Forschungsgruppe Klimawandelanpassung im ländlichen Raum
Die Folgen des Klimawandels werden auch in ländlichen Räumen immer spürbarer. Dürreperioden, Starkregenereignisse, Überschwemmungen etc. hinterlassen deutliche Spuren in der Natur aber auch in der Gesellschaft. Während der Klimaschutz darauf abzielt, die menschengemachte globale Erwärmung einzudämmen, befasst sich die Klimawandelanpassung mit Maßnahmen zur Anpassung an die sich durch den Klimawandel verändernden klimatischen Bedingungen. Die Deutsche Anpassungsstrategie (kurz DAS) gibt dazu einen politischen Rahmen und befasst sich mit den folgenden übergeordneten Clustern: Infrastrukturen, Land, Raumplanung und Bevölkerungsschutz, Wasser, Gesundheit und Wirtschaft.
In den vielfältigen Handlungsfeldern agieren verschiedene Akteure, z.B. aus Kommunen, Bürgerschaft, Land- und Forstwirtschaft, Industrie und Gewerbe, etc. Um Maßnahmenkonzepte erfolgreich in die Umsetzung zu bringen, ist ein integrativer Ansatz Grundvoraussetzung.
Die Forschungsgruppe initiiert und führt Projekte zur Klimawandelanpassung mit dem Fokus auf ländliche Räume durch. Diese können inhaltlich dem DAS-Cluster
Land (Handlungsfelder Boden, Landwirtschaft, Wald- und Forstwirtschaft, biologische Vielfalt) und
Wasser (insbesondere die Handlungsfelder Wasserhaushalt und Wasserwirtschaft)
zugeordnet werden. Neben der Entwicklung und Konzeptionierung von Anpassungsmaßnahmen steht bei der Maßnahmenumsetzung die Prozessevaluation im Mittelpunkt. Folgende Ziele werden von der Forschungsgruppe adressiert:
ganzheitliche Betrachtung der Klimawandelanpassung,
fachübergreifende Zusammenarbeit und Integration verschiedener Fachrichtungen (u. a. Agrarwissenschaften, Umweltwissenschaften, Umweltingenieurwesen, Angewandte Informatik),
Vernetzung und interdisziplinäre Kooperation von gesellschaftlichen und naturwissenschaftlichen Fragen,
Unterstützung von Unternehmen, Behörden und Institutionen hinsichtlich ihrer Aufgaben in den Bereichen Klimawandelanpassung (z.B. mit Leitfäden, Arbeitshilfen, Empfehlungen und anderen, teilweise digitalen, Werkzeuge zu ausgewählten Handlungsfeldern),
Verbesserung des Wissenstransfers zwischen den Projektpartnern innerhalb der Hochschule und mit Unternehmen, Behörden und Institutionen (z.B. mit Hilfe von themenspezifische Webportale und einem Newsletter),
Impulse für eine langfristige Sicherung der Lebensqualität.
Sprecher der Forschungsgruppe | Prof. Dr. Klaus Maas, TH OWL
Koordination der Forschungsgruppe | Saskia Dreier, M.Sc.
Projekte der Forschungsgruppe
Einhergehend mit dem Klimawandel und der dadurch bedingten Erderwärmung lässt sich eine Zunahme von Extremwetterereignissen feststellen. Im Kreis Höxter waren 2017, 2018 und 2019 mehrere Ortschaften von Schlammlawinen, ausgelöst durch Starkregen, betroffen. Folgen sind u.a. versperrte Straßen, Schäden an Gebäuden und Fahrzeugen, Ackerflächen, die auf Jahre geschädigt sind sowie Fließgewässer, deren Kiesbänke durch eingetragenes Feinsediment kolmatiert sind.
Das vorliegende Projekt verfolgt das Ziel einen Masterplan zu entwickeln, mit dem Kommunen befähigt werden, eine standortgerechte sowie ökologisch nachhaltige Sturzflutvorsorge umzusetzen und geeignete Settings für eine aktivierende und konfliktfreie Einbindung klimasensibler Akteure aufzuzeigen (Förderkennzeichen 67DAS256).
Hypothetisch wird angenommen, dass eine Hochschule gegenüber den Studierenden nur authentisch wirkt, wenn sie Nachhaltigkeitsziele verfolgt. Hintergrund dieser Überlegung ist, dass Nachhaltigkeit ein Querschnittsthema in allen Lehr- und Wissenschaftsgebieten ist. Gegenstand der Campus-Nachhaltigkeitsstrategie sind die Bewältigung von Nachhaltigkeitsherausforderungen an einem Hochschulcampus und die Implementierung von Nachhaltigkeitsmaßnahmen. Nachhaltigkeit wird dabei ganzheitlich verstanden, also ökologisch, sozial und ökonomisch. Es geht um den transformativen Prozess hin zu einem nachhaltigen Campus. Die Diskussion über die Campus-Nachhaltigkeitsstrategie mündete in der Anstellung von zwei Nachhaltigkeits-Managern, die eine Nachhaltigkeitsstrategie für die gesamte Hochschule entwickeln und in Teilen bereits umsetzen.
Im Rahmen des Projekts Innovative Hochschule und des Transferprojekts TRInnovation wird ein Seesonar prototypisch entwickelt. Das Hauptziel des Projekts ist die Entwicklung einer effizienten Seegrundvermessungslösung, die Miniaturisierung, Autonomie, intelligente Automatisierung und niedrige Kosten miteinander verbindet. Gleichzeitig soll das System robust und verlässlich sein und die Genauigkeitsanforderungen erfüllen. Die Vermessung erfolgt auf der Grundlage von Sonardaten, um eine Messpunktwolke zu generieren, die anschließend zu einem digitalen Gelände- oder Oberflächenmodell weiterverarbeitet wird. Um geodätische Genauigkeit zu gewährleisten, sind jedoch verschiedene technische Herausforderungen zu bewältigen, darunter temperatur- und tiefenabhängige Laufzeiten der Sonarsignale, die Erfassung der Eigenbewegungen des Sonarträgers, GNSS/RTK-Messungen zur präzisen Ortung des Sonarträgers und die lückenlose Erfassung des Seegrunds, einschließlich flacher Uferbereiche. Darüber hinaus ist eine klare Unterscheidung zwischen Gelände- und Oberflächenmodellen erforderlich, um beispielsweise Vegetation zu identifizieren und Fehlerfortpflanzung zu minimieren. Weitere zu erprobende Anwendungen zielen auf die automatisierte Entnahme von Wasserproben.
Gegenstand der Begleitforschung war das gemeinsame Projekt Smart Country Side der Kreise Lippe und Höxter, welches eines von insgesamt zehn geförderten Projekten des Integrierten Handlungskonzepts der Region Ostwestfalen-Lippe „OWL 4.0 – Industrie, Arbeit, Gesellschaft“ ist. Diese Handlungskonzepte sind Folge der auf bundespolitischer Ebene gestellten Forderung an Dörfer, sich intensiver mit der Digitalisierung auseinanderzusetzen. Evaluiert wurden leicht nutzbare und ortsunabhängige Lösungen, die das Leben im ländlichen Raum spürbar und nachhaltig verbessern. Beispielhafte Anwendungsfelder sind Ehrenamt, E-Partizipation und Mobilität. Zielgruppen sind ehrenamtlich Tätige und mitwirkende Bürger sowie Verantwortliche in Behörden und Einrichtungen der Daseinsvorsorge.
Die zu evaluierenden Umsetzungsprojekte waren digitale Dorf-, Kirchen-, Fürsorge oder Immobilien-Plattformen, Dorf-Hilferufe, Dorf-Chroniken, Erlebnistouren, Info-Touch-Screens, Lern- und Medienecken, Verwaltungs- und Schulanwendungen, eine Smart Bench und ein smartes Dorfgemeinschaftshaus sowie mit den Projekten zusammenhängende Schulungen. Dabei basierte die Evaluation vor allem auf Daten, die mittels qualitativer Methoden der empirischen Sozialforschung in Form von Experten- und Fokusgruppeninterviews erhoben wurden. Konzeptionelle Grundlage für die Evaluierung bildete das CIPP-Evaluationsmodell (Context, Input, Process, Product). Die inhaltliche Auswertung erfolgte mittels einer strukturierten qualitativen Inhaltsanalyse.
Die Klimaänderung zeigt sich durch Erwärmung der Luftmassen und langfristig vor allem durch die Erwärmung der Wassermassen. Im Kontext Starkregen ist relevant, dass warme Luft mehr Feuchte aufnehmen kann. Durch die global betrachtet vergleichsweise schnelle Erwärmung am Nordpol ändern sich die Großwetterlagen in der nördlichen Hemisphäre. Ausgeprägte Hoch- und Tiefdruckgebiete bewegen sich langsamer und verbleiben mitunter lagestabil. Diese Gemengelage ist die Ursache für vermehrte Starkregenereignisse mit teils tragischen Folgen und gleichsam Ursache für sehr trockene Zeitabschnitte.
Mit verschiedenen Ansätzen arbeitet die Forschungsgruppe mit Stadt, Kreis und Kommunen zusammen. Es werden Gerinnelinien sehr kleinräumig modelliert, d.h. die Frage geklärt, wo im Fall von Starkregen das Wasser abfließt und sich kumuliert. Es werden im Modell Maßnahmen zur Ableitung oder Zurückhaltung der Wassermassen simuliert. Zudem werden Geobasisdaten über die relevanten Bodeneigenschaften zusammengestellt, wie bspw. Wasseraufnahmefähigkeit und Erodierbarkeit des Oberbodens.
Letztlich steht die Forschungsgruppe auch für die Moderation der möglichen Gegenmaßnahmen in den Gremien der potenziell gefährdeten Ortschaften zur Verfügung.
Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel sind komplex, adressieren unterschiedliche Zuständigkeitsbereiche und erfordern eine disziplinen- und akteursübergreifende Zusammenarbeit. Verschiedene Zeit- und Zielhorizonte sowie (vorangegangene) Interessenskonflikte können die Planung und Umsetzung von Maßnahmen behindern oder mitunter ganz unterbinden.
Das Promotionsvorhaben adressiert die Prozessgestaltung und Steuerung von Klimawandelanpassung im Themenfeld Starkregen in ländlichen Räumen. Der Betrachtungsfokus liegt dabei auf einzelnen Akteursgruppen und deren handlungsmotivierender und konfliktarmer Ansprache und Einbindung in Planungs- und Umsetzungsprozesse.
Fokus dieses Promotionsvorhabens ist es, die vorhandene GIS-basierte topografische Fließpfadanalyse zur Identifikation gefährdeter Bereiche im Zuge eines Starkregenereignisses bezüglich einer Maßnahmenplanung zu erweitern. Ziel ist die Entwicklung eines Workflows bzw. GIS-Tools, mit Hilfe dessen die abflussmildernde Wirkung von flächenbezogenen Maßnahmen abgeschätzt werden kann.
Das Vorhaben gliedert sich in das Forschungsprojekt MaPro - Masterplan zur nachhaltigen und übertragbaren kommunalen Sturzflutvorsorge als transdisziplinärer Prozess ein (Förderkennzeichen 67DAS256).
Promotionen in Kooperation mit der University of Venda, South Africa, betreut durch Prof. Dr. Klaus Maas
Thangeni Mphanama: Use of Drones for Remote Sensing, Geophysical Survey and Acquisition of High Quality Areal Photographs in Mineral Exploration. Start in 2023 at University of Venda.
Dr. Humbulani Rejune Mundalamo: Detailed Investigation of the Geology, Structural Setting and Mineralisation of the Copper-Sulphide Deposits in the Musina Area, Limpopo Mobile Belt, South Africa. Defense in 2019 at University of Venda.
Das PK NRW besitzt das Promotionsrecht und ermöglicht der TH OWL und anderen Hochschulen für Angewandte Wissenschaften in Nordrhein-Westfalen, Promotionsverfahren ohne Kooperation mit einer Universität durchzuführen. Promovierende der TH OWL können also neben dem Weg einer kooperativen Promotion auch über eines der Programme der verschiedenen Abteilungen des Promotionskolleg NRW an der TH OWL promovieren. Prof. Dr. Klaus Maas ist Direktor der Abteilung Technik und Systeme und Vorsitzender des Promotionsausschusses Cyber Physische Systeme.
