Wassersicherheit schaffen.
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Wasserressourcen und Umwelt

Vision

Wasser muss auch zukünftig in ausreichender Menge und in der notwendigen Qualität für Mensch und natürliche Umwelt sicher verfügbar sein.

Dafür müssen wir verstehen, wie der Wasserkreislauf auf lokaler, regionaler und globaler Ebene funktioniert. Wir brauchen Wissen darüber, wie sich die Menge und Qualität von Grundwasser und Oberflächengewässern durch natürliche und menschliche Einflüsse verändern, wenn wir Strategien für ein nachhaltiges Wassermanagement entwickeln und in ausgewählten Regionen der Welt umsetzen wollen.


Herausforderung

Wasser ist für das Leben auf unserem Planeten essenziell. Gesellschaft, Wirtschaft und die natürliche Umwelt – terrestrische Ökosysteme – benötigen für eine nachhaltige Entwicklung Süßwasser in ausreichender Menge und Qualität. Klimawandel, Extremereignisse, globales Bevölkerungswachstum und globale Märkte erhöhen direkt und indirekt den Druck auf die natürlichen Wasserressourcen. Die Folgen sind regional ganz unterschiedlich ausgeprägt – sie reichen von extremem Wassermangel über hohe chemische Belastungen bis hin zu neuartigen Mikroverunreinigungen.

Die UN haben das Thema Wassersicherheit mit dem Nachhaltigkeitsziel „Clean Water and Sanitation“ in ihre Agenda 2030 aufgenommen.

Mit der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie hat die EU deutliche Zeichen für eine nachhaltige Entwicklung von Wasserressourcen gesetzt. Die Vereinten Nationen haben das Thema Wassersicherheit mit dem Nachhaltigkeitsziel „Clean Water and Sanitation“ in ihre Agenda 2030 aufgenommen. Die Verantwortung für die Umsetzung der Ziele tragen Politik, Wirtschaft und Wissenschaft der Industrienationen und Entwicklungsländer gleichermaßen.


Fragestellungen

Doch wie nutzt und verändert der Mensch Grundwasser, Seen und Flüsse? Wie hängen Wasserkreislauf und Ökosysteme zusammen? Unter welchen Bedingungen können sich Gewässer selbst regenerieren? Wann bedarf es technischer Hilfe? Wie lassen sich sozio-ökonomische und klimatische Wandelprozesse, die unsere Wasserressourcen beeinflussen, erfassen?


Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Themenbereichs „Wasserressourcen und Umwelt“ beobachten, erkunden und analysieren den Wasserkreislauf in seinen unterschiedlichen Kompartimenten. Sie wollen zum einen das Wasserdargebot in ausgewählten Einzugsgebieten quantitativ erfassen. Zum anderen wollen sie untersuchen, welche Stoffe aus natürlichen und anthropogenen Quellen auf welchen Pfaden in den Wasserkreislauf gelangen, wie sie entlang der Fließ- und Transportpfade umgesetzt werden und welche Prozesse dominant und für die Gewässerentwicklung entscheidend sind. Sie wollen außerdem die Funktionen aquatischer und terrestrischer Ökosysteme für den Wasser- und Stoffhaushalt und die Sicherung der biologischen Vielfalt qualitativ und quantitativ so erfassen, dass sie mehr als eine reine Zustandsbeschreibung sind.

Für ein effizienteres Wassermanagement suchen sie nach Steuerungsmöglichkeiten, mit denen die Gesamtimmissionen innerhalb sicherer Grenzen optimiert werden können. Es geht also um Stellschrauben, mit denen direkte Einträge – Nährstoffe wie Nitrate und Phosphate oder Gefahrstoffe wie Pestizide –, aber auch indirekte Einträge wie Arzneimittelreste oder Haushaltchemikalien, die über das Abwasser in den Wasserkreislauf gelangen, minimiert werden können. Dabei spielen ökonomische Rahmenbedingungen eine wesentliche Rolle. Dafür konzipieren die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler neue Techniken und Methoden, mit denen aquatische Ökosysteme in besonders verwundbaren Einzugsgebieten im In- und Ausland erkundet, beobachtet und analysiert werden können.


Mit der Water Science Alliance
(www.watersciencealliance.de) hat das UFZ ein Sprachrohr der deutschen Wasserforschungs- Community ins Leben gerufen.


Neue und robuste Modellierungswerkzeuge, reduziert auf eine optimale Komplexität, helfen, Änderungen von Wasser- und Stoffflüssen und damit zusammenhängende ökosystemare Prozesse auf unterschiedlichen Raum- und Zeitskalen auch bei unsicheren oder knappen Datengrundlagen zuverlässig zu beschreiben – zurück- und in die Zukunft blickend. Mithilfe neuer Indikatoren werden Funktionen und Leistungen von Gewässerökosystemen erfasst und beschrieben. Zusammen mit dem Themenbereich „Umwelt- und Biotechnologie“ entwickeln die Forscherinnen und Forscher für spezifische Wasserprobleme Lösungsoptionen und Technologien, um verunreinigtes Oberflächen- und Grundwasser zu sanieren oder Abwasser aufzubereiten – wie etwa in Jordanien, einer der wasserärmsten Regionen der Welt.


Für das aufwendige und umfassende Gewässermonitoring stehen eigens entwickelte Infrastrukturen zur Verfügung. Dazu gehören beispielsweise die Observatorien der Helmholtz- Beobachtungsplattform TERENO im Einzugsgebiet der Bode im Harz, die MOBICOS-Mesokosmen, mobile Labore in Containern, die flexibel an unterschiedlichen Fließgewässern einsetzbar sind, das Forschungsschiff ALBIS, das speziell für die Elbeforschung konzipiert und ausgestattet ist, oder die Laserscanning-Mikroskopie, mit der insbesondere mikrobiologische Prozesse in Gewässern untersucht werden können.

Mit seiner fachlich breiten Expertise in den geohydrologischen Wissenschaften und mit der Integration von ökotoxikologischen sowie sozialwissenschaftlichen Fragestellungen ist es den UFZ - Wissenschaftlerinnen und - Wissenschaftlern in einzigartiger Weise möglich, hydrologische und biogeochemische Wirkungsketten und Rückkopplungen mit anthropogenen Veränderungen kausal und Skalen übergreifend zu erforschen.


Das UFZ hat auf dem Gebiet der Wasserforschung nationale und internationale Netzwerke und Allianzen initiiert. Das Center for Advanced Water Research CAWR (www.ufz.de/cawr/) bündelt die Kompetenzen von UFZ und TU Dresden in Forschung, Lehre und Wissenstransfer zum Thema Wasserforschung.

Mit der Water Science Alliance (www.watersciencealliance.de) hat das UFZ ein Sprachrohr der deutschen Wasserforschungs-Community ins Leben gerufen und sie international sichtbar gemacht.

Das UFZ koordiniert außerdem das European Topic Centre for Inland, Coastal and Marine Waters ETC - ICM (icm.eionet.europa.eu). Damit ist das UFZ ein wichtiger strategischer Partner in einem Netzwerk, das anwendungsorientierte Konzepte für die nationale, europäische und internationale Wasserpolitik entwickelt.

Ob Wasserrahmenrichtlinie oder Zugang zu sauberem Wasser als Menschenrecht – die Umsetzung dieser anspruchsvollen Ziele funktioniert nur mit kontinuierlichem Wissenstransfer. Dafür sind einerseits strategische Partner wie die Europäische Umweltbehörde EEA, das Umweltbundesamt UBA als Behörde des Bundesumweltministeriums oder das Umweltprogramm der Vereinten Nationen UNEP unverzichtbar.

Andererseits spielen Institutionen wie die Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit GIZ oder die German Water Partnership GWP eine wichtige Rolle beim Transfer der Ergebnisse, da nur über eine enge Entwicklungszusammenarbeit sowie Aus- und Weiterbildungen Wissen und Technologien dorthin gelangen, wo sie gebraucht und umgesetzt werden.