Integration F. Wechsung GLOWA-ELBE Integrative Forschungen im Verbundprojekt GLOWA-Elbe ()...

Integration

F. Wechsung

GLOWA-ELBE

Integrative Forschungen im Verbundprojekt GLOWA-Elbe

(www.glowa-elbe.de)

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Integration

Überblick

1. Zielsetzung GLOWA-ELBE

2. Problematik

3. Methodik

4. Projektüberblick

Integration

GLOWA-ELBE:

Entwicklung integrierter Strategien zur nachhaltigen Bewältigung

von durch den Globalen Wandel bedingten Wasserverfügbarkeitsproblemen, Wassernutzungskonflikten

und daraus resultierenden Umwelt- und sozio-ökonomischen Problemen im Elbeeinzugsgebiet

1. Zielsetzung

Integration

Globaler Wandel

Veränderungen des Erdsystems mit zum Teil irreversiblen Folgen für die natürlichen Lebensgrund-lagen eines Großteils der Menschheit (WBGU 1993)

2. Problematik

Integration

Globaler Wandel

Zeithorizont: + 10, 20,..., 50, ...., 100 Jahre

Wichtige Komponenten:– Klimawandel– Sozio-ökonomischer Wandel

2. Problematik

Integration

Klimawandel

Anstieg der Treibhausgaskon-zentration in der Atmosphäre durch

anthropogene Emissionen

- Erwärmung- Zunahme von

Extremereignissen- Auflösung

gewohnterKlimakonstellationen

2. Problematik

Integration

Klimatrends

Änderungstrend der Temperatur (T) im deutschen Teil des Elbeeinzugsgebietes zwischen 1901-1998

(nach Gerstengarbe et al. 2002)

2. Problematik

Integration

Klimatrends

Änderungstrend der Niederschläge (unten, P) im deutschen Teil des Elbeeinzugsgebietes zwischen 1901-1998

(nach Gerstengarbe et al. 2002)

2. Problematik

Integration

Einzugsgebiet[m3 Einw.-1 Jahr-1]

EEA Kategorie

Themse 233

Elbe 680 Extrem

niedrigRhein 1370

Weichsel 1400 Sehr niedrig

Seine 1500

Donau 2400

Po 2600

Ebro 3300

Loire 4000 Niedrig

Duero 4000

Donau, D. 4300

Wolga 4400

Garonne 4600

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5.

Wasserverfügbarkeit

2. Problematik

Integration

Wassernutzungskonflikte

Wasserdargebot

Niederschlagsmittel im Tiefland:

600 mm

Gesamtmittel:

715 mm

Wassernachfrage

- Haushalte

- Energieerzeugung

- Landwirtschaft

- Schifffahrt

- Tourismus

- Landschaft

2. Problematik

Integration

Sozioökonomischer

Wandel bedeutet u.a. - Alterung westlicher

Gesellschaften

2. Problemaufriss

Integration

Bevölkerungsanteil der über 60 Jährigen in 2050 (economist Nov 1st 2001 )

2. Problematik

Integration

Sozioökonomischer


Gesellschaften

- Dominanz imma- trieller Produktion

2. Problematik

Integration

Änderung des relativen Beschäftigungsanteil nach Sektoren zwischen 1980 und 1997 (economist Nov 1st 2001 )

2. Problematik

Integration

Sozioökonomischer


Gesellschaften- Dominanz immaterieller Produktion- Bedeutungsgewinn immaterieller Werte

2. Problematik

Integration

Wasserverfügbarkeit, Spree-Havel

Braunkohle-förderung Lausitz

1t Braunkohle

6 m3 Wasser

Braunkohlenförderung- DDR 1989

ca. 300 Mill. t a-1

- Grundwasserabsen-kungstrichter: 1350 km2

- Spree-Wasserführung erhöht von14 auf 40 m3s-1

2. Problematik

Integration

Wasserverfügbarkeit, Havel-Spree

Nach 1989 Rück-gang der jährlichen Förderung um 225 Mill. t Kohle (=-1.35 Mrd. m3 Wasser)

Mengen und Qualitätsprobleme:

- 1999/ 2000 massen-haftes Auftreten von Blaualgen in Folge Trockenheit in Berliner Gewässern

2. Problematik

Integration

Wasser(ver-)nutzungsproblem Elbe-Nordsee

The Progress Report to the Fifth North Sea Conference, February 2002 (http://odin.dep.no/md/nsc/report/index-b-n-a.html)

Relativer Anteil deutscher Flussgebiete an der Nährstoffemission Deutschlands in die Nordsee im Jahr 2000

Stickstoff Phosphor

Elbe Elbe

Gebietsanteil der deutschen Flussgebiete mit Nordsee-entwässerung

Rhine LobithEmsWeserElbesmall rivers North Seadirect North Sea

Elbe

2. Problematik

Integration

Änderung des N-Eintrages der Elbe in die Nordsee

2. Problematik

Behrendt et al. 2002

Integration

b.a.u. Szenario 2010 für die Landwirtschaft im Elbeeinzugsgebiet

3535 - < 50

8050 - < 6565 - < 80

Stickstoffüberschuss [kg N/ha LF]

2. Problematik

Integration

A01-Szenario 2010

Stickstoffüberschuss [kg N/ha LF]

Entkopplung der Direktzahlungen (Tier- und Flächenprämien) von Produktionsentscheidungen der Landwirte

2. Problematik

3535 - < 50

80

65 - < 8050 - < 65

Integration

Globaler Wandel

Forschungsherausforderungen

Handlungsorientiert:- Nachhaltige Entwicklungspfade

Methodenorientiert:- Zielführende Szenarioanalyse

2. Problematik

Integration

Methodische Voraussetzungen

Interdisziplinärer Ansatz zur Szenarienanalyse SimulationsmodelleSimulationsmodelle

Einbeziehung von Einbeziehung von Akteuren und Akteuren und BetroffenenBetroffenen

Integrativer Methodi-scher Ansatz (IMA)

- Kategorien zur Aufgaben-beschreibung und

- Lösungsweg

sichert Transparenz u. Wiederholbarkeit

3. Methodik

Integration


Interdisziplinärer Interdisziplinärer Ansatz zur Ansatz zur SzenarienanalyseSzenarienanalyse

Simulationsmodelle

Einbeziehung von Einbeziehung von Akteuren und Akteuren und BetroffenenBetroffenen

Reproduzieren System Verhalten basierend auf:

- qualitativen Zusammenhängen (Gleichungen, Regeln)

- Parametern- Eingangsinformationen

Gestatten Blick in die Zukunft

3. Methodik

Integration


Interdisziplinärer Interdisziplinärer Ansatz zur Ansatz zur SzenarienanalyseSzenarienanalyse

SimulationsmodelleSimulationsmodelle

Einbeziehung von Akteuren und Betroffenen

Szenarienpräzisierung & Bewertung:

- Stakeholdertreffen- Landschafts-

konferenzen mit Bürgern

- Statuskonferenzen

3. Methodik

Integration

IMA & Projektstruktur

Masterszenarien

Entwicklungsrahmen

Entwicklungsszenarien

Impaktstudien

Multikritielle Analyse

Equity Analyse

Ziel:Nachhaltige

Handlungsstrategien


Integration


Masterszenarien

EntwicklungsrahmenEntwicklungsrahmen

EntwicklungsszenarienEntwicklungsszenarien

ImpaktstudienImpaktstudien

Multikritielle Analyse Multikritielle Analyse

Equity AnalyseEquity Analyse

Untersuchungsraum,Probleme, Konflikte

- Gesamt-Elbe- Spree-Havel- Unstrut


Integration


Klimaszenarien

Wasserverfügbarkeit

Ökohydrologie

Landwirtschaft

Nährstofffracht

Untersuchungsraum,Probleme, Konflikte

- Gesamt-Elbe- Spree-HavelSpree-Havel- UnstrutUnstrut


Integration


Oberlieger-Unterlieger

Konflikt– Flutung v.

Tagebaurestlöchern– Erhaltung Spreewald– Wasserversorgung

Berlins

Untersuchungsraum, Probleme, Konflikte

- Gesamt-ElbeGesamt-Elbe- Spree-HavelSpree-Havel- UnstrutUnstrut


Integration


MasterszenarienMasterszenarien

Entwicklungsrahmen





Prozesse des Globalen Wandels, die auf übergeordneter Skalenebene bestimmt werden bzw. nicht auf regionale Entscheidungen zurückzuführen sind.


Integration



Entwicklungsrahmen





Entwicklungsdomänen


Ökonomie dominiert

globalisiert

ökologisch

regionalisiert

A1

B2B1

A2

Integration



Entwicklungsrahmen





Sub-Typen v. A1, B2 Szenarien

- Sozio-ökonomischer Wandel ohne Klimawandel (A10,B20)

- Klimawandel ohne sozio-ökonomischen Wandel(A1*, B2*)


Integration



Entwicklungsrahmen



Multikriterielle Analyse Multikriterielle Analyse


szenarien- Klima-- Bevölkerungs-- Energie-- Politik-- Landnutzungs-- Bürger-


Integration








Entwicklungsrahmen X

Handlungsalternativen- Handlungsfelder- Handlungsoptionen


Integration








Handlungsfelder

Handlungsoptionen

Spree-Havel- Wasserüberleitung- Mindestflutung- Konditionierung


Integration





Impaktstudien



Modelle-IndikatorenSWIM-

Wasserdargebot, Evapotranspiration,Abflusskomponenten,Vegetation, Erträge(Landnutzung[RAUMIS],

Klima)


Integration





Impaktstudien



Modelle-Indikatoren

WATERGAP-Wasserverfügbarkeit

(Landnutzung,

Wassernachfrage, Klima)


Integration





Impaktstudien



Modelle-Indikatoren

ARCGRM –- Abflüsse, Wasserstände,

- Wasserbereitstellung

(Speichermanagement,

Nutzung v. Oberflächen

– und Grundwasser, KLima)


Integration





Impaktstudien



Modelle-Indikatoren

VEGMOS –Veränderungen von

Pflanzengesellschaften

(Grundwasserstand[ARCGRM])


Integration





Impaktstudien



Modelle-Indikatoren

BOWAS: - Evapotranspiration - Erträge v.Grünland,- Lebensdauer von

Mooren (Grundwasserstand, [ARCGRM])


Integration





Impaktstudien



Modelle-Indikatoren

RAUMIS –Art und Intensität der

landwirtschaftlichen Landnutzung,

Stickstoffüberschuss

(Politik, Markt,

Erträge[SWIM])


Integration





Impaktstudien



Modelle-Indikatoren

MONERIS –Nährstofffracht N und P

(Landnutzung [RAUMIS], Abflussregime[SWIM, WATERGAP])


Integration





Impaktstudien



Modelle-Indikatoren

Kombiniert in

1)Modellkampagnen

2)Modellsystem


Integration







Equity Analyse

Berlin


Integration

Equity-Analyse Berlin

Integration


Masterszenarien

Entwicklungsrahmen


Impaktstudien

Multikriterielle &

Equity Analyse

Gesamtelbe Spree-Havel

x xfixiert xx x

Berlin


2000-2002

Integration


Masterszenarien

Entwicklungsrahmen


Impaktstudien


Equity Analyse

Gesamtelbe Spree-Havel.

x x(x) xx x

(x) x (x)

x


2000-2003

IMA-Pilotprojekt

Integration


Masterszenarien

Entwicklungsrahmen


Impaktstudien

Multikriterielle,

Equity Analyse


2003-2006 Wasser-verfüg-barkeit

Gewäs-serqua-lität

Hoch-wasser-schutz

x x x

x x x

x x x

x x x

Gesamt-Elbe

Analyse von Wirkungen des Globalen Wandels auf den Wasserkreislauf im Elbegebiet*. Aufklärung von regionalen Wechselwirkungen zwischen Globalem Wandel und Akteursverhalten. Entwicklung von nachhaltigen Handlungsstrategien zur Minderung und zum Ausgleich von Gefahrenpotentialen und Interessenskonflikten.

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Autoren: Verbundprojekt GLOWA-ELBE

Inte

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tio

n Projektleiter: Frank WechsungPotsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. (PIK)e-mail: [email protected]

Projektidee: Alfred BeckerPotsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. (PIK)e-mail: [email protected]

IMA: Volker WenzelPotsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. (PIK) [email protected]

Frank MessnerUmweltforschungszentrum Leipzig-Halle GmbH (UFZ)[email protected]

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