Im Fokus | März 2023
Wasserversorgung klimasicher machen
Nationale Wasserstrategie
UFZ: Pressemitteilungen, Standpunkte, Links und Expert:innen
UFZ-Experten
Die Nationale Wasserstrategie
Das Bundeskabinett hat am 15. März 2023 die Nationale Wasserstrategie verabschiedet. Angesichts der spürbaren Folgen der Klimakrise soll damit die Wasserwende eingeläutet und die Transformation in der Wasserwirtschaft beschleunigt werden. Mit der Strategie will die Bundesregierung die natürlichen Wasserreserven Deutschlands sichern, Vorsorge gegen Wasserknappheit leisten, Nutzungskonflikten vorbeugen, den Sanierungsstau in der Wasserinfrastruktur angehen sowie den Zustand der Gewässer und die Wasserqualität verbessern. Mit den 78 Maßnahmenvorschlägen des zugehörigen Aktionsprogramms nimmt die Bundesregierung sich und alle beteiligten Akteure in die Pflicht, bis 2050 für einen nachhaltigen Umgang mit Wasser zu sorgen.
Quelle: Pressemitteillung des BMUV, 15. März 2023
Wasserstrategie Langfassung PDF
Wasserstrategie Kurzfassung PDF
Hintergründe zur Nationalen Wasserstrategie
Welche Bedeutung hat die Nationale Wasserstrategie?
Kurzstatement von Dr. Karsten Rinke, Leiter des UFZ-Departments Seenforschung
Wie wir in Zukunft mit Wasser umgehen
Ein UFZ-Forschungsspaziergang (März 2023)
Der 3. Forschungsspaziergang hat Klaus Russell-Wells in den Harz geführt. Zusammen mit UFZ-Forschenden ist er dem Weg des Wassers gefolgt, um herauszufinden, wie es um die Ressource Wasser bestellt ist und was zu tun ist, sie nachhaltiger zu managen, zu schützen und zu schätzen.
Statements zum Weltwassertag am 22. März 2023:
"Wird Deutschland auch künftig genug zu trinken haben?"
Prof. Dr. Ralf Merz, Hydrologe am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)
„In Zukunft müssen wir unsere Umwelt genau umgekehrt gestalten: das Wasser muss wieder lange in der Landschaft bleiben.“
Bei gutem Management und vernünftigem Umgang mit unseren Trinkwasserressourcen werden wir auch in Zukunft in Deutschland genug Trinkwasser haben. Aber auch jenseits der Trinkwasserversorgung wird die auf uns zukommende Wasserkrise unser aller Leben massiv beeinflussen – wenn wir nicht schnell und entschieden handeln. Jeder Deutsche verbraucht ungefähr 130 Liter Trinkwasser pro Tag, aber etwa 7000 Liter werden irgendwo auf der Welt zur Herstellung und zum Transport unserer Nahrung, Konsumgüter und Energie verbraucht. Hier müssen wir den Hebel ansetzen. Unseren Durst werden wir löschen können. Was eher fehlen wird, ist Kühlwasser für unsere Kraftwerke oder Wasser, um unsere Felder zu bewässern. Seit Generation gestalten wir unsere Landschaft durch Versiegelungen, Waldverlust, Flussbegradigungen und Drainagen so um, dass der Niederschlag schnell in unseren Flüssen in die Meere abfließt. In Zukunft müssen wir unsere Umwelt genau umgekehrt gestalten: das Wasser muss wieder lange in der Landschaft bleiben.
Prof. Dr. Jan Fleckenstein, Hydrologe am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)
„Wenn wir den lokalen Landschaftswasserhaushalt und unsere Wasserversorgungssysteme intelligent an die Folgen des Klimawandels anpassen, ist die Versorgung mit Trinkwasser in hinreichender Quantität und Qualität auch auf längere Sicht sicher.“
Der Klimawandel dynamisiert unseren Wasserkreislauf und Extremereignisse wie Dürren und Hochwasser nehmen zu. Das stellt ganz neue Herausforderungen an eine nachhaltige Nutzung unserer Wasserressourcen. Wenn wir es schaffen, durch konkrete Maßnahmen, die auf soliden wissenschaftlichen Erkenntnisse beruhen, den lokalen Landschaftswasserhaushalt und unsere Wasserversorgungssysteme intelligent an diese neuen Bedingungen anzupassen, haben wir gute Chancen, die Versorgung mit Trinkwasser in hinreichender Quantität und Qualität auch auf längere Sicht zu sichern. Für diese gesamtgesellschaftliche Aufgabe haben wir jedoch nicht unbegrenzt Zeit. Und wir benötigen politische Entscheidungsträger, die vor den damit verbundenen Kosten und Investitionen nicht zurückschrecken. Die neue Nationale Wasserstrategie bietet vielleicht eine erste Richtschnur, um diese Aufgabe anzugehen und zu meistern.
Prof. Dr. Markus Weitere, Gewässerökologe am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)
„Gut, dass die „Stärkung und Wiederherstellung des naturnahen Wasserhaushalts“ sowie „Sauberes Wasser in allen Flüssen und Seen“ als wichtige Handlungsfelder der Nationalen Wasserstrategie erkannt wurden!“
Ja, selbstverständlich werden wir in Zukunft genug zu trinken haben! Wir haben die technischen und logistischen Möglichkeiten dazu. Aber werden wir weiterhin so preiswertes Wasser haben wie heute? Wir zahlen gerade mal um die vier Euro für 1.000 Liter Wasser – Reinigung des Abwassers inbegriffen. Günstiges Wasser ist Schmiermittel für unsere Industrie. Und es trägt zum sozialen Frieden bei – sorgloses Duschen und das Befüllen des Planschbeckens dürfen keine Privilegien der Wohlhabenden sein. Der günstige Preis ist nur möglich, weil wir bereits hochwertiges Rohwasser von den Ökosystemen geschenkt bekommen – die Bereitstellung ist eine „Ökosystemleistung“. Aber genau diese Ökosysteme stehen unter Druck – Nitrat im Grundwasser, Chemikalien im Oberflächenwasser, zu wenig Lebensraum für die wichtigen Organismen. Und nun kommt noch der Klimawandel dazu. Gut, dass die „Stärkung und Wiederherstellung des naturnahen Wasserhaushalts“ sowie „Sauberes Wasser in allen Flüssen und Seen“ als wichtige Handlungsfelder der Nationalen Wasserstrategie erkannt wurden!
UFZ: Pressemitteilungen, Standpunkte, Links und Expert:innen
In den vergangenen 20 Jahren war Mitteleuropa häufig von sommerlichen Hitze- und Dürreperioden betroffen. Vor allem 2018, 2019, 2020 und 2022 erwiesen sich als extreme Hitze- und Dürrejahre, die zu Niedrigwasser, ausgetrockneten Böden und fallenden Grundwasserständen führten (siehe UFZ-Dürremonitor). Laut Klimafolgenreport des IPCC werden künftig Extremwetterlagen wie Starkniederschläge, Hitzeperioden und Dürren in vielen Regionen Europas und Deutschlands häufiger und länger auftreten als früher – mit der Konsequenz, dass der Wasserbedarf steigt.
Die deutsche Politik hat auf diese Herausforderungen reagiert, 2018 einen nationalen Wasserdialog mit mehr als 200 relevanten Stakeholdern einberufen, an dem auch Wissenschaftler des UFZ beteiligt waren. Daraus ist der Entwurf der Nationalen Wasserstrategie entstanden, der im Juni 2021 durch die damalige Bundesumweltministerin der Öffentlichkeit vorgestellt wurde und die nun – am 15. März 2023 – im Kabinett der Bundesregierung diskutiert und beschlossen wurde. Darin wird klar kommuniziert, dass es in Bezug auf die Nutzung unserer Wasserressourcen ein „weiter so“ nicht geben kann, sondern wir grundlegende Veränderungen in unserem Umgang mit Wasser benötigen - hin zu einer nachhaltigen Wasserwirtschaft.
Es reicht also nicht, sich nur über die Wasserentnahme Gedanken zu machen. Vielmehr müssen wir die Bewirtschaftung aller Komponenten des Landschaftswasserhaushaltes in den Blick nehmen, also auch Versickerung, Verdunstung und Abfluss. Wasser, das in früheren Zeiten versickert ist und 20, 30 Jahre im Boden verbracht hat, geht heute zum großen Teil auf die Wasserautobahn, also in Gräben und Flüsse, und ist wenige Tage später in der Nordsee.
Standpunkt „Warum braucht Deutschland eine Wasserstrategie?“ von Prof. Dr. Dietrich Borchardt, Leiter des UFZ-Themenbereichs Wasserressourcen und Umwelt sowie des UFZ-Departments Aquatische Ökosystemanalyse und Management (Juni 2021)Essay „Wassersicherheit bis 2030 – Utopie oder realistisches Ziel?“ von Prof. Dietrich Borchardt, Leiter des UFZ-Themenbereichs Wasserressourcen und Umwelt sowie des UFZ-Departments Aquatische Ökosystemanalyse und Management (2018)
Essay „Fließgewässer neu denken“ von Prof. Markus Weitere, Leiter des UFZ-Departments Fließgewässerökologie
Essay „Wasser – Segen und Fluch für eine zukunftsfähige Quartiersentwicklung“ von Prof. Dr. Roland A. Müller, Leiter des UFZ-Departments Umwelt- und Biotechnologisches Zentrum (2021)
Essay „Wie (un)sicher ist die Zukunft? Smarte Modelle in der Umweltforschung“ von Prof. Dr. Sabine Attinger, Leiterin des UFZ-Themenbereichs Smarte Modelle und Monitoring und des UFZ-Departments Hydrosystemmodellierung (2018)
Der durchschnittliche Niederschlag und die durchschnittlichen Temperaturen werden in Deutschland in den kommenden Jahren (Betrachtungszeitraum bis 2100; sowohl bei Emissionsszenario RCP 2.6 als auch RCP 8.5, dem Weiter-so-Szenario) zunehmen. Diese beiden Trends sind statistisch gut abgesichert. Das gilt ebenso für den Fakt, dass das Mehr an Niederschlag hauptsächlich im Winter fallen wird, sich die Niederschläge in den Sommern dafür leicht verringern werden. In Kombination mit den steigenden Temperaturen bedeutet das aber, dass wir v.a. in den Sommermonaten zunehmend mit Extremereignissen wie Dürren oder Starkregen zu rechnen haben und es temporär/regional zu Wasserknappheit oder eben auch Überflutungen kommen kann.
Dieses Wissen um sich verändernde Niederschläge und Temperaturen ermöglicht es uns zurzeit allerdings noch nicht, zuverlässig die langfristigen Auswirkungen auf unsere Grundwasserleiter und deren Wasserverfügbarkeit abzuschätzen. Beobachtungen des letzten Jahrzehnts zeigen zwar vielerorts fallende Grundwasserstände, doch eine einfache Vorschau auf eine zukünftige Entwicklung erlauben sie nicht.
Die Verlässlichkeit der Aussagen zur künftigen, langfristigen Entwicklung der Grundwasserstände wird nach Meinung der UFZ-Wissenschaftler:innen ganz wesentlich von der Weiterentwicklung von Modellen und Messmethoden und damit einhergehend von der Reduzierung der Unsicherheiten bestimmt werden. Eine neue Generation von Klima-Hydrologie-Modell-Ensembles, so wie sie beispielsweise am UFZ entwickelt und angewendet werden, kann diese Informationen in der benötigten hohen räumlichen Auflösung bereitstellen. Ergänzend dazu befassen sich UFZ-Wissenschaftler:innen in einer strategischen Kooperation mit Wissenschaftler:innen der Universität Potsdam mit der Methode des Cosmic-Ray-Neutron-Sensing (CRNS), die helfen soll, die Grundwasserneubildung im Feldmaßstab besser abzuschätzen.
Der UFZ-Dürremonitor
Der UFZ-Dürremonitor liefert täglich flächendeckende Informationen zum Bodenfeuchtezustand in Deutschland. Grundlage sind Simulationen mit dem am UFZ entwickeltem mesoskaligem hydrologischen Modell mHM.
Trinkwasserqualität leidet unter Klimawandel
Verschwinden die Wälder, hat dies Folgen für die Wasserqualität in Talsperren. Das in Talsperren gespeicherte Wasser sichert unsere Trinkwasserversorgung. Gute Wasserqualität ist dafür wichtig - wird aber durch den Klimawandel stark gefährdet. Ein Forschungsteam des UFZ konnte in einer Modellstudie an der Rappbodetalsperre im Harz zeigen, wie sich der klimabedingte Waldverlust etwa durch Waldbrände im Einzugsgebiet der größten Trinkwassertalsperre Deutschlands auf die Wasserqualität auswirken kann. Solche indirekten Folgen des Klimawandels seien ein stark unterschätztes Problem, mahnen die Wissenschaftler:innen im Fachjournal Water Research an. Gerade für Trinkwassertalsperren ist die Wasserqualität hochrelevant, da die anschließende Aufbereitung im Wasserwerk kontinuierlich hohe Standards erfüllen muss. Pressemitteilung (September 2022)
Ökologische Funktionen von Fließgewässern weltweit stark beeinträchtigt
Landwirtschaft, Habitatverlust oder Abwässer - menschgemachte Stressoren wirken sich negativ auf die biologische Vielfalt in Bächen und Flüssen aus. In welchem Maße dabei auch ihr Vermögen zur Selbstreinigung und andere wichtige Ökosystemleistungen in Mitleidenschaft gezogen werden, darüber weiß man noch sehr wenig. Mit einer im Fachjournal Global Change Biology veröffentlichten Metastudie hat ein internationales Forschungsteam unter Leitung des UFZ den weltweiten Stand der Forschung dazu erfasst - und gibt damit neue Impulse für ein verbessertes Gewässermanagement. Pressemitteilung (Mai 2022)
Neue Dürre-Benchmark für Europa
Das Dürreereignis zwischen 2018 und 2020 war das heftigste seit mehr als 250 Jahren. Es waren Tage, Monate und Jahre, die vielen im Gedächtnis blieben: die Dürreperiode zwischen 2018 und 2020. Einem von Wissenschaftlern des UFZ angeführten internationalen Forscherteam ist es gelungen, die Dimension dieses Ereignisses historisch einzuordnen. Demnach hat sich seit Mitte des 18. Jahrhunderts keine Dürre so großflächig über Europa ausgebreitet und fiel kein Temperaturanstieg während einer Dürreperiode so groß aus. Das macht die Jahre 2018 bis 2020 zum neuen Vergleichsmaßstab für Dürren. Weil diese in Zukunft häufiger auftreten könnten, empfehlen die Wissenschaftler dringend, geeignete, regional angepasste Maßnahmen gegen die Wasserknappheit zu entwickeln und umzusetzen. Pressemitteilung (Mai 2022)
Zwei Extreme zur gleichen Zeit.
Niederschlagstrends entscheiden, wie oft Dürren und Hitzewellen gemeinsam auftreten werden. Langanhaltende Dürren und Hitzewellen haben negative Folgen für Mensch und Umwelt. Treten beide Extremereignisse zur gleichen Zeit auf, können die Auswirkungen zum Beispiel in Form von Waldbränden, Baumschäden und Ernteverlusten noch gravierender ausfallen. Klimaforscher des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) haben nun herausgefunden, dass unter Annahme eines globalen Temperaturanstiegs von zwei Grad im Zuge der Erderwärmung die Häufigkeit dieser gleichzeitig auftretenden Extremereignisse vor allem durch lokale Niederschlagstrends bestimmt wird. Das zu wissen ist wichtig, weil man so die Risikoanpassung an den Klimawandel und die Abschätzung seiner Folgen verbessern kann, schreiben sie in der Fachzeitschrift Nature Climate Change. Pressemitteilung (März 2022).
Herausforderungen einer nationalen Wasserstrategie in Forschung und Umsetzung
Wassersicherheit für Mensch und Natur ist ein Grundpfeiler nachhaltiger Politik. Die Water Science Alliance, in der sich die Gemeinschaft der deutschen Wasserforschung disziplinenübergreifend zusammengeschlossen hat, begrüßt die jüngst vorgestellte Nationale Wasserstrategie des Bundesumweltministeriums, insbesondere ihre Prinzipien der Integration, Vorsorge und Orientierung am natürlichen Wasserhaushalt. Die Umsetzung der Strategie erfordert innovative Konzepte basierend auf wissenschaftlichen Erkenntnissen. Schlüssel zum Erfolg ist dabei ein offener, systematischer Dialog unter Beteiligung aller relevanten Nutzergruppen, der öffentlichen Verwaltung, der Politik und der Wissenschaft. Pressemitteilung/Positionspapier aus der deutschen Wasserforschung (Juni 2021)
Wasserversorgung klimasicher machen
Dürren, Niedrigwasser, Hochwasser - Extremereignisse wie diese nehmen durch die Klimaerwärmung zu und betreffen immer mehr Menschen. Die außergewöhnlichen Dürreperioden der letzten drei Jahre sorgten zum Beispiel in Deutschland für massive Schäden in der Land- und Forstwirtschaft. Regionale Wasserversorger beklagten Trinkwasserknappheit, der Schifffahrtsverkehr wurde auf der mittleren und oberen Elbe wegen Niedrigwasser zeitweise eingestellt und die Energieversorgung etwa bei der Kühlung von Kraftwerken stoßweise eingeschränkt. Um verlässlich zu beschreiben, wie sich die globale Erwärmung auf Dauer und Ausdehnung von Dürren sowie Hoch- und Niedrigwasser auswirkt, haben Wissenschaftler*innen des UFZ innovative Messmethoden mit einer neuen Generation von Umweltmodellen kombiniert. Ein Hintergrundpapier anlässlich einer Pressekonferenz der Harzwasserwerke (Niedersachsen) mit dem UFZ am 10. Mai 2021
Harzer Stausee drohen italienische Wassertemperaturen
Der Klimawandel stellt die Trinkwasserversorgung vor neue Herausforderungen, das zeigen UFZ-Forscher um Dr. Karsten Rinke. Unter Berücksichtigung möglicher Strategien zur Talsperrenbewirtschaftung prognostizieren sie die Auswirkungen des Klimawandels auf die Wassertemperatur und auf die physikalische Struktur, die die Schichtung und die jahreszeitliche Durchmischung des Wasserkörpers steuern (Pressemitteilung, November 2020).
Klimawandel verschärft Dürren in Europa
Die Modelle der UFZ-Forscher haben gezeigt, wie der Klimawandel Dürren in Europa verschärft. Im Vergleich zum Referenzzeitraum 1971 bis 2000 werden sich Dürren von 13 auf 26 Prozent verdoppeln und drei Mal länger dauern – sollte die Erderwärmung um drei Grad Celsius bis zum Jahr 2100 steigen. Gelingt es dagegen, wie im Paris-Abkommen festgehalten, die Erderwärmung auf 1,5 Grad Celsius zu begrenzen, würden sich die unter Dürre leidenden Flächen nur auf 19 Prozent erweitern. Pressemitteilung (April 2018)
Die Zukunft des Wassers
Zurzeit verbraucht jeder Einwohner Deutschlands 120 Liter, also eine Badewanne Wasser pro Tag – und wenn man den gesamten Konsum samt Produktion einbezieht sogar 5.000 Liter. Bis jetzt war das kein Problem – doch in der Klimakrise wird es eins. Beziehungsweise, es ist schon eins. Handfeste Wasserkonflikte könnten die Folge sein. Was tun? Prof. Dietrich Borchardt gibt im Podcast (November 2021) Antworten.
Karsten Rinke et al.: Auswirkungen der Dürreverhältnisse 2018-2020 auf die Grundwasserstände in Mitteldeutschland, WasserWirtschaft, 11/2021
Die Jahre 2018-2020 waren außergewöhnlich trocken! Hiervon waren nicht nur menschliche Nutzungen, wie Land- und Forstwirtschaft oder Wasserversorgung, sondern auch der Naturraum, insbesondere aquatische Ökosysteme, betroffen. Ein besonders stark getroffenes Gebiet ist hierbei der mitteldeutsche Raum, der ohnehin durch geringe Niederschläge und Grundwasserneubildung charakterisiert ist. Im Rahmen der Studie wurden die Pegelstände von über 220 Grundwassermessstellen in Mitteldeutschland untersucht und das historische Ausmaß des Wasserdefizits aufgezeigt (Link).
Andreas Marx et al.: Auswirkungen des Klimawandels auf Wasserbedarf und -dargebot, WasserWirtschaft, 11/2021
Diese Studie nutzt 70 Klima-Wasserhaushaltssimulationen auf der Ein-Kilometer-Skala unter zwei Klimaszenarien für Deutschland. Klimawandel führt zu länger anhaltenden Hitzeperioden, so dass Wasserbedarf und Spitzenwasserabgaben zukünftig steigen werden. Die Grundwasserneubildung nimmt mit zunehmender Erwärmung im Median in Deutschland zu. Während die Veränderungen im Klimaschutzszenario moderat sind und sich zur Mitte des Jahrhunderts stabilisieren, nehmen sowohl Grundwasserneubildung als auch Hitzeindikatoren im Weiter-so-wie-bisher-Szenario bis zum Ende des Jahrhunderts weiter zu (Link).
UmweltPerspektiven „Ressourceneffiziente Stadtquartiere“
Starkregen, Überflutungen, Hitze, Dürre – die Folgen des Klimawandels beeinflussen Deutschlands Städte, doch deren Infrastruktur ist darauf bislang kaum vorbereitet. Wie ein klimaangepasstes Wasser- und Energiemanagement aussehen könnte, daran arbeiten UFZ-Forscher:innen im Co-Design mit Stadt, Investoren, Wirtschaftsunternehmen und weiteren wissenschaftlichen Institutionen. Ihre Vision ist ein ressourceneffizientes Stadtquartier, das in Leipzig in einigen Jahren Realität werden soll.
UmweltPerspektiven „Ressourceneffiziente Stadtquartiere“ (Juni 2021)
UmweltPerspektiven „Durstiges Europa“
Dürren, Niedrigwasser, Hochwasser – Extremereignisse wie diese werden durch die Klimaerwärmung zunehmen. Das galt bislang als gesichert. Unbekannt war aber, wie diese Extreme bei unterschiedlichen Erwärmungsgraden ausfallen und welche Regionen in Europa davon wie stark betroffen sein werden. Wissenschaftler des UFZ haben das modelliert. UmweltPerspektiven „Durstiges Europa“, August 2018
UFZ-Experten
Prof. Dietrich Borchardt, Hydrobiologe, UFZ Magdeburg, Expertise: Wasserressourcen: Qualität, Quantität und Management, politische Prozesse
Link Expert:innen-Datenbank
Prof. Sabine Attinger, Theoretische Physikerin, UFZ Leipzig, Expertise: Umweltsystemmodelle
Prof. Ralf Merz, Hydrologe, UFZ Halle, Expertise: Hydrologische Extremereignisse (Hochwasser, Dürre), Wasserverfügbarkeit
Dr. Karsten Rinke, Gewässerbiologe, UFZ Magdeburg, Expertise: Seen, Wasserressourcen, politische Prozesse
Dr. Andreas Marx, Klimawissenschaftler, UFZ Leipzig, Expertise: Klimafolgen, Wasserhaushalt und Extremereignisse, UFZ-Dürremonitor
Dr. Luis Samaniego, Hydrologe, UFZ Leipzig, Expertise: Hydrologische Modelle, Vorhersagen
Prof. Jan Fleckenstein, Hydrologe, UFZ Leipzig, Expertise: Wasser- und Stoffdynamik in Flusseinzugsgebieten, Grundwasser
Prof. Dr. Markus Weitere, UFZ Magdeburg, Gewässerökologe, Expertise: Fließgewässer, Gewässerökologie
Prof. Dr. Roland A. Müller, Biotechnologe, UFZ Leipzig, Expertise: Biotechnologie, Abwassertechnologie, blau-grüne Infrastrukturen, Schwammstadt
Dr. Christian Siebert, Hydrogeologe, UFZ Halle, Expertise: Grundwasser /