit geprägt, während das
in fünf ausgewählte Fallstudien untersucht und sichergestellt restliche Jahr über sehr trockene Bedingungen Abteilung Ökosystem-Atmosphäre-Interaktionen Ökosystemzustand und Leistungsindikato-
ren in Abhängigkeit vom Wasserangebot
werden. Dies erfolgt im Rahmen von Workshops und Schu- herrschen. Gerade in solchen semi-ariden Gebie- Prof. Dr. Almut Arneth, Dr. Anita Bayer
lungen mit Konsortialpartnern und regionalen Stakeholdern. ten ist es wichtig, Abschätzungen über die saiso-
Um die saisonalen Informationen den jeweiligen Nutzern zur nal verfügbaren Wasserressourcen zu machen, um Universität Potsdam, Lehrstuhl für Hydrologie und Klimatologie Probabilistische Vorhersagen hydrologischer
Verfügung zu stellen, wird ein Prototyp eines Onlineinforma- Maßnahmen des Wassermanagements besser Extreme & hydro-sedimentologische
Prof. Dr. Axel Bronstert
tionssystems entwickelt. Dieser visualisiert relevante Parame- planen zu können. In allen Gebieten bestehen Ansätze
ter für das regionale Wasserressourcenmanagement und stellt bereits Kontakte zu lokalen Forschungseinrichtun-
die Verlässlichkeit der Informationen dar. gen, Firmen und staatlichen Einrichtungen, was Universität Stuttgart, Geodätisches Institut Echtzeitnahe Ableitung von Abflüssen
sowohl den Austausch von Daten, als auch den und Gesamtwasserspeicher aus aktuellen
Prof. Dr. Nico Sneeuw
Transfer in die Praxis erheblich vereinfacht. Satellitendaten
Universität Marburg, Fachbereich Geographie Echtzeitnahe Ableitung von Niederschlägen
aus aktuellen Satellitendaten
Prof. Dr. Jörg Bendix
Deutsches GeoForschungsZentrum, Sektion Fernerkundung, Räumlich-zeitliche Vegetationsdynamik
Helmholtz-Zentrum Potsdam
Dr. Sigrid Rössner, Dr. Saskia Förster
Helmhotz-Zentrum für Umweltforschungs – UFZ Leipzig, Wasserhaushaltssimulation und saisonale
Department Hydrosystemmodellierung Vorhersage
Prof. Dr. Sabine Attinger, Dr. Luis Samaniego
Technische Universität Berlin, Arbeitsgruppe Ökohydrologie und Vorhersage des pflanzenbenötigten Wassers
Landschaftsbewertung und Geoinformation in der Umweltplanung und des Sedimentationsaufkommens für ein
vorausschauendes Stauseemanagement
Prof. Dr. Eva Paton
Lahmeyer International GmbH Dialog mit Wissenschaft, Partnern und
Stakeholdern / Datenakquise, Datenaufbe-
Berhon Dibrani
reitung und Praxistransfer
Gesellschaft für angewandte Fernerkundung Prototypische Umsetzung des Online-
informationssystems
Thomas Kukuk
Übersicht über die vier SaWaM-Arbeitspakete (WP1-4) und deren Interaktionen; Quelle: SaWaM-Konsortium
14 15Globe Drought
GlobeDrought – Ein globalskaliges Werkzeug zur Charak-
terisierung von Dürren und Quantifizierung ihrer Wirkungen
auf Wasserressourcen, die Produktivität im Pflanzenbau, den über Variablen und Dürreindikatoren hinweg. Insbesondere Modul 1: Analyse von Dürreereignissen,
werden Kausalzusammenhänge bei der Entstehung und Ableitung von Dürrerisiken auf globaler
Handel mit Nahrungsmitteln sowie den Bedarf an internatio- Entwicklung von Dürren und Zusammenhänge zwischen den Skala und Identifizierung zusätzlicher regio-
unterschiedlichen Ausprägungen von Dürren (meteorologi- naler Dürreereignisse
naler Nahrungsmittelhilfe sche, hydrologische und agronomische) sowie sozioökonomi- Ansprechpartnerin:
sche Faktoren bislang unzureichend beschrieben. Diese Lücke Prof. Dr. Petra Döll (GU)
will das Projekt durch die Entwicklung eines integrierten
Beteiligte Projektpartner:
Kurzfassung: Dürreinformationssystems schließen. Mit dem zu entwickeln-
UB-IGG, UB-INRES, UB-ZFL, UNU-EHS
den experimentellen Frühwarnsystem strebt das Projekt
Ziel von GlobeDrought ist die Entwicklung eines web-basier- Kurzbeschreibung:
insbesondere an, die Zeitspanne zwischen satellitengestütz-
ten Informationssystems zur umfassenden Charakterisierung In Modul 1 werden durch die Anwendung zweier globaler
ter Datenerhebung, dem Erkennen des Dürrerisikos und
von Dürreereignissen. Im Rahmen des Projektes soll eine Modelle sowie durch Analyse relevanter globaler Fernerkun-
entsprechenden Gegenmaßnahmen politischer Entschei-
räumlich explizite Beschreibung von Dürrerisiken durch dungsdatensätze Dürreereignisse auf globaler Skala im Zeit-
dungsträger sowie Akteuren der internationalen humanitären
Betrachtung der Komponenten Dürregefahr, Exposition und raum 2003-2015 analysiert, die Verwundbarkeit mittels sozi-
Hilfe zu verkürzen.
Verwundbarkeit erfolgen. Dazu werden die Auswirkungen oökonomischer Indikatoren räumlich explizit abgeschätzt
von Dürren auf Wasserressourcen, die Produktivität im Pflan- und durch Integration dieser Informationen das Dürrerisiko
Arbeitsschwerpunkte:
zenbau, den Handel mit Nahrungsmitteln, und den Bedarf an ermittelt. Basierend auf diesen Erkenntnissen werden in
internationaler Nahrungsmittelhilfe untersucht. Methodisch • Analyse historischer Dürreereignisse sowie Ableitung Zusammenarbeit mit Nutzern und Stakeholdern weitere
strebt das Projekt eine Verknüpfung von satelliten-gestützter von Dürrerisiken auf globaler Skala
GlobeDrought Fernerkundung und der Analyse von Niederschlagsdaten mit • Detaillierte Analyse von Dürreereignissen und Dürrerisi-
ausgeprägte regionale Dürreereignisse für die detaillierten
Untersuchungen in Modul 2 ausgewählt.
hydrologischer Modellierung und Ertragsmodellierung an. ken für ausgewählte Regionen
Laufzeit: Dadurch werden Indikatoren zur Charakterisierung von mete-
1.8.2017 – 31.7.2020 • Analyse von Dürrewirkungen für ausgewählte Regionen Modul 2: Detaillierte Analyse ausgewählter
orologischen, hydrologischen und agronomischen Dürren
sowie auf Handelsflüsse von Nahrungsmitteln regionaler Dürreereignisse
erstellt, die die Quantifizierung von Dürregefahren ermögli-
Koordinator: chen. Die Analyse sozioökonomischer Daten ermöglicht die • Erstellung und Testen des integrierten Dürreinformati- Ansprechpartner:
PD Dr. Stefan Siebert Quantifizierung von Exposition und Verwundbarkeit. Im onssystems Dr. Fabrice Renaud (UNU-EHS)
Universität Bonn, Institut für Nutzpflanzenwissen- Rahmen eines Co-Designprozesses nehmen Nutzer und Beteiligte Projektpartner:
schaften und Ressourcenschutz / UB-INRES Stakeholder Einfluss auf die inhaltliche sowie technische Arbeitspakete (Module) und Projektstruktur UB-IGG, UB-ZFL, GU, UB-INRES
Tel.: +49 228 73 2881 Gestaltung des Dürreinformationssystems. Die im Projekt Modul Z: Projektkoordination, Wissenstrans- Kurzbeschreibung:
Email: s.siebert@uni-bonn.de geplanten globalskaligen Analysen werden durch detaillierte- fer, Zielgruppenbindung, Öffentlichkeitsar- Modul 2 umfasst eine detaillierte Untersuchung ausgewählter
re Analysen für stark von Dürren betroffene Regionen, insbe- beit regionaler Dürreereignisse (ca. 4-6), durch Assimilierung von
Partnerinstitutionen: sondere für die Region des Südlichen Afrika, ergänzt.
Ansprechpartner: Fernerkundungsdaten in prozessbasierte Modelle und
· Universität Bonn, Institut für Geodäsie und
PD Dr. Stefan Siebert (UB-INRES) genaue Analyse der sozioökonomischen Folgen der Dürreer-
Geoinformation / UB-IGG
Relevanz: eignisse. Ein weiterer Schwerpunkt der Aktivitäten liegt auf
· Universität Bonn, Zentrum Für Fernerkundung Beteiligte Projektpartner:
der Validierung der in die Dürreanalysen eingeflossenen
der Landoberfläche / UB-ZFL In Zeiten von Dürren stehen Wasserressourcen in nicht ausrei- UNU-EHS
Ergebnisse auf globaler und regionaler Skala.
· Universität der Vereinten Nationen, Institut für chender Menge zur Verfügung. Wassermangel hat dann oft Kurzbeschreibung:
Umwelt und menschliche Sicherheit (Bonn) / negative Auswirkungen auf die landwirtschaftliche Produkti- Modul Z umfasst die Projektkoordination, die Kommunikation
UNU-EHS Modul 3: Erstellung eines webbasierten
vität und damit verbundenen sozioökonomischen Faktoren - mit relevanten Stakeholdern (Entscheidungsträgern und
· Goethe-Universität Frankfurt am Main / GU Dürreinformationssystems und Evaluierung
wie verringerten Einkommen und Nahrungsmittelknappheit, Nutzern des Informationssystems), den Wissenstransfer sowie
· Remote Sensing Solutions GmbH (Baierbrunn) / seiner Funktionalität
bis hin zu Hungerkatastrophen. Operationelle Dürrefrühwarn- eine adäquate Öffentlichkeitsarbeit über die gesamte Projekt-
RSS systeme versuchen hier anzusetzen, beschränken sich aller- laufzeit hinweg. Darüber hinaus werden der Projektfortschritt, Ansprechpartner:
· Deutsche Welthungerhilfe e.V. Bonn / WHH dings zumeist auf eine Charakterisierung des Ist-Zustands die Organisation regelmäßiger Statusseminare der Projekt- Dr. Jonas Franke (RSS)
oder bieten begrenzte Prognosen für die Dürreentwicklung in partner, die Außendarstellung des Projektverbundes sowie Beteiligte Projektpartner (verantwortlich für einzelne Arbeits-
naher Zukunft, z.B. der nächsten 3-6 Monate. Es fehlt diesen die inhaltliche Vernetzung zwischen den einzelnen Projekt- pakete):
Frühwarnsystemen jedoch weitgehend an einer Integration partnern sichergestellt. UB-IGG, UNU-EHS
16 17GlobeDrought
Kurzbeschreibung:
Zentrales Ziel von Modul 3 ist die Erstellung eines webbasier- Teilprojekte Arbeitsschwerpunkte
Fallstudien:
ten Dürreinformationssystems, das globalskalige Informatio-
nen zu Dürren sowie Informationen zu den untersuchten Eine bereits definierte Zielregion für detaillierte
regionalen Dürreereignissen zur Verfügung stellt. Damit die regionale Analysen ist die Region des Südlichen Universität Bonn Projektkoordination
Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz Ertragsmodellierung
im Projekt für ausgewählte Regionen und Dürreereignisse Afrika. Historische Dürreereignisse lassen sich hier
Auswirkungen agronomischer Dürren
durchgeführten Analysen (Modul 2) von späteren Nutzern für basierend auf Daten des globalen hydrologischen PD Dr. Stefan Siebert
andere Regionen wiederholt werden können, wird eine dafür Modells WaterGAP, GRACE-Schwerefelddaten und
nötige Datenbasis durch Modellläufe des hydrologischen durch zurückliegende Maßnahmen der humanitä- Institut für Geodäsie und Geoinformation Meteorologische Dürren
Modells WaterGAP unter Assimilierung von Gesamtwasser- ren Nothilfe bereits identifizieren. Zudem beste- Datenassimilierung Hydrologie-Modell
Prof. Dr. Jürgen Kusche
speicheränderungen aus GRACE-Schwerefelddaten mit nun hen gute Kontakte der Projektpartner zu Institutio- (regional und global)
globaler Abdeckung geschaffen. Des Weiteren wird die globa- nen in der Zielregion, die eine Implementierung
Zentrum für Fernerkundung der Landoberfläche Fernerkundung
le Datenbank mit sozioökonomischen Dürreindizes erweitert, des Dürreinformationssystems in der Region
Datenassimilierung Ertragsmodell
sodass Zeitreihen für die Indikatoren vorliegen. unterstützen können. Weitere Regionen für Fall- Dr. Olena Dubovyk
studien werden in Zusammenarbeit mit Nutzern
und Stakeholdern in Modul 1 ausgewählt.
Goethe-Universität Frankfurt am Main Hydrologische Modellierung
Institut für Physische Geographie, Abteilung Hydrologie Modellkopplung
Prof. Dr. Petra Döll
Universität der Vereinten Nationen Indikatorbasierte Ermittlung von Dürre-
Institut für Umwelt und menschliche Sicherheit risiken Wissenstransfer
Dr. Fabrice Renaud
Remote Sensing Solutions GmbH Satellitenfernerkundung
Aufbau des Dürreinformationssystems
Dr. Jonas Franke
Deutsche Welthungerhilfe e.V. Validierung der ermittelten Dürrerisiken
Einbindung von Stakeholdern
Dr. Daniel Rupp
Graphische Übersicht der Struktur und Interaktion der Arbeitspakete (Module); Quelle: GlobeDrought Konsortium
18 19MuDak-WRM
MuDak-WRM – Multidisziplinäre Datenakquisition als
Schlüssel für ein global anwendbares Wasserressourcenma-
Arbeitsschwerpunkte:
nagement lich und zeitlich differenzierten Landbedeckung sowie dem
Entwicklungsstadium und der Vitalität der Vegetation. Ziel
• Reduktion der Komplexität der Modellansätze und des
von AP2 ist es daher, in enger Abstimmung mit den anderen
damit verbundenen Datenbedarfs
Arbeitspaketen, ein praxistaugliches und übertragbares Werk-
Kurzfassung: • Ableitung zentraler Parameter zur Beschreibung von zeug zur Simulation und Prognose des Wasserhaushalts
Einzugsgebiets- und Gewässereigenschaften aus welt- bereitzustellen, das mit dem Bewirtschaftungsmodell und
Kernziel von MuDaK-WRM ist die Entwicklung eines möglichst weit verfügbaren fernerkundlichen Datensätzen dem Modell zur Strömungs- und Transportmodellierung
einfachen Modells, mit dem sich die mittel- bis langfristig zu
• Entwicklung von Methoden für ein der Aufgabenstel- gekoppelt wird. Hierfür werden räumlich verteilte LARSIM-
erwartende Veränderung der Wasserqualität in Stauseen
lung angepasstes hocheffizientes on-site Mindest-Moni- Wasserhaushaltsmodelle für die Einzugsgebiete der ausge-
vorhersagen lässt. Zentraler Aspekt ist dabei, die Komplexität
toring wählten Stauseen aufgebaut.
der zugrunde gelegten wissenschaftlichen Ansätze und benö-
tigten Daten für das künftige Modell zu verringern, damit es mit • Entwicklung angepasster Strategien zur Implementie-
rung der Modelle und Maßnahmen gemeinsam mit den AP3: Strömungsmodell, Partikeltransport,
vertretbarem Aufwand und aussagekräftig insbesondere in
zukünftigen (lokalen) Anwendern Gütemodellierung
Regionen mit begrenzter Datenverfügbarkeit anwendbar ist.
Exemplarisch werden im Zuge des Forschungsprojekts die • Entwicklung geeigneter Multiplikationsstrategien Ansprechpartner:
MuDak-WRM Große Dhünntalsperre in Nordrhein-Westfalen und der Passau- Dr.-Ing. Frank Seidel (IWG-WK)
na-Stausee im brasilianischen Bundesstaat Paraná mit ihren Beteiligte Projektpartner: -
Arbeitspakete und Projektstruktur:
Laufzeit: jeweiligen Einzugsgebieten untersucht und Ergebnisse auf Kurzbeschreibung:
1.3.2017 – 29.2.2020 einen dritten Stausee in Brasilien übertragen. Im Projekt werden Mit AP3 wird für die ausgewählten Reservoire ein Sediment-
AP1: Stoffeintragsmodellierung & Gewässer-
wesentliche Eingangs- und Validierungsdaten mit innovativen transportmodell aufgesetzt, welches die relevanten physikali-
Koordinator: gütemodellierung
Fernerkundungstechniken erzeugt. Über ein Echtzeit-Daten- schen Feinsedimentprozesse abbildet. Die Prognosefähigkeit
Dr.-Ing. Stephan Fuchs netzwerk (Sensor Web) haben die Partner des Forschungsver- Ansprechpartner:
des Modells hängt hierbei insbesondere von der Berücksichti-
Karlsruher Institut für Technologie / KIT bunds jederzeit Einblick in den Projektverlauf und können die Dr. Stephan Fuchs (IWG-SWW)
gung der Aggregationsprozesse der aus der hochgradig
Institut für Wasser und Gewässerentwicklung, erhobenen Daten und Ergebnisse unmittelbar nutzen. Beteiligte Projektpartner: - turbulenten Fließgewässerströmung in den Stauraum einge-
Bereich Siedlungswasserwirtschaft und Wasser-
Kurzbeschreibung: tragenen Feinpartikel ab. Ein innovativer Simulationsansatz
gütewirtschaft / IWG-SWW
Relevanz: AP1 hat die Aufgabe, ein übertragbares Bewirtschaftungsmo- soll im Rahmen von AP3 auf Basis von Monitoring-Daten (in
Telefon: +49 721 608- 4 6199
dell für Wassereinzugsgebiete und Oberflächenwasserkörper situ, Fernerkundungsdaten) für Standorte in den Fallstudien
E-Mail: fuchs@iwg.uka.de Stauseen versorgen in vielen Teilen der Erde die Menschen zu erstellen. Dieses Modell ermöglicht es Wassermanagern umfassend validiert und hinsichtlich Abbildung der physikali-
mit Trinkwasser. Doch die Wasserreservoire sind auch Senken und verantwortlichen Regionalplanern, die Wirkungen von schen Prozesse sowie verbesserter Übertragbarkeit weiterent-
Partnerinstitutionen:
für Sedimente, Nähr- und Schadstoffe, die die Wasserqualität Landnutzungsänderungen quantitativ darzustellen, aber wickelt werden.
· KIT, Institut für Wasser und Gewässerentwicklung,
beeinträchtigen. Eine unmittelbare Folge ist Eutrophierung. auch die Bedeutung von Randbedingungen wie dem Klima-
Fachbereich Wasserwirtschaft und Kulturtechnik /
Das starke Wachstum von Algen und Cyanobakterien führt zu wandel evaluieren und vorhersagen zu können. Daraus entwi- AP4: Bodennahe hyperspektrale Gewässer-
IWG-WK
deutlichen Nutzungseinschränkungen, besonders bei der ckeln sie geeignete Managementstrategien oder Entwick- fernerkundung
· KIT, Institut für Photogrammetrie und Fernerkun-
Gewinnung von Trinkwasser. Klimaänderungen verschärfen lungsziele für Wassereinzugsgebiete. Zur Validierung der
dung / IPF Ansprechpartner:
durch eine zunehmende Ungleichverteilung des Wasserdar- Modellergebnisse werde im Zulauf der abgebildeten Reser-
· Universität Koblenz Landau, Institut für Umwelt- Prof. Stefan Hinz (IPF)
gebots den Wasserstress. Gleichzeitig erhöhen die intensivere voire quasi kontinuierlich Langzeitmischproben entnommen,
physik / UL Beteiligte Projektpartner:
Land- und Forstwirtschaft sowie die zunehmende Siedlungs- in Verbindung mit kampagnenbezogenen hochauflösenden
· HYDRON GmbH (Karlsruhe) / HYDRON IWG-SWW
tätigkeit den Nutzungsdruck auf die Wasserressourcen im Messungen.
· 52°North - Initiative for Geospatial Open Source
Einzugsgebiet, was zu Konflikten zwischen unterschiedlichen Kurzbeschreibung:
Software GmbH (Münster) / 52°North
Nutzergruppen und Sektoren führt. Obwohl geeignete AP2: Wasserhaushaltsmodellierung Der seit längerer Zeit erprobte Ansatz der Bestimmung von
· EFTAS GmbH (Münster) / EFTAS
Modelle für das Stauseemanagement zur Verfügung stehen, Wasserqualität mittels bildgebender hyperspektraler Senso-
· Wupperverband (Wuppertal) / Wupperverband Ansprechpartner:
ist deren Anwendung in vielen Regionen der Welt aufgrund ren wird auf bodennahe Plattformen übertragen, um eine
· TRIOS Mess- und Datentechnik GmbH (Rastede) / Dr. Ingo Haag (HYDRON)
des Fehlens von Eingangs- und Validierungsdaten stark limi- flexible, wetterunabhängigere, kostengünstigere und damit
TRIOS Beteiligte Projektpartner: -
tiert. Sie verlieren damit in vielen Fällen den regionalen Bezug innovative Methode zur Gewässerfernerkundung zu entwi-
Webseite: www.Mudak-WRM.kit.edu und die für die Ableitung von Managementstrategien Kurzbeschreibung: ckeln. Aufgrund des geringen Abstands zur Gewässeroberflä-
maßgebliche Modellschärfe. Die Simulation des Wasserhaushalts basiert u.a. auf der räum- che werden atmosphärische Einflüsse verschwindend klein.
20 21MuDak-WRM
Daher können die Messungen auch zur Kalibrierung der Satel- Kurzbeschreibung:
liten- und Flugzeugaufnahmen herangezogen werden. Im Rahmen von AP7 werden Erdbeobachtungsdaten (Remo- Teilprojekte Arbeitsschwerpunkte
te und in situ) zusammengeführt, um Analysen durchzufüh-
AP5: Fernerkundung zum Monitoring der ren. Zu diesem Zweck wird AP7 eng mit den übrigen
Karlsruher Institut für Technologie
Landbedeckungsänderungen Arbeitspaketen zusammenarbeiten, um eine interoperable
Institut für Wasser und Gewässerentwicklung, Bereich Siedlungswass- Projektkoordination
Infrastruktur aufzubauen, welche die notwendigen Datenflüs-
Ansprechpartner: erwirtschaft und Wassergütewirtschaft Flussgebiets-/Wassereinzugsgebietsmodel-
se sicherstellt und die Entwicklung von Anwendungen lierung
Dr. Andreas Müterthies (EFTAS) Dr.-Ing. Stephan Fuchs, Dr. Stephan Hilgert
erleichtert. Grundlage dieser Infrastruktur werden internatio- Nahfeld-Fernerkundung (unter Einsatz von
Beteiligte Projektpartner: - nale Standards (insbesondere ISO, Open Geospatial Consorti- Hyperspektralsensor)
Kurzbeschreibung: um, INSPIRE) sein. Die Arbeitspakete, welche sich mit der Dauermessung der Stoffeintrage
Die quantitative Abschätzung der terrestrischen Stoffaus- Erzeugung von Erdbeobachtungsdaten beschäftigen, werden Bathymetrie und Sedimentvermessung
tragspotenziale soll durch satellitengestützte Aufnahmen der darin unterstützt, diese Daten über interoperable Schnittstel-
Einzugsgebiete der Stauseen entscheidend verbessert len zu veröffentlichen.
Institut für Wasser und Gewässerentwicklung, Fachbereich Wasser- Strömungsmodellierung, Partikeltransport,
werden, indem die Vegetationsbedeckung, -dynamik und
wirtschaft und Kulturtechnik Gütemodellierung
-vitalität von land- und forstwirtschaftlichen Flächen sowie
Dr.-Ing. Frank Seidel
verschiedene Bodencharakteristika durch Satellitenbilddaten
räumlich und zeitlich gut abgebildet werden. Diese Informati- Fallstudien:
on soll als Grundlage für die Stoffaustragsmodellierung Institut für Photogrammetrie und Fernerkundung Bestimmung der Wasserqualität mit bildge-
genutzt werden. Im Projekt werden drei für die Trinkwasserversor- benden Sensoren
Prof. Stefan Hinz / Dr. Andreas Schenk
gung genutzte Stauseen untersucht. Im Zentrum
AP6: In situ-Messungen, Gütemonitoring, steht das Passauna Reservoir - nahe Curitiba in
Universität Koblenz Landau, Institut für Umweltphysik In situ-Messungen, Gütemonitoring, Analy-
Analytik, Wasserqualitätsmesskonzept Brasilien - an dem alle quantitativen Untersuchun- tik, Wasserqualitätsmesskonzept
gen durchgeführt werden und für das die im Prof. Dr. Andreas Lorke
Ansprechpartner:
Vorhaben entstehenden Modellbausteine und
Prof. Dr. Andreas Lorke (UL) HYDRON GmbH Wasserhaushaltsmodellierung
Monitoringkonzepte entwickelt werden. Das
Beteiligte Projektpartner: Passauna Reservoir ist mit seinen Eigenschaften Dr. Ingo Haag-Wanka
TRIOS repräsentativ für einen Großteil der global exis-
Kurzbeschreibung: tenten Stauseen. Um eine möglichst reibungslose 52°North - Initiative for Geospatial Open Source Software GmbH SensorWeb / Schnittstellen Entwicklung für
AP6 umfasst die Erhebung von Messdaten in den eingestau- Umsetzung in Brasilien sicherzustellen, wird mit Datentransfer
Dr. Simon Jirka
ten Wasserkörpern und deren Zuflüssen mit den Zielen: (i) der Großen Dhünntalsperre eine zweite Fallstudie
den vertikalen Partikeltransport in dem dichtegeschichteten in Deutschland untersucht. Dort sollen im hoch-
EFTAS GmbH Auswertung von Satellitenbildinformatio-
Wasserkörper zu erfassen, (ii) die Grundlagen für die prozesso- parametrisierten, ausgezeichnet dokumentierten nen, Aufarbeitung von Sentinel-Daten
Dr. Andreas Müterthies
rientierte Modellierung der güterelevanten Speicher- und und gut zugänglichen Umfeld neue Messmetho-
Transformationsprozesse zu schaffen und (iii) Daten für die den, Modellansätze und Methodenverknüpfun-
Wupperverband Fallstudie Dhünntalsperre
Kalibration und Validierung der Fernerkundungsdaten zur gen getestet und beispielhaft umgesetzt werden.
Karl-Heinz Spies SensorWeb
Verfügung zu stellen. Darüber hinaus werden in dem Durch die Berücksichtigung eines dritten Untersu-
Arbeitspaket Konzepte, Methoden und Sensorsysteme entwi- chungsraumes in Brasilien wird ein bedeutender
ckelt, die im Sensor Web integriert und somit direkt mit den Schritt zur Sicherstellung der weltweiten Anwend- TRIOS Mess- und Datentechnik GmbH Entwicklung von Wasserqualitätssensorik
Fernerkundungsdaten kombiniert werden können. barkeit der Projektergebnisse vollzogen. Am und angepassten Schnittstellen
Karin Munderloh
ebenfalls in Curitiba gelegenen Reservoir Piraqua-
AP7: Sensor Web- und Web Processing-Archi- ra 2 wird in Zusammenarbeit mit lokalen Partnern
tektur die Übertragbarkeit der entwickelten Methoden
getestet.
Ansprechpartner:
Karl-Heinz Spies (Wupperverband), Simon Jirka (52°North)
Beteiligte Projektpartner: -
22 23Sie können auch lesen
