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2022 | Buch

Wasser, Energie und Umwelt

Aktuelle Beiträge aus der Zeitschrift Wasser und Abfall II

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Über dieses Buch

In diesem Band werden unter anderem Handlungsempfehlungen für die Überflutungsvorsorge gegeben, die Hebung des energetischen Potenzials von Abwasser besprochen und Praxisbeispiele zur ökologischen Sanierung oder ökologischen Baubegleitung dargestellt. Er umfasst die kommunale Abwasserbehandlung, Energiegewinnung aus Abwässern, Diskussionstand zu Mikroschadstoffen in Gewässern sowie deren Ökosystemfunktionen und Klimaanpassungsstrategien.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
Kapitel 1. Agenda 21 – Gewässerbewirtschaftung, Kreislaufwirtschaft, Luftreinhaltung und Klimaschutz auf dem Prüfstand

Die Konferenz der Vereinten Nationen für Umwelt und Entwicklung in Rio de Janeiro, an der mehr als 170 Staaten teilnahmen, verabschiedete im Juni 1992 auf dem sogenannten Erdgipfel ein Aktionsprogramm für das 21. Jahrhundert (Agenda 21), das in 40 Kapiteln und auf 300 Seiten nicht allein Umweltschutzfragen, sondern alle Bereiche der Politik umfasste. Damit wurde das globale Ziel verfolgt, im 21. Jahrhundert eine dauerhaft-umweltgerechte Entwicklung sicherzustellen, um den künftigen Generationen Handlungsmöglichkeiten und Ressourcen zu erhalten ( Gallikowski, Claudia; Anforderungen der Agenda 21 an die Abfallwirtschaft, den Bodenschutz und die Wasserwirtschaft; WASSER UND ABFALL, Heft 1–2/1999).

Edgar Freund

Abfallwirtschaft

Frontmatter
Kapitel 2. Ansätze zur Bewertung von Verbrennungskapazitäten für Haushaltsabfälle in Europa

DieWilts, Henning EuropäischeGalinski, Laura Kommission hat sich das ambitionierte Ziel gesetzt, Europa in eine Kreislaufwirtschaft zu verwandeln, in der lineare Wirtschaftsmodelle des „Produzierens-Nutzens-Wegwerfens“ überwunden und Abfälle so weitgehend wie möglich als Ressource genutzt werden sollen ( Europäische Kommission 2015: Closing the Loop: An EU Action Plan for the Circular Economy, Mitteilung der Kommission 2015/0614 final, Brüssel.). Vor diesem Hintergrund stellt sich die grundsätzliche Frage, welche Rolle der Abfallverbrennung in einer solchen Kreislaufwirtschaft (Abb. 2.1) noch zukommen wird bzw. welche Kapazitäten zukünftig benötigt werden.

Henning Wilts, Laura Galinski
Kapitel 3. Abfälle in deutschen Fließgewässern

Die Vermüllung der MeereBreitbarth, Marco und OzeaneUrban, Arnd I. wird seit Längerem in der Wissenschaft und in letzter Zeit auch verstärkt in der Politik und Öffentlichkeit diskutiert. Kunststoffe, welche ca. 70 % der in die Meere und Ozeane eingetragenen Abfälle ausmachen sollen (UBA: Abfälle im Meer – ein gravierendes ökologisches, ökonomisches und ästhetisches Problem, Dessau – Rosslau (2010) 16 S.), haben aufgrund ­ihrer persistenten Eigenschaften und der enthaltenen umweltschädlichen Additive das größte Schadpotenzial unter den marinen Abfällen.

Marco Breitbarth, Arnd I. Urban
Kapitel 4. Abfallwirtschaftsplanung im Spannungsfeld zwischen abfallrechtlichen Vorgaben und kommunaler Selbstverwaltung

Das Hessische Ministerium für Umwelt, Klimaschutz, Landwirtschaft und Forsten hat im Mai 2015 den Abfallwirtschaftsplan Hessen veröffentlicht, der die Entsorgung von Siedlungsabfällen und indus­triellen Abfällen dokumentiert ( Hessisches Ministerium für Umwelt, Klimaschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, Abfallwirtschaftsplan Hessen 2015 – Siedlungsabfälle und Industrielle Abfälle, vom 24.04.2015). Nach meiner 25-jährigen Tätigkeit im Fachgebiet Abfallwirtschaft ist dies guter Anlass, um eine Zwischenbilanz zu ziehen und nach Antworten auf die grundlegenden Fragen zu suchen

Edgar Freund
Kapitel 5. Bürgerengagement gegen die latente Umweltverschmutzung – Umweltkampagne „Sauberhaftes Hessen“ zeigt den Weg

Eine saubere Stadt und Landschaft sind für die meisten Menschen ein wichtiges Stück Lebensqualität, die beeinträchtigt wird, wenn Personen ihren Abfall achtlos auf Straßen oder öffentliche Grünflächen beseitigen. Das Hessische Umweltministerium hat mit der Umweltkampagne „Sauberhaftes Hessen“ das sogenannte „Littering-Problem“ aufgegriffen und die Bevölkerung mit gezielten Informationen und einer Vielzahl von Aktionen zu einem verantwortungsvollen Verhalten im öffentlichen Raum angehalten. Damit unterstützt die Kampagne die Bemühungen zahlreicher hessischer Kommunen in ihrem engagierten Einsatz gegen die latente Umweltverschmutzung.

Martin Lichtl, Nadine Dieter
Kapitel 6. Hafenauffangeinrichtungen für Schiffsabfälle und Ladungsrückstände

FürKraft, Uwe Seeschiffe gilt das Internationale Übereinkommen zur Verhütung der Meeresverschmutzung durch Schiffe (International Convention for the Prevention of MARine POLlution from ships) ( Neufassung BGBl.1996 II S. 399 Anlageband, ergänzt (Anlage VI) BGBL. 2003 II S. 130, zuletzt geändert durch die 25. Verordnung Umweltschutz See (BGBl. 2014 II S. 709)). Es enthält grundsätzliche Verfahrensbestimmungen zur Umsetzung, Ergänzung und Änderung des Übereinkommens. Die technisch relevanten Detailregelungen hinsichtlich des Schutzes der Meeresumwelt gegen Verschmutzung durch die unterschiedlichen Arten von Schiffsabfällen und Ladungsrückständen sind in den sechs Anlagen des Übereinkommens enthalten.

Uwe Kraft
Kapitel 7. Die informelle Abfallwirtschaft in Hyderabad

Während der Feierlichkeiten zu Mahatma Gandhis Geburtstag im Jahr 2014 kündigte­ der indische Premierminister Narendra Modi die „Swacch Bharat“ (Clean India) Mission an. Diese hat das Ziel, in allen indischen Städten und Dörfern globale Sauberkeitsstandards mit einer hundertprozentigen Sammlung aller Abfälle und ­derer professionellen Behandlung zu erreichen. Im Rahmen dieser medienwirksamen Kampagne wurden die Arbeiter der informellen Abfallwirtschaft nicht erwähnt, obwohl sie mit ihrer Arbeit einen wesentlichen Beitrag zur Reinhaltung indischer Städte und zum Umweltschutz leisten. Im Folgenden wird für das südindische Hyderabad mit seinen ungefähr 7 Mio. Einwohnern dargestellt, wie das formale Abfallwirtschaftssystem mit dem informellen Abfallwirtschaftssystem interagiert und von diesem profitiert. Dieser Beitrag wird häufig missachtet

Kilian Christ, Klaus Baier, Rafig Azzam

Ressourcenschutz und Recycling

Frontmatter
Kapitel 8. Altholz in der Kaskadennutzung – eine Bestandsaufnahme für Deutschland

Die stoffliche (Vorab-)Nutzung von Holz besitzt gegenüber der rein energetischen Nutzung deutliche Vorteile in der Wertschöpfung ( S. Gärtner, G. Hienz, H. Keller, M. Müller-­Lindenlauf. Gesamtökologische Bewertung der Kaskadennutzung von Holz: Umweltauswirkungen stofflicher und energetischer Holzsysteme im Vergleich. Heidelberg: ifeu – Institut für Energie und Umweltforschung Heidelberg GmbH, 2013.). Sie leistet auch einen höheren Beitrag zum Klimaschutz, denn Holz, das in langlebigen Produkten verarbeitet ist, speichert längerfristig Kohlenstoff ( S. O. Gärtner, G. Hienz, H. Keller, D. Paulsch, Ökobilanz der kaskadierten Nutzung nachwachsender Rohstoffe am Beispiel Holz – eine Einordnung, uwf 2012, 155–164.). Dieser Artikel geht der Frage nach, wie ­aktuelle Nutzungsformen bei Altholz aussehen und zeigt den Rechtsrahmen für die mehrmalige stoffliche Nutzung von Holz auf.

Grit Ludwig, Erik Gawel, Nadine Pannicke-Prochnow
Kapitel 9. Flugzeuge in der Kreislaufwirtschaft

Flugzeuge sind eine Quelle hochwertiger Komponenten und Werkstoffe, sobald sie zur Entsorgung kommen. Vergleichbar mit Kraftfahrzeugen verfügen sie über hochpreisige Antriebs- und Fahrwerkskomponenten, Strukturbauteile aus Aluminium sowie Titanlegierungen und noch weitere, prinzipiell wiederverwendbare Komponenten. Darüber hinaus haben sie eine relativ hohe Masse und fallen nur an wenigen Stellen und vergleichsweise planbar zur Entsorgung an. Insgesamt stellt sich so – zumindest auf den ersten Blick – ein potenzieller „Business case“ zur Flugzeugentsorgung dar.

Jörg Woidasky, Sebastian Jeanvré
Kapitel 10. Recycling von (Edel)metallen aus Elektroaltgeräten

Die besonderen Eigenschaften von Edel- und Sondermetallen sind ausschlaggebend für die wachsende Funktionalität von High-Tech Produkten, insbesondere auch von elektronischen Geräten. Um immer ausgeklügeltere Funktionen zu erzielen, werden heute in der Elektronik bis zu 60 verschiedene Elemente eingesetzt. In einem komplexen Materialverbund sind neben Kunststoffen, Glas/Keramik, Eisenmetallen und Kupfer auch weitere Basismetalle sowie Edel- und Sondermetalle enthalten.

Christian Hagelüken
Kapitel 11. Gebäude als Minen – Paradigmenwechsel bei Rückbau und Recycling

Im Jahre 2011 ergab eine Befragung der Commerzbank bei 4.000 Unternehmen im Hinblick auf die Rohstoff- und Energieversorgung Deutschlands, dass ganz wesentliche Sorgen bei einem Großteil der Befragten in folgenden Bereichen bestehen.

Peter Kiefhaber
Kapitel 12. PET-Recyclat als Sekundärrohstoff für nachhaltige Verpackungen in der Reinigungsbranche

Mit der Recyclat-Initiative hat das Mainzer Unternehmen Werner & Mertz einen Weg gefunden, PET-Verpackungsabfälle aus dem Gelben Sack sinnvoll zu verwerten. Aus gebrauchten Verpackungsab­fällen werden für Wasch-, Putz- und Rei­nigungsmittel der Marken Frosch (End­verbraucher) und Werner & Mertz Professional (Großkunden) neue Verpackungen erstellt, die zu einem immer höheren Prozentsatz aus Polyethylenterephthalat-Recyclat (rPET) bestehen. Diesen Anteil konsequent substanziell zu steigern und Industrie und Verbraucher zu mehr Nachhaltigkeit zu animieren, ist Ziel der Recyclat-Initiative, an der auch Partner aus Handel, Industrie und Umweltschutz mitwirken.

Birgitta Schenz
Kapitel 13. Rücknahme und Recycling von Elektro- und Elektronikaltgeräten in Rheinland-Pfalz

Die Untersuchung startete mit einer Telefonbefragung, an der sich alle öffentlich-rechtlichen Entsorgungsträger in Rheinland-Pfalz beteiligten. Die Befragung wurde durch Vor-Ort-Analysen bei ausgewählten Teilnehmern ergänzt. Befragt wurden die örE zu den erreichten Sammelmengen, zum Angebot und zur Organisation von Sammelstellen und zum Holsystem sowie zu ihren Erfahrungen mit der Öffentlichkeitsarbeit.

Ralf Brüning, Dirk Grünhoff
Kapitel 14. Schließung von Stoffkreisläufen am Beispiel von HTC-Brennstoffen

Hydrothermale Karbonisierung ahmt die Entstehung von Braunkohle technisch nach. Ein Gemisch aus etwa 20 % biogenen Feststoffen und 80 % Wasser wird in Gegenwart eines Katalysators in einem druckfesten Behälter auf 180 bis 210°C erhitzt. Nach etwa 12 h befindet sich im Reaktor ein braunkohleähnliches Produkt als Schlamm aus feinen Partikeln, der nach Entwässerung und Trocknung als HTC-Kohle vorliegt. Mit dem Verfahren können aus einer Vielzahl von organischen Rest- und Abfallstoffen wertvollere Produkte erzeugt werden. Besonders für feuchte Biomasse mit Wasseranteilen über 50 % und geringen Anteilen an reinen Wertstoffen wie Pflanzenöl, Stärke oder Zucker bietet sich die hydrothermale Karbonisierung an ( C. Glasner, G. Deerberg, H. Lyko, Hydrothermale Carbonisierung: Ein Überblick, Chemie Ingenieur Technik 2011, 1932–1943.).

Grit Ludwig, Erik Gawel, Nadine Pannicke-Prochnow
Kapitel 15. Kreislaufwirtschaft auf dem Bau – Rückführung als qualifizierte RC-Baustoffe für den Hoch- und Tiefbau

Unsere Gesellschaft befindet sich in einem demographischen Übergang, mit der Folge, dass sich u. a. die Bautätigkeit zunehmend in die Ballungsräume und hier in die Städte verlagert. Während in den letzten Jahrzehnten ein starker Zuwachs an Siedlungsflächen zu verzeichnen war, wird auf den politischen Ebenen bis hinunter zu den Kommunen mittlerweile das Ziel verfolgt, den Zuwachs an Siedlungsflächen deutlich zu mindern bzw. auf „0“ zu reduzieren. Schaut man sich die tatsächliche Entwicklung der letzten Jahre an, lässt sich auch ein entsprechender Trend erkennen. Lag der tägliche Zuwachs an Siedlungsflächen im Jahre 2000 noch bei 131 ha/Tag, konnte dies bis zum Jahre 2013 schon auf 71 ha/Tag begrenzt werden.

Florian Knappe
Kapitel 16. Wiederverwendung von Bauteilen – Beitrag für Ressourceneffizienz und Klimaschutz

Der Bausektor in Deutschland ist mit Abstand der Ressourcenintensivste. Jedes Jahr werden mehr als eine halbe Milliarde Tonnen Baurohstoffe eingesetzt. 50 Milliarden Tonnen Material sind bereits in Gebäuden und Bauwerken verbaut ( www.umweltbundesamt.de/daten/abfall - kreislaufwirtschaft/entsorgung-verwertung- ausgewaehlter-abfallarten/bauabfaelle). Der Handlungsbedarf zur notwendigen Schonung der natürlichen Ressourcen einerseits und die Sicherung der Rohstoffversorgung andererseits und damit eine ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft sind in den letzten Jahren immer stärker in den Mittelpunkt gerückt.

Ute Dechantsreiter, Peter Horst
Kapitel 17. Einsatz von REA-Gips und Recyclinggips – ein Beitrag zur Ressourceneffizienz

Vor dem Hintergrund der zunehmend knapper werdenden Rohstoffe spielt das Thema Ressourceneffizienz sowohl auf ­europäischer als auch auf deutscher Ebene­ eine immer wichtigere Rolle. Die Schonung von Rohstoffressourcen durch Re­cycling von Abfällen und Herstellung ­sekundärer Rohstoffe nimmt dabei eine wesentliche Rolle ein. So wird in dem in Überarbeitung befindlichen deutschen Ressourceneffizienzprogramm (ProgRess) ( Deutsches Ressourceneffizienzprogramm (ProgRess), Beschluss des Bundeskabinetts vom 29.02.2012) ausgeführt, dass das Baugewerbe einen wegen seiner großen Massenströme zen­tralen Sektor bei der Ressourceneffizienz darstellt.

Jörg Demmich
Kapitel 18. Entwässerung von Elbsedimenten – Ein Beispiel für nachhaltigen Ressourcen­einsatz

Im Hamburger Hafen lagern sich aufgrund der verlangsamten Fließgeschwindigkeit im Hafenbereich fortlaufend suspendierte Feststoffe ab. Die feinen Partikel gelangen überwiegend über die Elbe in den Hafenbereich, während die gröberen Partikel durch die Tide der Nordsee stromaufwärts eingetragen werden.

Michael Sievers, Michael Niedermeiser, Ulrich Döring, Karsten Lehmann, Lars Schmid-Bonde
Kapitel 19. Energie aus der Biotonne Bioabfallverwertung im Kreis Coesfeld

HintergrundDornbusch, Heinrich und gleichzeitigBölte, Stefan auch Voraussetzung für das Bioabfallverwertungsprojekt ist das traditionell überdurchschnittlich hohe Sammelaufkommen von Bio- und Grünabfällen im Kreis Coesfeld. Bereits seit den 1980er-Jahren – und damit 35 Jahre bevor in Deutschland 2015 die Sortierpflicht eingeführt wurde – werden sie flächendeckend erfasst. Die braune Biotonne ist fester Bestandteil der Abfallwirtschaft. Jeder Einwohner entsorgt durchschnittlich etwa 170 kg Bioabfall und 38 kg Grünabfall im Jahr.

Heinrich Dornbusch, Stefan Bölte

Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie

Frontmatter
Kapitel 20. Maßnahmenkatalog verknüpft Ziele der Wasserrahmenrichtlinie, des Hochwasserrisikomanagements und des Meeresschutzes

Zur VerbesserungRieth, Kristina des ZustandsGade, Rudolf europäischerSocher, Martin Gewässer bzw. zur Erhaltung des guten Zustands/des guten Potenzials von Gewässern, fordert die EU-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) für alle europäischen Flussgebiete die Erstellung von Bewirtschaftungsplänen und Maßnahmenprogrammen. Zur Harmonisierung der Maßnahmenprogramme der Länder beschloss die Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) im Jahr 2008 die Erarbeitung eines bundesweit einheitlichen Maßnahmenkatalogs für die Aufstellung der Maßnahmenprogramme bzw.

Kristina Rieth, Rudolf Gade, Martin Socher
Kapitel 21. Synergien bei der Umsetzung von WRRL und FFH Richtlinie

Das Ziel der Richtlinie 92/43/EWG des ­europäischen Parlaments und des Rates vom 21. Mai 1992 zur Erhaltung der natürlichen Lebensräume sowie der wild­lebenden Tiere und Pflanzen (Flora–Fauna-Habitat-Richtlinie; FFH-RL) ist die Bewahrung oder Erreichung günstiger ­Erhaltungszustände der nach ihr zu schützenden Lebensraumtypen und Arten. ­Darunter fallen auch Lebensraumtypen und Arten der Oberflächengewässer. Für die nach ( Richtlinie 2009/147/EG des Europäischen ­Parlaments und des Rates vom 30. November 2009 über die Erhaltung der wildlebenden ­Vogelarten, Abl. L 20/7 vom 26.01.2010.)/147/EG geschützten europäischen Vogelarten gilt dies sinngemäß.

Gabriele Fillbrandt, Martin Marburger, Peter Stühlinger, Christian Seidel
Kapitel 22. Schwellenwerte und biologische Indikatoren für physikalisch-chemische Parameter in Fließgewässern

Bei der Bewertung des ökologischen Zustands von Oberflächenwasserkörpern sind auch allgemeine physikalisch-chemische Komponenten heranzuziehen. Für einige Komponenten wurden hierzu Schwellen­werte festgelegt sowie auch Präferenz- bzw. Toleranzspektren der biologischen Qualitäts­komponenten Makrozoobenthos und Diatomeen abgeleitet und Indikationsverfahren entwickelt. Damit wurde die Grundlage für ein Instrumentarium zur Identifikation der spezifischen Einflüsse der Kompo­nenten auf die Habitatqualität der aquatischen Lebensgemeinschaften erarbeitet.

Andreas Müller, Martin Halle, Eva Bellack
Kapitel 23. Evaluierung von Nährstoffbilanzmodellen für die zukünftige Flussgebietsbewirtschaftung

Im Rahmen der UmsetzungRode, Michael der WasserrahmenrichtlinieVölker, Jeanette (WRRL) ist es erforderlich, die Nährstoffbelastung von Grund- und Oberflächengewässern für größere EinzugsgebieteGrau, Thomas zu quantifizierenBorchardt, Dietrich. HierbeiTrepel, Michael ist eine AbschätzungOllesch, Gregor der Belastung hinsichtlich der wichtigsten Eintragspfade aus diffusen und punktuellen Quellen erforderlich. Darüber hinaus sind die Wechselwirkungen zwischen Bodennutzungsstrukturen und der Nährstoffbelastung der Gewässer zu analysieren, um hierauf aufbauend Maßnahmen zur Reduzierung schädlicher Nährstoffbelastungen abzuleiten.

Michael Rode, Jeanette Völker, Thomas Grau, Dietrich Borchardt, Michael Trepel, Gregor Ollesch
Kapitel 24. Empfehlungen für die Nährstoffbilanzmodellierung im Rahmen der Flussgebietsbewirtschaftung

Für einen effizienten Mitteleinsatz im Gewässerschutz für die Zielerreichung gemäß der Wasserrahmenrichtlinie ist es zwingend erforderlich, die Nährstoffbelastung der Oberflächengewässer und des Grundwassers mit hinreichender räumlicher und zeitlicher Auflösung für größere Einzugsgebiete zu quantifizieren. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die derzeit verwendeten Modelle vor allem aufgrund einer vereinfachten Abbildung der hydrologischen Prozesse Defizite aufweisen. Langfristige Vorhersagen und Szenarioanalysen zu Auswirkungen von Bewirtschaftungsmaßnahmen auf die Nährstoffbelastung erscheinen nur eingeschränkt möglich.

Michael Rode, Jeanette Völker, Thomas Grau, Dietrich Borchardt, Michael Trepel, Gregor Ollesch
Kapitel 25. Konzentrieren und Kümmern – die Gewässerallianz Niedersachsen

Mit dem 22. Dezember 2015 endete die erste Bewirtschaftungs­periode gemäß Wasserrahmenrichtlinie (WRRL), die einen guten ökologischen Zustand der Fließgewässer verlangt. Bislang erreichen trotz vielfältiger Bemühungen lediglich 2 % der niedersächsischen Berichtsgewässer die strengen Umweltziele. 27 % der Wasserkörper sind in Niedersachsen in mäßigem, 68 % aber in unbefriedigendem oder in schlechtem ökologischen Zustand/Potenzial (Stand 2015).

Niels Bardowicks, Sascha Nickel, Katharina Pinz, Rudolf Gade
Kapitel 26. Das Maßnahmenkonzept Müggelsee/Müggelspree

Die EG-WRRL hat zum Ziel, Wasser und Gewässer für die zukünftigen Generationen zu schützen. Die Richtlinie fordert, für die berichtspflichtigen Oberflächengewässer den guten ökologischen Zustand bzw. das gute ökologische Potenzial bis spätestens 2027 herzustellen. Berichtspflicht besteht für alle Fließgewässer mit einer Einzugsgebietsgröße ab 10 km2 sowie alle Standgewässer, die eine Mindestwasserfläche von 50 ha aufweisen. Die Berliner Gewässer erreichen die gewässerbezogenen Entwicklungsziele der WRRL derzeit nicht. Daher sind für diese räumlich und zeitlich differenzierte, abschnittsspezifische Maßnahmenkonzepte zu erarbeiten.

Christian Reuvers, Uwe Koenzen, Klaus van de Weyer, Antje Köhler
Kapitel 27. Ökosystemleistungen von Fluss­land­schaften: Nützliche Informationen für Entscheidungen

Seit Jahrtausenden sind Flusslandschaften aufgrund ihrer günstigen­ Bedingungen bevorzugte Lebensräume für uns Menschen, die vielfältige Funktionen gleichzeitig erfüllen: Sie bieten eine kontinuierliche Zufuhr an Trinkwasser, ermöglichen ertragreiche landwirtschaftliche Nutzung durch fruchtbare Böden und bieten Optionen für Transport und Energieerzeugung. Als vielfältige Ökosysteme stellen Flusslandschaften zudem geeignete Habitate für eine hohe Zahl an Tier- und Pflanzenarten bereit.

Christian Albert, Barbara Schröter, Christina von Haaren
Kapitel 28. RiverView – Eine virtuelle Flussfahrt

Gewässerausbau und -renaturierung, Havarien und Störfälle, Urbanisierung, intensivere Landwirtschaft, multiple Stoff­einträge, Hochwässer und klimatische Veränderungen erfordern zeitlich und räumlich hochauflösende, kurzfristig verfügbare, hydromorphologische, chemische und physikalische Gewässerdaten für die Beschreibung und Bewertung der Gewässerdynamik, das regionale Wasser­management sowie die Identifikation nachhaltiger Maßnahmen. Die derzeitige Vorgehensweise über Punktmessungen, Kartierungen und Messkampagnen ist nicht in der Lage, den vielfältigen Anforderungen an ein nachhaltiges Wassermanagement zu entsprechen, die dynamischen Prozesse ausreichend abzubilden und die vielfältigen Wechselwirkungen im Naturraum Fluss zu erfassen. Es fehlt insbesondere an einer räumlichen Erfassung morphologischer, hydrologischer, struktureller und gütebezogener Gewässer­daten.

Theide Wöffler, Ralf Engels, Holger Schüttrumpf
Kapitel 29. Beregnungsteiche – eine Chance zur ökologischen Aufwertung der Obstanbauregion Altes Land

Das Alte Land vor den Toren Hamburgs ist eines der größten zusammenhängenden Obstanbaugebiete Europas (Abb. 29.1). Auf einer Fläche von rund 10.000 ha werden hier jedes Jahr etwa 275.000 t Äpfel produziert. Dies entspricht ungefähr 30 % der Gesamternte in Deutschland. Hinzu kommen Kirschen, Pflaumen, Birnen und Beerenobst.

Inken Laude, Guido Majehrke, Heinrich Reincke
Kapitel 30. Optimierung von Bewirtschaftungs- bzw. Renaturierungsmaßnahmen im Einzugsgebiet der Barthe zur Verbesserung des Hochwasserschutzes

Die Barthe und größere Nebengewässer nebst ihren hydrologischen Einzugsgebieten sind in den letzten Jahren in den stärkeren Fokus des Gewässer- und Naturschutzes und des Hochwasserschutzes gelangt. Maßgebende Gründe hierfür sind.

Dietmar Mehl, Matthias Knüppel, Frank Blodow, Steve Bunzel
Kapitel 31. Bewirtschaftungs-/Renaturierungsmaßnahmen im Einzugsgebiet der Barthe zur Verbesserung des Hochwasserschutzes

In einem ersten Teil wurden Hintergründe der Konzepterarbeitung vorgestellt sowie methodische Grundlagen erläutert ( Mehl, D., Knüppel, M., Blodow, F. & Bunzel, S. (2018): Modellgestützte Optimierung von Bewirtschaftungs-/Renaturierungsmaßnahmen im Einzugsgebiet der Barthe (Mecklenburg-Vorpommern) im Hinblick auf eine Verbesserung des Hochwasserschutzes – Wasser und Abfall H 1–2, 2018.; BIOTA (2017): Konzeptstudie: Modellierung hydrologischer und hydraulischer Szenarien zur Bewertung, Optimierung und Priorisierung von Maßnahmen an der Barthe vom Borgwallsee bis Redebas. – biota – Institut für ökologische Forschung und Planung GmbH im Auftrag des Staatlichen Amtes für Landwirtschaft und Umwelt Vorpommern, 213 S.;). Hieran wird nahtlos mit der Vorstellung der Modell-Szenarien angeschlossen. Für die nachfolgend vorgestellten Auswirkungsprognosen im Ist-Zustand sowie für das Maßnahmenkonzept (Planzustand) wurden die in Tab. 31.1 zusammengestellten Szenarien betrachtet.

Dietmar Mehl, Matthias Knüppel, Frank Blodow, Steve Bunzel
Kapitel 32. Zusammenlegung von Alter und Neuer Weschnitz – ein neuer Flusslauf wie vor 500 Jahren

Im südlichsten Zipfel Hessens fließt die Weschnitz im Landkreis Bergstraße aus dem Odenwälder Mittelgebirge, von Osten nach Westen rd. 30 km durch das Weschnitztal hinab in die Oberrheinebene, bis sie nach weiteren 35 km bei Biblis in den Rhein mündet. Ab dem Übergang zur Rheinebene bei Weinheim fließt die Weschnitz fast durchweg im eingedeichten Hochprofil und stark kanalisiert bis zur Mündung in den Rhein bei Biblis.

Ulrich Androsch
Kapitel 33. Morphodynamische Entwicklung eines renaturierten Gewässers am Beispiel der neuen Inde

Menschliche Eingriffe in Form von Landnutzungsänderungen, Hochwasserschutzmaßnahmen, Wasserkraftanlagen, Bergbauaktivitäten, Schifffahrt und Trinkwasserversorgung haben in den letzten Jahrhunderten dazu geführt, dass viele heutige Fluss­systeme umfangreiche Veränderungen der Abfluss- und Morphodynamik erfahren haben [1, 2]. Aus der menschlichen Beeinflussung ergeben sich nicht nur negative Folgen für die Hochwassersicherheit, die Ökologie und die Schiffbarkeit von Gewässern, sondern auch für die Verbreitung von aquatischen Schadstoffen. Viele Schadstoffe lagern sich an Sedimenten an und werden so mit der Strömung transportiert und entweder auf der Gewässersohle oder bei Hochwasserereignissen auf den Vorländern abgelagert und bei späteren Ereignissen wieder remobilisiert [3, 4].

Anna-Lisa Maaß, Verena Esser, Roy M. Frings, Frank Lehmkuhl, Holger Schüttrumpf
Kapitel 34. Stickstoffeinträge aus der Landwirtschaft – ein überwindbares Hindernis bei der Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie?

Stickstoff ist einer der wichtigsten Nährstoffe auf der Erde. Durch die Herstellung von Ammoniak aus Luftstickstoff konnte die landwirtschaftliche Produktion im 20. Jahrhundert drastisch gesteigert werden. Einerseits erhöht dies die Versorgungssicherheit der stetig wachsenden Weltbevölkerung, andererseits gehen mit der Anreicherung der Stickstoffflüsse ernsthafte Umweltprobleme einher, welche den Gewässerschutz schon lange beschäftigen.

Markus Salomon, Till Kuhn
Kapitel 35. Die neue Düngeverordnung

Sowohl das am 5. Mai 2017 in Kraft getretene Düngegesetz (DüG) als auch die am 2. Juni 2017 in Kraft getretene Düngeverordnung (DüV) ( Verordnung über die Anwendung von Düngemitteln, Bodenhilfsstoffen, Kultursubstraten und Pflanzenhilfsmitteln nach den Grundsätzen der guten fachlichen Praxis beim Düngen (Düngeverordnung) vom 26.05.2017 (BGBl I S. 1305)) und die Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen (AwSV) ( Vgl. zur AwSV, die am 1. August 2017 in Kraft getreten ist, den Beitrag von BÖHME, „Die neue Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen”, WASSER UND ABFALL, Ausgabe 10/2017, Seite 26) dienen unter anderem auch der Umsetzung der EU-Nitratrichtlinie ( Richtlinie 91/676/EWG des Rates vom 12. Dezember 1991 zum Schutz der Gewässer vor Verunreinigung durch Nitrat aus landwirtschaftlichen Quellen (ABl. L 375 vom 31.12.1991, S. 1)). Die Bestimmungen haben damit Auswirkungen sowohl auf das Fachrecht als auch auf Cross-Compliance-Überprüfungen. Darüber hinaus ist die Neuordnung des Düngerechts auch die Antwort der Bundesregierung auf die von der europäischen Kommission in Bezug auf eine mangelhafte Umsetzung der Nitratrichtlinie eingereichte Klage gegen Deutschland, die derzeit beim Europäischen Gerichtshof (EuGH) ansteht.

Gisela Horix
Kapitel 36. Einsatz von Komposten und Gärresten vor dem Hintergrund des neuen Düngerechtes

Die Rückführung von Nährstoffen in geschlossenen Kreisläufen hat in der Landwirtschaft eine lange Tradition. Es waren vor allem die Ausscheidungen der Tiere, die bewusst und gezielt zur Düngung eingesetzt worden sind. Später kamen auch die sogenannten „Rückläufe“ aus den Städten hinzu.

Hans-Walter Schneichel

Phosphor

Frontmatter
Kapitel 37. Phosphor – von der Quelle bis ins Meer

Phosphor (P) ist in den letzten Jahren insbesondere als Rohstoff unter dem Verfügbarkeitsaspekt immer wieder in den Fokus gerückt. So wurde Phosphatgestein 2014 von der Europäischen Kommission als kritischer Rohstoff eingestuft. Auch wenn die bekannten Reserven noch einige hundert Jahre reichen können, sind geopolitische Verteilungsprobleme absehbar.

Inga Krämer, Monika Nausch, Dietmar Mehl, Günther Nausch, Barbara Deutsch
Kapitel 38. Fachgespräch Phosphor der Flussgebietsgemeinschaft Elbe

Nährstoffeinträge belasten nach wie vor die Grund- und Oberflächengewässer sowie die Meere in hohem Maße. Ohne eine Verringerung der Stickstoff- und Phosphoreinträge wird es nicht möglich sein, die Ziele der Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) im Elbe-Einzugsgebiet zu erreichen. Die EU-Kommission hat bei der Evaluierung der deutschen Bewirtschaftungspläne und Maßnahmenprogramme kritisch festgestellt, dass ohne eine ausgeglichene Balance zwischen freiwilligen und verpflichtenden Maßnahmen keine Verbesserung der Gewässerzustände zu erwarten sei.

Gregor Ollesch, Michael Trepel
Kapitel 39. Effektiver Gewässerschutz durch einen nachhaltigen Umgang mit der Ressource Phosphor

Trotz zahlreicher Anstrengungen in der jüngsten Vergangenheit weisen viele Wasserkörper in Deutschland nach wie vor keinen guten ökologischen und chemischen Zustand auf. Ein Grund für das Verfehlen der ökologischen Ziele sind unter Anderem hohe Nährstoffeinträge in die Gewässer, welche maßgeblich zu deren Eutrophierung beitragen. Der negative Einfluss hoher Nährstoffeinträge ist jedoch nicht nur auf die Gewässer im Inland beschränkt.

Matthias Pfannerstill, Michael Trepel
Kapitel 40. Phosphordynamik und Austragspfade in einem Norddeutschen Tieflandeinzugsgebiet

Eutrophierung ist eine ernstzunehmende Bedrohung für Oberflächen- und Küstengewässer, die zu stärkerem Algenwachstum und anschließend zu einem steigenden Sauerstoffverbrauch führt. Diffuse und punktuelle Phosphoreinträge in Gewässer sind neben Stickstoff hauptverantwortlich für Eutrophierungserscheinungen.

Stefan Koch, Petra Kahle, Bernd Lennartz
Kapitel 41. Phosphonate als Bestandteil der gelösten organischen und partikulären Phosphorfraktion in Kläranlagen

Phosphor gilt als der limitierende Faktor für das Biomassewachstum, sodass dessen Elimination aus Abwasser wesentlich zur Vermeidung der Eutrophierung von Gewässern beiträgt. Gemäß Abwasserverordnung sind für Kläranlagen größenklassenabhängige, emissionsbezogene Anforderungen für die GesamtP-Konzentration formuliert – mit 1 mg/L GesamtP als schärfsten Grenzwert. Im Rahmen der europäischen Wasserrahmenrichtlinie wurden Umweltziele definiert, die teil­weise höhere Anforderungen an die Phosphorelimination in Kläranlagen bedingen.

Eduard Rott, Ralf Minke, Heidrun Steinmetz
Kapitel 42. Phosphatrückhaltung durch Anlage eines Retentionsbeckens

Der Wittensee ist mit seinen 10 km2 Wasserfläche der viertgrößte See in Schleswig–Holstein. Es ist ein typischer Zungenbeckensee, der auf Vorstöße der Eckernförder Eiszunge zurückzuführen ist. Der Wittensee hat eine charakteristische rechteckige Form und erstreckt sich in südwest- nordöstlicher Richtung.

Peter Heidel
Kapitel 43. Perspektiven für das Phosphor-Recycling in Deutschland

Mit der im Herbst 2017 in Kraft tretenden Klärschlammverordnung wird die Phosphorrückgewinnung in Deutschland verpflichtend. Phosphor kann mit verschiedenen Verfahren rückgewonnen werden, ein automatischer Produktstatus ist damit noch nicht erreicht – hier müssen düngemittelseitig weitere Voraussetzungen geschaffen werden.

Daniel Frank, Christian Kabbe, Rainer Schnee
Kapitel 44. Ressourcenschutz in der hessischen Abfallwirtschaft am Beispiel von Phosphor

Phosphor (P) ist eine lebenswichtige Ressource, die endlich und nicht substituierbar ist. Die vorhandenen Phosphorreserven reichen bei dem derzeitigen Verbrauch noch einige Dekaden zur Deckung des Bedarfs, jedoch nimmt die Verfügbarkeit der leicht abbaubaren Phosphaterze mit geringen Schwermetallgehalten kontinuierlich ab.

Andreas Höhne, Ursula Deister, Thomas Schmid, Volker Kummer
Kapitel 45. Thermochemische Verfahren zur Klärschlammverwertung – Übersicht der Entwicklungen in Deutschland

Die Abwasserbehandlung in Deutschland leistet mit einem Anschlussgrad der Bevölkerung an die öffentliche Kanalisation von 97 % und einem Bestand von etwa 10.000 Kläranlagen einen wesentlichen Beitrag zum Schutz der Grund- und Oberflächengewässer.

Hinnerk Bormann, Felix Müller, Stefan Vodegel
Kapitel 46. Innovative Verfahren zur Klärschlamm­behandlung – Eine Auswahl

Die Beendigung der Klärschlammausbringung zu Düngezwecken und die Rückgewinnung von Phosphor und anderen Nährstoffen zum Schutz von Gewässern und Meeren sind Eckpunkte des Koalitionsvertrages der CDU/CSU- und SPD-Bundestagsfraktionen für die 18.

Jörn Franck, Ralf Wittstock
Kapitel 47. Solare Trocknung, dezentrale Energiegewinnung und Phosphor-Recycling aus Klärschlamm

Klärschlamm ist das Endprodukt jeder großtechnischen Abwasserreinigung und gleichzeitig einer der bedeutendsten Kostenfaktoren. Da im Schlamm alle im Prozessverlauf nicht abgebauten oder abgeleiteten Nutz- und Schadstoffe konzentriert werden, ist seit langem umstritten, wie damit am besten verfahren werden soll.

Markus Bux, Klaus Wasmuth

Mikroschadstoffe und Mikroplastik

Frontmatter
Kapitel 48. Vorkommen von Spurenstoffen – in Kläranlagenzuläufen in Baden-Württemberg

Als ein bedeutender Eintragspfad für viele Spurenstoffe in die Gewässer werden kommunale Kläranlagen angesehen. Diese sind aufgrund der geschichtlichen Entwicklung der Abwasser­reinigung technisch primär für den Rückhalt von Feststoffen, den biologischen Abbau von organischen Stoffen sowie die Elimination von Nährstoffen ausgelegt.

Annette Rößler, Walter Rau, Steffen Metzger
Kapitel 49. Kosten-Nutzen-Bewertung der Einführung 4. Reinigungsstufen auf kommunalen Kläranlagen

Der Eintrag von Mikroschadstoffen in die aquatischen Ökosysteme steht seit mehreren Jahren im Mittelpunkt der fachlichen wie auch der gesellschaftlichen Diskussion. Kläranlagenabläufe und Mischwasserentlastungen stellen die wesentlichen Eintragspfade für abwasserbürtige Mikroschadstoffe dar.

Gerd Kolisch, Yannick Taudien, Henning Knerr
Kapitel 50. Arzneimittelrückstände in Abwässern aus Einrichtungen des Gesundheitswesens

Arzneimittel erhöhen sowohl die Lebensqualität als auch die Lebenserwartung und werden deshalb als unverzichtbare Produkte geschätzt. In Deutschland werden jährlich rund 8.000 t an Humanarzneimitteln mit potenzieller Umweltrelevanz verbraucht.

Johannes Pinnekamp, Laurence Palmowski
Kapitel 51. Den Spurenstoffen auf der Spur in Dülmen

Dass Arzneimittelrückstände in Gewässern vorkommen, ist ein ungewollter Nebeneffekt ihres bestimmungsgemäßen Gebrauchs. Damit Arzneimittel im Körper wirksam werden können, müssen genügend Wirkstoffmoleküle an der erkrankten Zelle ankommen, bevor sie im Körper abgebaut werden.

Issa Nafo
Kapitel 52. Mikroplastik

Mikroplastik wird mittlerweile als ein Problem unserer Zeit verstanden. Aber was ist das überhaupt? Als Mikroplastik werden Kunststoffpartikel bezeichnet, die kleiner als 5 mm sind, dabei ist bislang nach unten noch keine Grenze definiert. Unterschieden wird zwischen primärem und sekundärem Mikroplastik

Annette Somborn-Schulz
Kapitel 53. Mikroplastik in der aquatischen Umwelt

Seit der Erfindung von Kunststoffen steigt deren Produktion aufgrund der Eigenschaften wie Leichtigkeit, Formbarkeit und Widerstandsfähigkeit exponentiell an.

Kryss Waldschläger
Kapitel 54. Meeresmüll an deutschen Ostseestränden

Meeresmüll umfasst insbesondere mit Plastik vielfach besonders beständige und langlebige Materialien. Als deren Abbauzeiten werden mehrere Hundert Jahre angenommen.

Dennis Gräwe, Mirco Haseler, Gerald Schernewski
Kapitel 55. Erfassung der Mikroplastikbelastung im Cuxhavener Elbeästuar

Verschiedene Wattproben im Bereich des Elbeästuars wurden untersucht, fotografiert und die Mikroplastikpartikel statistisch erfasst. Insgesamt haben wir drei ­Elbebereiche untersucht, die im Umkreis von höchstens 30 km lagen, sodass sie schnell mit dem PKW erreicht werden konnten.

Anneke Bajema, Svea Schütt, Sven Handel

Neue Energie

Frontmatter
Kapitel 56. Entwicklung der energetischen Biomassenutzung in Deutschland

In den nächsten Jahrzehnten werden die Anforderungen und Rahmenbedingungen an die stoffliche und energetische Biomassenutzung im Laufe der Energiewende und dem Aufbau einer biobasierten Wirtschaft in Deutschland erheblich steigen.

Michael Nelles, Elena H. Angelova, Romann Glowacki
Kapitel 57. Potenziale der Faulung und Klärgasverwertung in Rheinland-Pfalz

Die Klärschlammentsorgung in Rheinland-Pfalz (RLP) erfolgt derzeit noch überwiegend über den landwirtschaftlichen Verwertungsweg. Vor dem Hintergrund der rechtlichen Begrenzungen, die sich aus der derzeit gültigen Düngemittelverordnung und der zeitnah erwarteten Novellierung der Klärschlammverordnung ergeben, wird dieser Entsorgungsweg allerdings zunehmend infrage gestellt.

Henning Knerr, Timo C. Dilly, Theo G. Schmitt, Michael Schäfer, Joachim Hansen, Thomas Siekmann
Kapitel 58. Regionales Verbundsystem Westeifel – Wasserversorgung, Energie, Kommunikation

Kernstück des Verbundsystems ist der Bau einer neuen, rund 80 km langen ­Leitungstraße für Trinkwasser, Strom, ­Erdgas, Biogas und Telekommunikation. Die Trasse soll künftig von der nördlichen Landesgrenze zu Nordrhein-Westfalen bis nach Trier im Süden verlaufen.

Arndt Müller
Kapitel 59. Leistungsbilder in der oberflächennahen Geothermie

Oberflächennahe geothermische Anwendungen als Wärmequelle für erdgekoppelte Wärmepumpensysteme sind mittlerweile eine anerkannte Energiequelle. Bei Anwendungen im gewerblichen Bereich kann die oberflächennahe Geothermie aufgrund der recht konstanten Untergrundtemperaturen neben Wärme auch Kälte zur Kühlung der Gebäude zur Verfügung stellen

Simone Walker-Hertkorn, Markus Kübert, Florian Schwinghammer
Kapitel 60. Beheizung einer Lager- und Montagehalle mit Erdwärme ohne Wärmepumpe

Mit zunehmender Modernisierung und Steigerung der Gebäudedämmung können die notwendigen Vorlauftemperaturen zur Gebäudeheizung weiter reduziert werden.

Simone Walker-Hertkorn, Florian Schwinghammer
Kapitel 61. Verbesserung des Grundwasserschutzes bei Wärmepumpenanlagen

Der Bund fördert Wärmepumpen, weil sie dazu beitragen sollen, den CO2-Ausstoß zu reduzieren.

Jürgen Bonin, Johannes Junge
Kapitel 62. Schöpfwerksbetrieb im Zeichen der Energiewende

Die niedersächsischen Marschen liegen auf der Höhe des Meeresspiegels oder sogar darunter. Vor Überflutungen wird das Binnenland durch hohe Deiche entlang der Küste geschützt.

Heinrich Reincke, Inken Laude
Kapitel 63. Optimierung des Energieverbrauchs und der Energieerzeugung in einem Abwasserbetrieb

Abwasserableitung und Abwasserreinigung gehören zu den energieintensivsten Aufgaben im kommunalen Bereich. Die Entwicklung der Abwasserreinigung hat in den letzten vier Jahrzehnten zu einer immensen Verbesserung der Reinigungsleistung der kommunalen Kläranlagen geführt. Verbunden mit der deutlichen Erhöhung des Anschlussgerades der Haushalte an ein zentrales Abwassersystem musste die Leistung der Kläranlagen laufend angepasst werden.

Helma Köster, Jörg Oppermann, Rüdiger Meß, Peter Fahsing

Klimaschutz und Klimawandel

Frontmatter
Kapitel 64. Klimaschutz beginnt in der Kommune – Nachhaltigkeitsstrategie Hessen unterstützt lokale Aktivitäten

Die Treibhausgasbilanzen des Bundes und der Länder belegen, dass der Verkehrsbereich und der Bereich der privaten Haushalte einen großen Anteil der CO2-Emissionen verursachen, vor allem aus dem lokalen Strom- und Wärmebezug und dem Individualverkehr. Zugleich sind Kommunen mit ihren zahlreichen öffentlichen Einrichtungen unmittelbar Verursacher der Emissionen. Aufgrund ihrer unmittelbaren Nähe zu den privaten Haushalten, können sie als Wissensvermittler über Maßnahmen für den Klimaschutz gegenüber der Bevölkerung wirken.

Renate Labonté, Markus Porth
Kapitel 65. Hessen aktiv: Die CO2-neutrale Landesverwaltung

Nachhaltigkeit und Klimaschutz stellen eine besondere Aufgabe dar, bieten aber zugleich große wirtschaftliche und gesellschaftspolitische Chancen. Hessen leistet dazu mit der im Jahr 2008 durch die Hessische Landesregierung gestarteten Nachhaltigkeitsstrategie Hessen einen wirkungsvollen Beitrag. Durch sie werden politische und gesellschaftliche Prozesse angestoßen und umgesetzt. Im Zentrum stehen dabei die fachübergreifende Zusammenarbeit und ein gemeinsames, aufeinander abgestimmtes Handeln auf allen Ebenen innerhalb des Bundeslandes Hessen.

Elmar Damm, Hans-Ulrich Hartwig, Markus Porth
Kapitel 66. Neue Märkte – neue Produkte: MoorFutures® eine Investition in Klimaschutz

Internationale Klimaschutzübereinkommen erfordern zunehmend neben technischen Lösungen auch die Berücksichtigung der Landnutzung. Das sogenannte „2-Grad-Ziel“, d. h. die Zielstellung, den anthropogen verursachten Temperaturanstieg in der Atmosphäre auf maximal 2°C zu beschränken, lässt sich kaum ­ohne Einbeziehung natürlicher Kohlenstoff­senken erreichen. Tut man dies nicht, so sind die Einsparvorgaben an anderen ­Stellen erheblich zu verschärfen. Für Industriestaaten wie Deutschland wurden notwendige Emissionsminderungen in Höhe von 90 % berechnet. Um dieses Ziel zu erreichen, ist es beispielsweise bei weitem nicht ausreichend, die gesamte Energieproduktion auf erneuerbare Energien umzustellen.

Thorsten Permien, Franziska Tanneberger
Kapitel 67. Der Meeresspiegelanstieg und das Abschmelzen der Eisschilde

Der mittlere Meeresspiegel (engl. Mean Sea Level (MSL)) stellt eine wichtige Größe für das Küsteningenieurwesen dar. Auch wenn die Bemessung von Küstenschutzbauwerken auf extremen Wasserständen beruht, die im Wesentlichen aus einer Überlagerung von Tidehochwassern, Sturmfluten und ggf. Fernwellen resultieren, bildet der MSL die Bezugsgröße, auf der solche Ereignisse aufsatteln. Aus diesem Grund sind Veränderungen des MSL mittel- und langfristig auch für die Dimensionierung von Küstenschutzbauwerken relevant. Es ist daher wichtig, auftretende MSL-Veränderungen zu detektieren, zu analysieren und zu verstehen, um Projektionen für die Zukunft abzuleiten und die entsprechenden Bemessungsgrößen, wie z. B. die Deichkronenhöhe, adäquat anzupassen.

Leon Jänicke, Sönke Dangendorf, Jürgen Jensen
Kapitel 68. Klimawandelbedingte Veränderungen der Abflussdynamik in den Alpen

Eine der wichtigsten Fragestellungen im Rahmen der Klimawandelforschung ist, inwieweit sich die Verteilung der natürlichen Wasserressourcen auf der Erde bisher verändert hat. Es gibt allerdings keine eindeutigen und universellen Antworten zu dieser Frage, bestenfalls sollte jede Region gesondert untersucht werden. Insbesondere Einzugsgebiete (EZG) in Gebirgsregionen sind von klimawandelbedingten Veränderungen betroffen (Viviroli et al. in Hydrol. Earth Syst. Sci. 15:471–504, 2011).

Christoph Kormann, Axel Bronstert
Kapitel 69. Unterstützung für Kommunen zum Umgang mit Starkregenereignissen

Wieder einmal sehr launisch zeigte sich die Witterung in Frühsommer und Sommer 2016: zahlreiche Kommunen in Mitteleuropa und insbesondere in Deutschland waren von Starkregenereignissen betroffen und hatten z. T. erhebliche Schäden durch oberflächig abfließendes Wasser (Abb. 69.1). Die Schäden in Deutschland und seinen Nachbarländern summierten sich auf mehrere Milliarden Euro (Van Oldenborgh et al., Hydrol. Earth Syst. Sci., 2016). Die größten Schäden traten aufgrund konvektiver, d. h. nur kurz andauernder, aber heftiger Starkniederschläge auf.

Heike Hübener, Andreas Hoy
Kapitel 70. Überflutungsvorsorge – kommunale Gemeinschaftsaufgabe und verteilte Zuständigkeiten

Im Rahmen ihrer grundsätzlichen Zuständigkeit delegieren die Kommunen die Zuständigkeiten für die Siedlungsentwässerung an verschiedene Aufgabenträger. Die Bewirtschaftung des Niederschlagswassers obliegt in der Regel dem jeweils zuständigen Abwasserentsorgungsunternehmen. Parallel dazu existieren in vielen Bundes­ländern separate Wasser- und Bodenverbände, deren vornehmliche Aufgabe in der Gewässerpflege und -entwicklung liegt.

Jens Tränckner, Dietmar Mehl
Kapitel 71. Niedrigwasser und Anpassungsstrategien an den Klimawandel

Hochwasser, Hochwasserschutz und Hochwasservorsorge sind seit Jahrzehnten Gegenstand der Forschung. Auch in der Gesellschaft, den Medien und in der Politik ist der Hochwasserschutz ein immer wiederkehrendes Thema – insbesondere dann, wenn spektakuläre „Jahrhundertfluten“ große Schäden angerichtet haben. Die Hochwasservorsorge und der Hochwasserschutz wurden seit den 90er- Jahren in mehreren Novellen des Wasserhaushaltsgesetzes gesetzlich verankert. Zudem hat die EU-Hochwasserrisikomanagementrichtlinie dafür gesorgt, dass die Bundesländer inzwischen Hochwassergefahrenkarten erstellt haben und an Hochwasserrisikokarten arbeiten.

Jeanette Nothstein, Nikolaus Geiler

Digitalisierung

Frontmatter
Kapitel 72. Kooperatives Informationsmanagement in der Wasserwirtschaft – Fachportal WasserBLIcK

Für die Festlegung, Durchführung und Überprüfung der europäischen Umweltpolitik werden Informationen und (Geo-)Daten benötigt, die im erforderlichen Umfang kompatibel, gemeinschaftsweit und grenzübergreifend nutzbar sind. Die EU fokussiert folgerichtig Online-Dienste zur Umweltberichterstattung. Neben den Fachrichtlinien im Umweltbereich wie z. B. der Hochwasserrisikomanagementrichtlinie (2007/60/EG, HWRM-RL), der Wasserrahmenrichtlinie (2000/60/EG, WRRL) und der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (2008/56/EG, MSRL) sind es weitere Rahmenvorgaben wie die INSPIRE-Richtlinie (2007/2/EG) in Verbindung mit europäischen Integrierten Informationssystemen wie WISE (Water Information System for Europe – water.europa.eu), EIONET (European Environment Information and Observation Network – www.eionet.europa.eu ) und SEIS (Shared Environmental Information System – ec.europa.eu/environment/seis), die die Digitalisierung vorantreiben.

Armin Müller, Ralf Busskamp
Kapitel 73. MDI-DE: Marine Datenvielfalt – praktisch verfügbar machen

Die Anforderungen an themenübergreifende Datenauswertungen, auch in den marinen Bereichen, nehmen laufend zu. Gründe liegen in der steigenden Komplexität aktueller Fragestellungen im Zusammenhang mit anthropogenen Veränderungen mariner Ökosysteme, in der globalen Klimaveränderung und den daraus resultierenden Anforderungen an den Küstenschutz sowie in den steigenden gesetzlichen Anforderungen zu Berichtspflichten, wie z. B. der europäischen Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (MSRL) (Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (Richtlinie 2008/56/EG) – EUR-Lex. http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2008:164:0019:0040:de:PDF – Zugriff 18.05.2017).

Rainer Lehfeldt, Johannes Melles, Jasmin Geißler, Mario von Weber, Jörn Kohlus, Michael Räder
Kapitel 74. Status quo, Chancen und Risiken von Social Media in der Wasserwirtschaft

Die Anwendungsmöglichkeiten von Social Media in der Wasserwirtschaft sind vielfältig. Abgesehen von den klassischen Zielen des Marketings und der Öffentlichkeitsarbeit kann Social Media beispielsweise zur Beeinflussung der Öffentlichkeit zu umweltrelevanten Themen oder zur Akquise von Fachkräften und Auszubildenden genutzt werden. Jedoch werden diese Möglichkeiten in der Wasserwirtschaft momentan nicht voll ausgeschöpft. Während viele Unternehmen und Institutionen Social Media erfolgreich und professionell nutzen, setzen sich andere mit ihren wenig zielgerichteten Social Media-Aktivitäten Risiken im Bereich Reputation und Rechtskonformität aus, oder meiden Social Media generell aus verschiedenen Beweggründen.

Martha Wingen
Kapitel 75. Wasserwirtschaft 4.0 digitalisiert, modelliert und visualisiert Gewässersysteme

Die Digitalisierung stellt eine der größten Herausforderungen in der heutigen Projektarbeit dar. Dabei geht es nicht darum, aus analogen Informationen digitale Daten zu erzeugen, sondern die Verfügbarkeit der Daten für die weitergehende Verwendung zu gewährleisten. Grundlage für ein erfolgreiches Arbeiten im Wassersektor, egal ob Modellierung, Wasserressourcenmanagement oder Siedlungswasserwirtschaft, sind zur Verfügung stehenden Daten.

Christian Pohl, Dominic Spinnreker, Patrick Keilholz
Kapitel 76. Digitalisierung kommunaler Strukturen am Beispiel der Wasserwirtschaft – Kommunal 4.0

Als vor drei Jahren die Idee zur Technologieinitiative KOMMUNAL 4.0 entstand, der nun zur Plattforum Kommunal 4.0 e. V. geführt hat, war das Thema Digitalisierung in der Wasserwirtschaft nur vereinzelt präsent. Ausgehend von dem Gedanken, die Grundidee von Industrie 4.0 auf die kommunale Wasserwirtschaft zu übertragen, stellten die Initiatoren von KOMMUNAL 4.0 fest, dass schon seit Jahren unzählige Daten in zahlreichen wasserwirtschaftlichen Anlagen und Objekten erfasst und archiviert wurden. Zumeist beschränkte sich die Datennutzung auf die aktuelle Prozessbeobachtung oder die Nachweisführung der Regel- und Gesetzeskonformität gegenüber den zuständigen Behörden.

Günter Müller-Czygan
Kapitel 77. Serious Games vermitteln technisches Systemwissen

Veränderungen der Rahmenbedingungen – beispielsweise gesetzliche Anforderungen oder Ressourcenverfügbarkeiten – können mitunter einen hohen Anpassungsdruck auf Systeme der technischen Infrastruktur ausüben. Solchen Änderungsnotwendigkeiten kann oft am wirksamsten mit einer Änderung der grundlegenden Systemparadigmen begegnet werden. Ein Beispiel aus der Siedlungswasserwirtschaft ist die kreislauforientierte Betrachtung im Kontrast zum entsorgungsorientierten Ansatz.

Heinrich Söbke, Daniel Schwarz
Kapitel 78. Serious Gaming für das Hochwasserrisikomanagement

Im Jahr 2007 wurde mit der Hochwasserrisikomanagement-Richtlinie europaweit ein Umdenkungsprozess eingeleitet, der vom reinen Hochwasserschutzversprechen überleitet zu einer Kultur des Hochwasserrisikomanagements. Auf diesem Prozess aufbauende Umfragen und Studien zeigten auf, welche Kompetenzen und Ressourcen benötigt werden, um den Erwartungen der EU zu entsprechen. Die Ergebnisse der Studien beinhalten des Weiteren Handlungsempfehlungen, mit denen die Entwicklung von Kompetenzen und Kapazitäten aller am Hochwasserrisikomanagement Beteiligten sichergestellt wird.

Heribert Nacken, Roman Breuer, Hani Sewilam
Kapitel 79. Kommunikation über Hochwasserschutz – klassische und Internet-basierte Ansätze

Die Kommunikation im Hochwasserfall hat sich bei den traditionellen Medien in den zurückliegenden Jahren massiv verändert, wobei ein klarer Trend zur Nutzung des Internets zu verzeichnen ist. So gibt beispielsweise der MDR folgende Kennzahlen für die beiden Hochwasserereignisse in den Jahren 2002 und 2013 an. Bei dem Hochwasserereignis an der Elbe im Jahr 2002 waren rund 18 Mio. Zugriffe auf die Webseite des MDR zu verzeichnen; bei dem Ereignis im Jahr 2013 waren es bereits 91 Mio. Zugriffe, wobei speziell die mobilen Endgeräte verstärkt zum Einsatz kamen.

Heribert Nacken
Kapitel 80. Einsatz von Social Media in der Verbandskommunikation

In Deutschland hat sich die Art der Kommunikation zwischen Individuen und ­Unternehmen in den letzten Jahren stark gewandelt. Zunächst lässt sich festhalten, dass die Zahl der täglichen Internetnutzer­innen und nutzer im Jahr 2016 weiter gestiegen ist und rd. 84 % der Deutschen ­online sind (ARD/ZDF-Onlinestudie 2016). Die Art der Nutzung hat ebenfalls eine Veränderung erfahren.

Martha Wingen, Holger Schüttrumpf
Kapitel 81. Wie „Big Data“ auf die Verkettung von Strom und Wasser durchschlagen

Wasser und Energie sind untrennbar miteinander verkettet. Um ihre Kunden versorgen zu können, stützen sich Wasser- und Klärwerke auf ganze Armadas von Pumpen und andere Anlagen, die meist ständig laufen. Häufig summiert sich der Stromverbrauch auf 30 % ihrer Betriebskosten, und diese Zahl steht an zweiter Stelle gleich nach den Personalkosten. Wasserversorger sind meist die größten oder zweitgrößten Energieverbraucher der Region.

Gary Wong
Kapitel 82. Mit smarten Maschinen in die digitale Wasserwirtschaft starten

Überall in Wirtschaft und Gesellschaft wird von Digitalisierung und dem Internet der Dinge gesprochen, zunehmend auch in der kommunalen Wasserwirtschaft. Impulsgeber ist die Digitalisierungsoffensive der Industrie, zusammengefasst unter dem Begriff Industrie 4.0. Diese basiert auf intelligenten, digital vernetzten Systemen, die eine sich selbst organisierte Produk­tion ermöglichen sollen.

Günter Müller-Czygan, Christopher Becker
Kapitel 83. Unternehmen der Wasserwirtschaft und die neuen Regelungen beim Ausbau digitaler Hochgeschwindigkeitsnetze

Mit dem Gesetz zur Erleichterung des Ausbaus digitaler Hochgeschwindigkeitsnetze (DigiNetzG) (Zum Zeitpunkt des Verfassens dieses Beitrags ist das parlamentarische Gesetzgebungsverfahren durch Zustimmung des Bundesrates (Bundesratsdrucksache-Drs. 466/16) bereits abgeschlossen, das Gesetz jedoch noch nicht verkündet und in Kraft getreten. Die neuen ­Bestimmungen werden in der Fassung des ­Beschlusses des Bundesrats zitiert.) hat der Gesetzgeber es sich in Umsetzung der europäischen Kostensenkungsrichtlinie zum Ziel gesetzt, die ­flächendeckende Versorgung mit Hochgeschwindigkeits-Internet in der Bundesrepublik voranzutreiben. Das ­Erreichen dieses Vorhabens ist bereits seit längerem erklärtes Ziel der europäischen aber auch der deutschen Politik (Digitale Agenda 2014–2017 der Bundesre­gierung: www.digitale-agenda.de .). Dies wird auch daran deutlich, dass die Regelungen der Richtlinie ursprünglich sogar in Form ­einer Verordnung umgesetzt werden sollten, was als verbindlicher Rechtsakt in allen EU-Ländern ohne Umsetzungsfrist und Ausgestaltungsspielraum sofort zu einer Änderung der Rechtslage geführt hätte.

Verena Roguhn
Kapitel 84. Elektronische Emissionsmessberichte erleichtern den Datenaustausch bei der Überwachung von Industrieemissionen

Industrie und produzierendes Gewerbe emittieren vielfach Luftschadstoffe, die zum Schutz von Mensch und Umwelt durch entsprechende Grenzwerte limitiert sind. Die Betreiber derartiger Anlagen sind verpflichtet, regelmäßig den Nachweis zu führen, dass die im Genehmigungsbescheid festgelegten Emissionsbegrenzungen eingehalten werden. Dazu beauftragen sie eine nach § 29b Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) von der nach Landesrecht zuständigen Behörde bekanntgegebenen Stelle, entsprechende Messungen vorzunehmen. Anhand der Messberichte kann die überwachende Behörde einschätzen, ob die Anlage so betrieben wird, dass keine schädlichen Umwelteinwirkungen auftreten.

Maria Nies
Backmatter
Metadaten
Titel
Wasser, Energie und Umwelt
herausgegeben von
Markus Porth
Prof. Dr. Holger Schüttrumpf
Copyright-Jahr
2022
Electronic ISBN
978-3-658-35607-1
Print ISBN
978-3-658-35606-4
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-35607-1