Wege zu einem nachhaltigen Umgang mit Süßwasser: Jahresgutachten 1997

431 Pages·1998·43.74 MB·German

Springer
Berlin
Heidelberg
New York
Barcelona
Budapest
Hongkong
London
Malland
Paris
Santa Clara
Singapur
Tokio
Mitglieder des Wissenschaftlichen Beirats der Bundesregierung
Globale Umweltveranderungen
(Stand: 1. Juni 1997)
Prof. Dr. Friedrich 0. Beese
Agronom: Direktor des Instituts fUr Bodenkunde und Walderniihrung der Universitiit Gottingen
Prof. Dr. Klaus Fraedrich
Meteorologe: Meteorologisches Institut der Universitiit Hamburg
Prof. Dr. Paul Klemmer
Okonom: Prasident des Rheinisch-Westfiilischen Instituts fUr Wirtschaftsforschung, Essen
Prof. Dr. Dr. Juliane Kokou (Stellvertretende Vorsitzende)
Juristin: Lehrstuhl fUr Deutsches und Auslandisches Offentliches Recht, Volkerrecht und Europarecht
der Universitat DUsseldorf
Prof. Dr. Lenelis Kruse-Graumann
Psychologin: Schwerpunkt "Okologische Psychologie" der Fernuniversitat Hagen
Prof. Dr. Ortwin Renn
Soziologe: Akademie fUr Technikfolgenabschiitzung in Baden-WUrttemberg, Stuttgart
Prof. Dr. Hans-Joachim Schellnhuber (Vorsitzender)
Physiker: Direktor des Potsdam-Instituts fUr Klimafolgenforschung
Prof. Dr. Ernst-Detle! Schulze
Botaniker: Lehrstuhl fUr Pflanzenokologie der Universitat Bayreuth
Prof. Dr. Max Tilzer
Limnologe: Direktor des Alfred-Wegener-Instituts fUr Polar-und Meeresforschung, Bremerhaven
Prof. Dr. Paul Velsinger
Okonom: Leiter des Fachgebiets Raumwirtschaftspolitik der Universitat Dortmund
Prof. Dr. Horst Zimmermann
Okonom: Leiter der Abteilung fUr Finanzwissenschaft der Universitiit Marburg
Wissenschaftlicher Beirat der Bundesregierung
Globale Umweltveranderungen
Welt im Wandel:
Wege zu einem nachhaltigen
Umgang mit SiiBwasser
Jahresgutachten 1997
mit 76 Farbabbildungen
Springer
WISSENSCHAFTLICHER BEIRAT DER BUNDESREGIERUNG
GLOBALE UMWELTVERANDERUNGEN (WBGU)
Geschiiftsstelle am Alfred-Wegener-Institut
fUr Polar-und Meeresforschung
Columbusstrlille
D-27568 Bremerhaven
Deutschland
lSBN-13:978-3-642-72008-6 e-lSBN-13:978-3-642-72007-9
DOl: 10.1007/978-3-642-72007-9
Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme
Welt im Wandel: Wege zu einem nachhaltigen Umgang mit SiiSwasser 1
Wissenschaftlicher Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveriinderungen. -
Berlin; Heidelberg; New York; Barcelona; Budapest; Hongkong ; London;
Mailand ; Paris; Santa Clara; Singapur ; Tokio: Springer, 1998
(Jahresgutachten ... 1W issenschaft1icher Beirat der Bundesregierung Globale
Umweltveranderungen; 1997)
ISBN-13'978-3-6.p-72oo8-6
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1965 in der jeweils geltenden Fassung zuliissig. Sie ist grundsiitzlich vergiitungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des
Urheberrechtsgesetzes.
© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1998
Softcover reprint of the hardcover 1St edition 1998
Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht
zu der Annahme, daB solche Namen im Sinne der Warenzeichen-und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten waren und daher von jeder
mann benutzt werden diirften.
Satz: Datenkonvertierung durch Springer-Verlag
Umschlaggestaltung: E. Kirchner, Heidelberg unter Verwendung folgender Abbildungen:
Niagarafalle, USA
Abdullah-Bewiisserungskanal, Jordanien
Wasserverkiiufer, Marrakech, Marokko
Bewiisserung mit fossilem Wasser, Disi, Jordanien
Mendenhallgletscher, Alaska
Strandsaum, Salamis, Griechenland
alle Photo.: Meinhard Schulz-Balde.
SPIN 10553542 32/3137 543210 -gedruckt aufWorkprint 100% Recyclingpapier
Danksagung
Die Erstellung dieses Gutachtens ware ohne die deke (Potsdam-Institut), Dipl.-Phys. Oliver Molden
engagierte und unermiidliche Arbeit der Mitarbeite hauer (Potsdam-Institut), Dr. Gerhard Petschel
rinnen und Mitarbeiter der Geschaftstelle und der Held (Potsdam-Institut), Dr. Matthias Plochl (Pots
Beiratsmitglieder nicht moglich gewesen. Ihnen gilt dam-Institut), Dr. Fritz Reusswig (Potsdam-Institut),
der besondere Dank des Beirats. Dr. Hubert Schulte-Bisping (Universitat Gottingen).
Zum wissenschaftlichen Stab des WBGU gehOr Der Beirat dankt den externen Gutachtern filr die
ten wahrend der Arbeiten an diesem Gutachten: Zuarbeit und wertvolle Hilfe. 1m einzelnen flossen
Prof. Dr. Meinhard Schulz-Baldes (GeschaftsfUh folgende Gutachten und Stellungnahmen in das Jah
rer, Geschaftsstelle Bremerhaven), Dr. Carsten Loo resgutachten ein:
se (Stellvertretender GeschaftsfUhrer, Geschiittsstel Prof. Dr. J. Alcamo, Dr. P. Doll, F. Kaspar und S.
Ie Bremerhaven), Dipl.-Pol. Frank Biermann, LL.M. Siebert, Universitat Gesamthochschule Kassel, Wis
(Geschaftsstelle Bremerhaven), Dr. Arthur Block senschaftliches Zentrum fUr Umweltsystemfor
(Potsdam-Institut), Dipl.-Geogr. Gerald Busch (Uni schung: Global Mapping of Regional Water Vulnera
versitat Gottingen), Dipl.-Phys. Ursula Fuentes Hut bility.
filter (Geschaftsstelle Bremerhaven), Dipl.-Psych. Dr. G. Bachler, Geschiittsfilhrer, Schweizerische
Gerhard Hartmuth (Fernuniversitat Hagen), Dr. Friedensstiftung, Bern, Schweiz: Das AtatUrk-Stau
Dieter Hecht (Universitat Bochum), Andreas Klin dammprojekt am Euphrat-Tigris unter besonderer
ke, M.A. (Akademie fUr Technikfolgenabschatzung, BerUcksichtigung der sicherheitspolitischen Rele
Stuttgart), Dr. Gerhard Lammel (Max-Planck-Insti vanz zwischen den Anliegerstaaten TUrkei, Syrien
tut fUr Meteorologie, Hamburg), Referendar-jur. und Irak.
Leo-Felix Lee (Universitat Heidelberg), Dipl.-Ing. Dr. N. Becker und 0. Leshed, University of Haifa,
Roger Lienenkamp (Universitat Dortmund), Dr. Israel: Using Economic Incentives to Mitigate a Po
Heike Mumm (Alfred-Wegener-Institut, Bremerha tential Water Crisis.
yen), Dipl.-Biol. Martina Mund (Universitat Bay Prof. Dr. E. Brown Weiss, Georgetown University
reuth), Dipl.-Volksw. Thilo Pahl (Universitat Mar Law Center, Washington, DC, USA: Prevention and
burg), Dr. Benno Pilardeaux (Geschaftsstelle Bre Solutions for International Water Conflicts: the
merhaven), Dipl.-Biol. Helmut Recher (Max-Planck Great Lakes (USA-Canada).
Institut fUr Limnologie, PIon). Prof. Dr. M. Exner, Universitat Bonn, Hygiene-In
Den Sachbearbeiterinnen, die beim Gutachten die stitut: personliche Mitteilung.
Gestaltung und Textverarbeitung koordiniert haben, Dr. W. Grabs, Bundesanstalt fUr Gewasserkunde,
schuldet der Beirat besonderen Dank: Global Runoff Data Center, Koblenz: personliche
Vesna Karic-Fazlic (Geschaftsstelle Bremerha Mitteilung.
yen), Ursula Liebert (Geschaftsstelle Bremerhaven), Prof. Dr. H. GraBI: World Climate Research Pro
Martina Schneider-Kremer, M.A. (Geschiittsstelle gramme, Genf: personliche Mitteilung.
Bremerhaven). Dr. M. Heimann und Dr. E. Rockner, Max-Planck
Der Beirat dankt weiterhin den Mitarbeitern des Institut fUr Meteorologie, Hamburg: Modellierung
Questions-Projekts (Potsdam-Institut fUr Klimafol des Wasserdargebots.
genforschung) und der BMBF-Projekte "Syndrom Dipl.-Forstw. J. Herkendell, Ministerium fUr Um
dynamik" fUr die Weiterentwicklung des Syndrom welt, Raumordnung und Landwirtschaft des Landes
konzepts und dessen Integration in die Arbeiten des Nordrhein-Westfalen, DUsseldorf: LiteraturUber
Beirats: sicht zu allgemeinen gesundheit lichen Aspekten von
Dipl.-Geogr. Martin Cassel-Gintz (Potsdam-Insti Wasserproblemen.
tut), Dr. Jochen Dehio (RWI Essen), Dipl.-Chem.
Jiirgen Kropp (Potsdam-Institut), Dr. Matthias Lil-
Prof. Dr. D. Ipsen, Universitat Kassel, Arbeits serwirtschaft: Was ist die heutige Wasserkultur in Ag
gruppe Empirische Planungsforschung: Kulturange glomerationsraumen der Bundesrepublik Deutsch
paSte MaSnahmen fur einen veranderten Umgang land und welche Restriktionen und Maglichkeiten
mit Wasser. zur Entwicklung einer neuen nachhaltigen Wasser
Prof. Dr. med. J. Knobloch, Universitat Tubingen, kultur lassen sich benennen?
Institut fur Tropenmedizin: Die Ausbreitung wasser Dr. R. Wiedenmann, Zurcher Kantonalbank,
verursachter Infektionskrankheiten. Schweiz und Dr. A. Sanchez, Santa Cruz: Bedingun
S. Kuhn, ICLEI European Secretariat, Freiburg: gen, Leistungsfahigkeit und Grenzen von Genossen
Internationale Ubersicht uber Aktivitaten zur LOKA schafts16sungen fur landwirtschaftliche Bewasse
LEN AGENDA 21. rungssysteme.
Dr. K. Lanz, Hamburg und Prof. Dr. J. S. Davis,
ETH Zurich, Schweiz: Wasserkulturen der Welt im
Vergleich - Eine Analyse westlicher Wasserwerte im
Lichte fremder Kulturen.
Prof. S. McCaffrey, University of the Pacific, Mc
George School of Law, Sacramento, USA: persanli
che Mitteilung.
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. E. J. Plate, Universitat
Karlsruhe, Institut fur Hydrologie und Wasserwirt
schaft: Wasser und Katastrophen (IDNDR).
Prof. Dr.-Ing. U. Rott und Dipl.-Ing. R. Minke,
Universitat Stuttgart, Institut fUr Siedlungswasser
bau, Wassergute- und Abfallwirtschaft: Wassertech
nologien: Grundlagen und Tendenzen.
Prof. Dr.-Ing. Dr. rer. pol. K.-u. Rudolph und
Dipl.-Ok. Th. Gartner, Consultants for Water En
gineering and Management, Witten: Die deutsche
Wasserver- und -entsorgung im internationalen Ver
gleich. Schwachen und Starken eines zukunftigen
"deutschen Modells" sowie umweltpolitische
Exportmaglichkeiten.
Prof. Dr. R. Sauerborn, Klinikum Heidelberg, Ab
teilung Tropenhygiene: persanliche Mitteilung.
Prof. Dr. U. Shamir, Water Research Institute,
Technion Israel Institute of Technology, Haifa, Israel:
Sustainable Water Management.
Dr. H.-H. Stabel, Betriebs- und Forschungslabor
Zweckverband Bodensee-Wasserversorgung, Uber
lingen: Vergleichende Bewertung der internationa
len und nationalen Standards fur Nutzwasser (Trink
wasser, Irrigation, Industrie, Bergbau u.a.).
Prof. Dr.-Ing. D. Stein, Universitat Bochum, Fa
kultat fUr Bauingenieurwesen: Moderne Leitungs
netze als Beitrag zur Lasung der Wasserprobleme
von Stadten.
Prof. Dr. D. A. Tarlock, Chicago Kent College of
Law, Chicago, USA: The Use of Watermarkets to
Reallocate Water to New Demands.
Cando iur. D. Thieme, Universitat Dusseldorf, Juri
stische Fakultat: Implementierung der Klimarah
menkonvention: Vorschlage fur ein Zusatzprotokoll.
Dr.-Ing. M. Voigt, Universitat Dortmund, Fakultat
Raumplanung, Fachgebiet Stadtbauwesen und Was-
I nha Itsiibersicht
A Kurzfassung 1
1 Kurzfassung der einzelnen Kapitel 3
2 Zentrale Handlungsempfehlungen 13
B Einfuhrung 17
C Funf Jahre nach der UN-Konferenz fur Umwelt und Entwicklung in Rio de
Janeiro 23
1 Einleitung 25
2 Internationale Politik zum Globalen Wandel 26
3 Lokale Politik zur Umsetzung der AGENDA 21 37
4 Fazit und Ausblick 42
D Schwerpunktteil: Wasser 45
1 Die Su8wasserkrise: Grundlagen 47
2 Wasser im globalen Beziehungsgeflecht - der Wirkungszusammenhang 122
3 Die globale Wasserproblematik und ihre Ursachen 129
4 Schltisselthemen 218
5 Wege aus der Wasserkrise 281
E Forschungs-und Handlungsempfehlungen 357
1 Zentrale Forschungsempfehlungen zum Schwerpunktthema Su8wasser 359
2 Zentrale Handlungsempfehlungen zum Schwerpunktthema Su8wasser 367
F Literatur 375
G Glossar 399
H Der Wissenschaftliche Beirat der Bundesregiernng Globale
Umweltveriinderungen 405
I Index 409
Inhaltsverzeichnis
A Kurzfassung 1
1 Kurzfassung der einzelnen Kapitel 3
2 Zentrale Handlungsempfehlungen 13
B Einfuhrung 17
C Funf Jahre nach der UN-Konferenz fUr Umwelt und Entwicklung in Rio de
Janeiro 23
1 Einleitung 25
2 Internationale Politik zum Globalen Wandel 26
2.1 Atmosphlire 26
2.1.1 Montrealer Protokoll 26
2.1.2 UN-Rahmenkonvention tiber Klimaanderungen 26
2.2 Hydrosphlire 27
2.2.1 Schutz der Meere vor landseitigen Einleitungen 27
2.2.2 Uberfischung 28
2.2.3 Internationaler Seegerichtshof in Hamburg 28
2.3 Biosphlire 28
2.3.1 Ubereinkommen tiber die biologische Vielfalt 28
2.3.2 Zwischenstaatlicher Walder-AusschuB 29
2.3.3 Verhandlungen zu pflanzengenetischen Ressourcen fUr Ernahrung und
Landwirtschaft 30
2.4 LithospharelPedosphare 30
2.5 Bevolkerung 31
2.5.1 UN-Konferenz fUr Bevolkerung und Entwicklung (Kairo) 31
2.6 Gesellschaftliche Organisation 32
2.6.1 UN-Weltfrauenkonferenz (Peking) 32
2.6.2 Weltsiedlungskonferenz Habitat II (Istanbul) 33
2.6.3 Weltmenschenrechtskonferenz (Wien) 33
2.7 Wirtschaft 34
2.7.1 Aligemeines Zoll-und Handelsabkommenl Welthandelsorganisation 34
2.7.2 Welternahrungsgipfel der Vereinten Nationen (Rom) 35
2.7.3 Weltsozialgipfel der Vereinten Nationen (Kopenhagen) 35
3 Lokale Politik zur Umsetzung der AGENDA 21 37
3.1 Bedeutung lokaler Politikprozesse fur eine nachhaltige Entwicklung 37
3.2 Die LOKALE AGENDA 21 37
3.2.1 Beteiligung der Kommunen am LA21-ProzeB 38
IV
3.2.2 AktiviHiten zur LA21 im internationalen Vergleich 38
3.2.3 Deutsche LA21-Initiativen 39
3.2.4 Mit der LA21 zu einer nachhaltigen Entwicklung: Potentiale und Barrieren 40
4 Fazit und Ausblick 42
D Schwerpunktteil: Wasser 45
1 Die Sii8wasserkrise: Grundlagen 47
1.1 Wasserfunktionen 47
1.1.1 Naturfunktionen 48
1.1.1.1 Lebenserhaltungsfunktion 48
1.1.1.2 Lebensraumfunktion 48
1.1.1.3 Regelungsfunktionen 48
1.1.2 Kulturfunktionen 49
1.2 Wasser a1s Lebensraum und seine Bedeutung fUr angrenzende
Lebensriume 50
1.2.1 Stehende Gewasser 50
1.2.2 FlieBende Gewasser 51
1.2.3 Boden-und Grundwasser 52
1.2.4 Feuchtgebiete 53
1.2.5 Biodiversitat limnischer Okosysteme 54
1.2.6 Handlungs-und Forschungsempfehlungen 57
1.3 Wasserkreislauf 58
1.3.1 Wasserhaushalt 58
1.3.2 Wasserkreislauf im atmospharischen Energiehaushalt 59
1.3.3 Wechselwirkungen mit der Atmosphare 61
1.3.3.1 Strahlung, Wasserdampf und Wolken 62
1.3.3.2 Chemie der Atmosphare und Aerosole 62
1.3.3.3 Kryosphare und Ozean 63
1.3.3.4 Vegetation in ariden und semi-ariden Gebieten 63
1.3.4 Wechselwirkungen mit der Vegetation 64
1.3.4.1 Beeinflussung der Wasserbilanz 64
1.3.4.2 Beeinflussung der Wasserqualitat 67
1.3.5 Modell: Wasserkreislauf heute und morgen 68
1.3.5.1 Vergleich zwischen Beobachtung und Simulation des heutigen Klimas 69
1.3.5.2 Simulierte Veranderungen des Wasserkreislaufs unter dem EinfluB eines
verdoppelten CO -Aquivalent-Gehalts 69
2
1.4 Aktueller Stand und zukiinftige Entwicklung der Wasserentnahme in
Landwirtschaft, Industrie und Haushalten 72
1.4.1 Begriffsdefinitionen und Datenlage 72
1.4.2 Aktueller Stand der Wasserentnahme 73
1.4.3 Entwicklung der Wasserentnahme 79
1.5 Wasserqualitit 86
1.5.1 Bestandsaufnahme der Wasserqualitat 87
1.5.1.1 Niederschlag 89
1.5.1.2 Oberflachenwasser 90
1.5.1.3 Grundwasser 95
1.5.1.4 Qualitatstiberwachung 95
1.5.2 Qualitatsanforderungen 96
1.5.2.1 Trinkwasser 97
1.5.2.2 Wasser als landwirtschaftliches Produktionsmittel 98
1.5.3 Forschungs-und Handlungsempfehlungen 101
1.6 Wasser und Katastrophen 102
1.6.1 Einleitung 102