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GEWÄSSER

Die europäische Wasserrahmenrichtlinie stellt das wasserwirtschaftliche Handeln mit dem Begriff des Flussgebietsmanagements (FGM) in einen räumlichen Bezugsrahmen, dem hydrologisch definierten Flusseinzugsgebiet. Dabei steht das Wassermanagement vor der Herausforderung, die zahlreichen Einflüsse aus unserer Kulturlandschaft und von Wandelprozessen wie dem Klimawandel und dem demografischen Wandel integral zu erfassen, zu bewerten und die Gewässer in ihren Einzugsgebieten mit dem übergeordneten Ziel des guten ökologischen Zustands nach EG-WRRL zu bewirtschaften. Im Sinne eines umfassenden und integralen Managementansatzes bearbeitet das FiW im Bereich FGM Themen an der Schnittstelle zwischen Integraler Siedlungsentwässerung und Gewässern. Der Bereich arbeitet erfolgreich mit den Kräften eines interdisziplinären und engagierten Teams.

KLIMAWANDEL & WASSERMANAGEMENT

Dürre und extreme Starkregen sind die großen Herausforderungen im Zusammenhang mit dem Klimawandel für Gewässer, Landschaften und Städte. Diese beiden Extremereignisse fordern intelligente Lösungen. Im Jahr 2018 kippten Seen um und viele Bauern beklagten schmerzhafte Ernteeinbußen. Durch den zweiten Dürresommer in Folge im Jahr 2019 vielen selbst robust geglaubte ausgewachsene Buchen und andere Laubbäume der andauernden Trockenheit und der fehlenden Wiederauffüllung von Grundwasserspeichern zum Opfer.

Noch schneller als zunächst vorhergesagt sind Lösungen zur Anpassung an die Folgen des Klimawandels gefragt. Wer bekommt das Wasser, wenn es knapp wird? Sind wir gegen verheerende Sturzfluten in unseren Siedlungen vorbereitet? Wie können wir das Bewusstsein für Eigenvorsorge und gemeinwohlorientiertes Handeln in Stresssituationen stärken?

DIGITALISIERUNG, MODELLIERUNG & KÜNSTLICHE INTELLIGENZ

Die Wasserwirtschaft folgt dem Ziel eines insgesamt nachhaltigen und resilienten Umgangs mit Wasser. In diesem Zusammenhang arbeitet das FiW mit an Lösungen für eine weitergehende Digitalisierung in der Wasserwirtschaft. Die Erhöhung der Datendichte durch die Aufnahme möglichst zahlreicher, relevanter und hochaufgelöster Daten ist die Grundlage für das notwendige System- und Prozessverständnis. Hierbei geschieht die Verarbeitung von wasserwirtschaftlichen Daten wesentlich über Geo-Informationssysteme (GIS). Diese sind in der Lage, große Datenmengen (Big Data) als verwertbare räumliche Informationen verfügbar zu machen – wesentliche Voraussetzung für komplexe Modellierungen und Einspeisung in Anwendungen auf Basis von neuen Analysemethoden der sogenannten Künstlichen Intelligenz wie Neuronale Netze und Deep Learning-Verfahren.

Das FiW setzt GIS-Werkzeuge und Modelle selbstverständlich in einer Vielzahl von Projekten ein. Dabei werden sowohl Geobasisdaten erfasst und in Wert gesetzt, um die Grundlage für Big Data-Analysen zu legen, als auch komplexe Modelle eingesetzt, um die Informationsdichte von Systemen zu erhöhen und Planungsprozesse sowie Optimierungen möglich zu machen. Im Modellierungsumfeld beschäftigt sich das Team mit der hydrologischen, hydrodynamischen und der gekoppelten Modellierung, um unterschiedliche Überflutungs-, Hochwasser- und Dürreszenarien zu untersuchen und angepasste Maßnahmen zu definieren. In aktuellen Forschungs- und Entwicklungsvorhaben nutzen wir neue Methoden aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz und des maschinellen Lernens, um neue Erkenntnisse aus großen Datenmengen zu gewinnen und neue Daten zu erzeugen. Zur Wissensvermittlung und zielgruppenspezifischen Kommunikation setzen wir neue und innovative Methoden und Medien wie Virtual und Augmented Reality sowie 3D Druck und WebGIS ein.

TECHNIK- & METHODENENTWICKLUNG BIS IN GRENZBEREICHE

Die Erfassung von Geobasisdaten geht mit Messungen im Einzugsgebiet und an den Gewässern einher. Dazu entwickelt das FiW gemeinsam mit Partner-Unternehmen Messgeräte und innovative Methoden, die ein wirtschaftliches und zuverlässiges Monitoring ermöglichen.

SPURENSTOFFE

Im Fachbereich bieten wir Beratungsleistungen zur Bewertung des Eintrags, Verhaltens, Verbleibs und zur Elimination von Schadstoffen an. Wir entwickeln Strategien für einen nachhaltigen Gewässerschutz und unterstützen Kunden bei Monitoringkonzepten und Maßnahmenplanung entlang des gesamten Wasserkreislaufes, um die Trinkwassergewinnung auch in Zukunft mit naturnahen Aufbereitungsverfahren sicherstellen zu können. Untersuchungsschwerpunkte sind derzeit organische Spurenstoffe, Nitrat und Versalzung.

GRUNDWASSER

Grundwasser ist für die Trinkwassergewinnung in vielen Ländern die wichtigste Wasserressource. Eine vorausschauende Grundwasserbewirtschaftung ist wegen der oft langen Verweilzeiten im Untergrund stärker noch als in anderen Fachbereichen von integrierten Prognosen, Steuerungs- und Entscheidungswerkzeugen (Wasserwirtschaft 4.0) abhängig, um die Auswirkungen heutiger Entscheidungen auf die zukünftige Grundwasserquantität und -qualität abschätzen zu können.

Weltweit steht die Grundwasserbewirtschaftung vor gewaltigen Herausforderungen. Angesichts dramatisch fallender Grundwasserspiegel, Grundwasserverschmutzung und Salzwasserintrusion suchen wir nach Lösungsansätzen u. a. in der Grundwasseranreicherung (Managed Aquifer Recharge) und der Wasserwiederverwendung.

Ansprechpartner

Dr. sc. Dipl.-Ing. Frank-Andreas Weber
Wassergütewirtschaft & nachhaltige Entwicklung
+49 (0) 241 80 2 68 25 / E-Mail

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