Zur Umsetzung der EU Wasserrahmenrichtlinie (EU-WRRL) wurden vom Referat Umwelt umfassende Gewässergüteuntersuchungen vergeben. Die Gewässerstrukturkartierung der Fließgewässer in Emscher- und Lippeeinzugsgebiete in Gelsenkirchen erfolgte auf Grundlage der Kartierung des Landesamtes für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz NRW. Die Bestandsaufnahme (Ist-Zustand) der kommunalen Reinwasserläufe und -zuläufe umfasste mehr als 33 laufende Kilometer. Die wurde in den zwei Jahren 2019-2020 durch das beauftragten Planungsbüro Koenzen umgesetzt.
Aus den Erhebungen der Einzelparameter ließen sich Bewertungen für sechs Hauptparameter (Laufentwicklung, Längsprofil, Sohlstruktur, Querprofil, Uferstruktur und Umfeld) berechnen und weiter zu einer Gesamtbewertung für den betrachteten Kartierabschnitt aggregieren. Die kartografische Darstellung der Gewässerstrukturkartierung erfolgt in einer bändigen Bewertung (linkes Umfeld, linkes Ufer, Sohle, rechtes Ufer, rechtes Umfeld). Sie bewertet die Abweichung des Ist-Zustandes eines Gewässerabschnittes von dem so genannten "Leitbild".
Die Gewässerstrukturkarte zeigt anschaulich, dass viele Gewässer durch Ausbaumaßnahmen und Nutzungen in der Vergangenheit mehr oder weniger stark verändert wurden. Sie sind durch die Farben Gelb (stark verändert), Orange (sehr stark verändert) oder Rot (vollständig verändert) gekennzeichnet. Daneben gibt es aber auch Gewässer bzw. Gewässerabschnitte, die gegenüber dem Leitbild nur mäßig (Grün) bzw. gering (Blau) verändert sind und sich damit unter hydromorphologischen Gesichtspunkten in einem "guten" bis "sehr guten" Zustand befinden.
Nordrhein-Westfalen unternimmt seit vielen Jahren erhebliche Anstrengungen, um Menschen, Umwelt, Wirtschafts- und Kulturgüter vor den Gefahren durch Hochwasser zu schützen. Neben baulichen Maßnahmen kommt dabei der Kartierung von Risiken, der Information der betroffenen Bürgerinnen und Bürger, der Vorsorgeplanung sowie der hochwassergerechten Entwicklungsplanung eine zentrale Bedeutung zu. Bis zum Jahr 2015 werden in Nordrhein-Westfalen für alle Gebiete, in denen signifikante Hochwasserschäden auftreten können, Hochwasserrisikomanagementpläne erarbeitet. Ziel der neuen Pläne ist es, über bestehende Gefahren zu informieren und Maßnahmen unterschiedlicher Akteure zu erfassen und abzustimmen, um hochwasserbedingte Risiken für die menschliche Gesundheit, die Umwelt, Infrastrukturen und Eigentum zu verringern und zu bewältigen. Grundlage dafür ist die EG-Richtlinie über die Bewertung und das Management von Hochwasserrisiken (EG-HWRM-RL), die am 26. November 2007 in Kraft getreten ist. Die Zielsetzung der Richtlinie wurde von der Bundesregierung in die Novelle des Wasserhaushaltsgesetzes (WHG) übernommen (in Kraft seit 1. März 2010). Zur Umsetzung des WHG sind folgende Schritte vorgesehen: Bis Dezember 2011: Vorläufige Bewertung und Festlegung der Gebiete, in denen Hochwasser eine erhebliche Gefahr für menschliche Gesundheit, Umwelt, Kulturerbe, wirtschaftliche Tätigkeiten oder Sachwerte darstellen können (sogenannte Risikogebiete). Bis Dezember 2013: Erstellung von Hochwassergefahren- und risikokarten für diese Gebiete. Hochwasserrisikokarten werden auf der Grundlage der Hochwassergefahrenkarten für die gleichen Hochwasserszenarien erstellt. In ihnen sollen über die Hochwassergefahren (Überschwemmungsausdehnung) hinaus die hochwasserbedingten nachteiligen Auswirkungen (z.B. Anzahl der betroffenen Einwohner, betroffene Wohn- oder Schutzgebiete, gefährdete Kulturobjekte) dargestellt werden.
Nordrhein-Westfalen unternimmt seit vielen Jahren erhebliche Anstrengungen, um Menschen, Umwelt, Wirtschafts- und Kulturgüter vor den Gefahren durch Hochwasser zu schützen. Neben baulichen Maßnahmen kommt dabei der Kartierung von Risiken, der Information der betroffenen Bürgerinnen und Bürger, der Vorsorgeplanung sowie der hochwassergerechten Entwicklungsplanung eine zentrale Bedeutung zu. Bis zum Jahr 2015 werden in Nordrhein-Westfalen für alle Gebiete, in denen signifikante Hochwasserschäden auftreten können, Hochwasserrisikomanagementpläne erarbeitet. Ziel der neuen Pläne ist es, über bestehende Gefahren zu informieren und Maßnahmen unterschiedlicher Akteure zu erfassen und abzustimmen, um hochwasserbedingte Risiken für die menschliche Gesundheit, die Umwelt, Infrastrukturen und Eigentum zu verringern und zu bewältigen. Grundlage dafür ist die EG-Richtlinie über die Bewertung und das Management von Hochwasserrisiken (EG-HWRM-RL), die am 26. November 2007 in Kraft getreten ist. Die Zielsetzung der Richtlinie wurde von der Bundesregierung in die Novelle des Wasserhaushaltsgesetzes (WHG) übernommen (in Kraft seit 1. März 2010). Zur Umsetzung des WHG sind folgende Schritte vorgesehen: Bis Dezember 2011: Vorläufige Bewertung und Festlegung der Gebiete, in denen Hochwasser eine erhebliche Gefahr für menschliche Gesundheit, Umwelt, Kulturerbe, wirtschaftliche Tätigkeiten oder Sachwerte darstellen können (sogenannte Risikogebiete). Bis Dezember 2013: Erstellung von Hochwassergefahren- und risikokarten für diese Gebiete. Hochwassergefahrenkarten informieren über die mögliche Ausdehnung und Tiefe einer Überflutung. Dabei wird die örtliche Hochwassersituation für ein Extremhochwasser, für ein 100-jährliches Ereignis und auch für ein häufiges Hochwasserereignis darstellt.
„Nach den Vorgaben der EU-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL; Richtlinie 2000/60/EG) sind alle Mitgliedstaaten verpflichtet, einen guten ökologischen Zustand ihrer Binnen- und Küstengewässer zu erreichen. Die Qualität des Gewässers wird dabei in erster Linie über biologische Kriterien bewertet. Im Zuge der nationalen Umsetzung dieser Richtlinie wurden zum 1.6.2001 das Institut für Angewandte Ökologie (IFAÖ, Neu-Brodersdorf) und die Fa. Aqua-Marin (Norden) durch das Niedersächsische Landesamt für Ökologie – Forschungsstelle Küste (Norderney) mit der Ausführung einer gemeinsamen Charakterisierung der deutschen Nord- und Ostseeküste beauftragt. Das Institut für Angewandte Ökologie bearbeitete die Ostsee- und die Fa. Aqua-Marin die Nordseeküste. Das erste Ziel des Projektes war die Erarbeitung (Nordsee) bzw. Präzisierung (Ostsee) einer Typisierung der einzelnen Küsten- und Übergangsgewässer von Nord- und Ostsee nach den in der WRRL (Anhang II) aufgeführten obligatorischen und optionalen Deskriptoren. In einem weiteren Arbeitsschritt sollten für die daraus resultierenden Gebietseinheiten die bisher vorliegenden geologischen, sedimentologischen, physikalisch-chemischen, hydrographischen und biologischen Daten als charakterisierende Bewertungsgrundlagen zusammengestellt und anhand von statistischen Analysen überprüft werden. Im vorliegenden Abschlussbericht werden jeweils für die Nordsee (Teil A) und Ostsee (Teil B) die Vorgehensweise bei der Erfassung der Daten und ihrer Aufarbeitung zur Darstellung und Verwendung als typisierendes bzw. charakterisierendes Merkmal erläutert. In einer Dokumentation werden die Entwicklung und das Resultat der Typisierung, die Darstellung der Gewässerdaten im GIS und Auswertungsverfahren beschrieben. Die Ergebnisse werden in Form von Datenbanken und GIS-Dateien mit Verweisen auf die verwendeten Rohdaten zur Verfügung gestellt. Das vom BMBF geförderte Projekt (BMBF-Az. FKZ 0330041) hatte eine Laufzeit von zwei Jahren. […]“
Die Digitale Topographische Karte 1:50.000 (DTK50) befindet sich derzeit in einer Umstellungsphase von der bisherigen analog geführten Topographischen Karte 1:50.000 (TK50) zu einem neuen, weitgehend automatisch aus den objektstrukturierten Daten des Digitalen Landschaftsmodell ATKIS®-DLM abgeleiteten Kartenwerk. Die Umstellungsphase wird voraussichtlich zwei bis drei Jahre in Anspruch nehmen. Die Verkleinerung des Maßstabs von 1:25.000 nach 1:50.000 bewirkt, dass für die Darstellung der gleichen Fläche in der Natur nur noch ein Viertel der Kartenfläche zur Verfügung steht. Die Lesbarkeit kann nur dadurch gewährleistet werden, dass die kartographische Wiedergabe der Erdoberfläche generalisiert wird, das heißt, die Darstellung wird in ihrer Detailgenauigkeit reduziert. Im Zuge dieser Generalisierung verliert die geometrische Genauigkeit an Bedeutung. Die Wiedergabe der einzelnen Gebäudegrundrisse wird durch eine flächenhafte Siedlungsdarstellung ersetzt. Dadurch wird Raum geschaffen für einfacher strukturierte Symbole, wie z.B. für Kirchen, Krankenhäuser, Burgen und Schlösser etc. Die Rasterdaten der DTK50 sind zunächst am Blattschnitt der analogen Kartenwerke orientiert. Alternativ sind blattschnittfreie Abgaben aus der Rasterdatenbank möglich. Die DTK50 liegt sowohl farbig als auch schwarz/weiß vor. Ein Plot einer DTK50 verfügt über UTM-Koordinatengitterlinien (East, ohne Zone 32- und Northwerte, E und N) bezogen auf WGS84/ETRS89 und das Koordinatengitter des Gauß-Krüger-Koordinatensystems (Rechts -und Hochwert bezogen auf DHDN/GK2/3). Der Blattschnitt bezieht sich auf geographische Koordinaten des WGS84, die nicht angegeben sind.
Die Digitale Topographische Karte 1:50.000 (DTK50) befindet sich derzeit in einer Umstellungsphase von der bisherigen analog geführten Topographischen Karte 1:50.000 (TK50) zu einem neuen, weitgehend automatisch aus den objektstrukturierten Daten des Digitalen Landschaftsmodell ATKIS®-DLM abgeleiteten Kartenwerk. Die Umstellungsphase wird voraussichtlich zwei bis drei Jahre in Anspruch nehmen. Die Verkleinerung des Maßstabs von 1:25.000 nach 1:50.000 bewirkt, dass für die Darstellung der gleichen Fläche in der Natur nur noch ein Viertel der Kartenfläche zur Verfügung steht. Die Lesbarkeit kann nur dadurch gewährleistet werden, dass die kartographische Wiedergabe der Erdoberfläche generalisiert wird, das heißt, die Darstellung wird in ihrer Detailgenauigkeit reduziert. Im Zuge dieser Generalisierung verliert die geometrische Genauigkeit an Bedeutung. Die Wiedergabe der einzelnen Gebäudegrundrisse wird durch eine flächenhafte Siedlungsdarstellung ersetzt. Dadurch wird Raum geschaffen für einfacher strukturierte Symbole, wie z.B. für Kirchen, Krankenhäuser, Burgen und Schlösser etc. Die Rasterdaten der DTK50 sind zunächst am Blattschnitt der analogen Kartenwerke orientiert. Alternativ sind blattschnittfreie Abgaben aus der Rasterdatenbank möglich. Die DTK50 liegt sowohl farbig als auch schwarz/weiß vor. Ein Plot einer DTK50 verfügt über UTM-Koordinatengitterlinien (East, ohne Zone 32- und Northwerte, E und N) bezogen auf WGS84/ETRS89 und das Koordinatengitter des Gauß-Krüger-Koordinatensystems (Rechts -und Hochwert bezogen auf DHDN/GK2/3). Der Blattschnitt bezieht sich auf geographische Koordinaten des WGS84, die nicht angegeben sind.
Der Datensatz umfasst die automatisiert aus Luftbildern (Aufnahmezeitpunkte 30. März und 01./02. Juni 2021) abgeleiteten, zweidimensionalen Baumkronenumringe ("Baumkronenpolygone") von rund 894.000 Bäumen im Stadtgebiet von Wuppertal, ausgeführt durch die EFTAS Fernerkundung Technologietransfer GmbH aus Münster im Rahmen der Forschungskooperation DigiTalZwilling4D innerhalb des Förderprojektes smart.wuppertal / DigiTal Zwilling mit dem in dieser Kooperation entwickelten Verfahren "twin4tree". Hierbei wurde das normalisierte Digitale Oberflächenmodell (nDOM) von Geobasis NRW (Jahrgang 2021) als Höhenmodell verwendet. Um keine Gebäude oder Bauwerke als Baum zu identifizieren, wurden für das Vegetationshöhenmodell nur Bereiche des nDOM innerhalb einer Baummaske berücksichtigt, die zuvor über eine Klassifikation der o. g. Luftbilder mit dem KI-Verfahren "Cop4ALL" erzeugt wurde. Die einzelnen Bäume wurden darin über ein Template-Matching-Verfahren identifiziert, bei dem variable 3D-Schablonen (sphärische und gaußförmige Form für Laubbäume, parabolische, hyperbolische und konische Form für Nadelbäume) über das Vegetationshöhenmodell gelegt werden. Den so gefundenen Baumstandorten wurden mittels einer Segmentierung des Vegetationshöhenmodells Baumkronen zugeordnet, deren senkrechte Projektion auf den Boden zweidimensionale Baumkronenpolygone ergab. Der Datensatz ist im GeoPackage-Format als Original und zur Reduzierung der Dateigröße als Variante mit generalisierten Baumkronenpolygonen unter der Open-Data-Lizenz CC BY 4.0 verfügbar. Wichtiger Hinweis: In dichten Baumbeständen ist die Identifikation einzelner Bäume aufgrund von zusammenwachsenden Baumkronen ("Kronenschluss") erschwert. Auch sogenannte "beherrscht stehende Individuen" unterhalb der aus der Luft sichtbaren Baumkronen lassen sich mit dem twin4tree-Verfahren nicht eindeutig erkennen. Daher unterschätzt das Verfahren die Anzahl von Bäumen in diesen Bereichen deutlich. Aus stichprobenhaften Zählungen in einigen Waldbereichen wurde ein durchschnittlicher Korrekturfaktor von 1,6 abgeleitet.
Bäche und Flüsse in Nordrhein-Westfalen sind in Fließgewässertypen eingeteilt, die durch die geologischen Verhältnisse im Untergrund, die Höhenlage, das Gefälle, die Besiedlung und durch physiko-chemische Messwerte definiert sind. Diese Einteilung gehört zu den fachlichen Grundlagen bei der Planung von Maßnahmen zur naturnahen Entwicklung von Fließgewässern, bei der Bewertung des ökologischen Zustandes, bei der Abgrenzung von Wasserkörpern und bei der Umsetzung der Ziele nach der EG_Wasserrahmenrichtlinie. Für die Typzuweisung sind im Wesentlichen kartographische Daten zugrunde gelegt worden, die vom Menschen weitgehend unveränderbar sind. Aktuelle Untersuchungsergebnisse wurden zur Unterstützung herangezogen. • Geologie (Digitale Geologische Karte NRW 1:100.000) • Naturraum (Karten der Fließgewässerlandschaften „BRD“ und „NRW“ und naturräumliche Gliederung NRW) • Einzugsgebietsgröße (Digitale Gewässerstationierungskarte NRW 1:25.000) • Gefälle (Digitales Geländemodell NRW) • Boden (Digitale Bodenkarte NRW) • Physiko-chemische Messwerte (für die Abgrenzung von silikatischen und karbonatischen Gewässertypen des Mittelgebirges) • Biologische Daten (z. B. zur Ermittlung der Verbreitung von Gammarus fossarum (Bachflohkrebs) als Indikatortaxon für die Abgrenzung von Mittelgebirge und Tiefland) Die Aufgabe der Fließgewässertypologie ist es, die natürliche Vielfalt der Fließgewässer nach gemeinsamen morphologischen, physiko-chemischen, hydrologischen und auch biozönotischen Merkmalen zu ordnen. In Nordrhein-Westfalen liegen zwei Typenkarten vor: die NRW- und die LAWA-Typenkarte. Die „gröberen“ LAWA-Typen gelten insbesondere für die Fließgewässer mit einem Einzugsgebiet über 10 km2, zu deren Zustand im Zuge der Umsetzung der europäischen Wasserrahmenrichtlinie regelmäßig zu berichten ist. Die Zielsetzung bei der NRW-Typenkarte ist die kleinräumige Darstellung der feiner differenzierten NRW-Typen. Sie dienen als Orientierungshilfe bei der ökologischen Verbesserung und naturnahen Entwicklung der Fließgewässer. Der erste Fließgewässertypenatlas erschien 2002 als LUA-Merkblatt Nr. 36. Die mit der Anwendung des Fließgewässertypenatlas gewonnenen Erfahrungen und Erkenntnisse sind in den überarbeiteten und 2015 veröffentlichten Fließgewässertypenatlas als LANUK-Arbeitsblatt 25 eingeflossen.
Der Datensatz zeigt die Ergebnisse, die im Rahmen einer Vorstudie (siehe fachliche Grundlage) für den Kreis Wesel in Bezug auf die tiefe hydrothermale Geothermie (> 1000 m), ermittelt wurden. Es erfolgte eine Klassifizierung der Gebiete in verschiedene "Flags" – was als vereinfachtes Ampelsystem dient, den Grad der Eignung für eine geothermische Nutzung widerspiegelt und als erste Orientierung für weitere Planungs- und Umsetzungsschritte dienen soll. Grüne Flaggen (Green Flags): Diese Gebiete weisen das höchste Potenzial für die Realisierung von Geothermieprojekten auf. Sie zeichnen sich durch sehr günstige Voraussetzungen hinsichtlich der Deckungsrate (bis zu 150%) und der Reservoir-Tiefe (bis zu 3800 m) aus. Diese Kombination stellt sicher, dass der Wärmebedarf nicht nur gedeckt, sondern auch ein Puffer für zukünftiges Wachstum oder Schwankungen vorhanden ist, während die Bohrkosten im wirtschaftlich attraktiven Bereich bleiben. Gelbe Flaggen (Yellow Flags): Gebiete mit gelben Flaggen bieten grundsätzlich ein gutes Potenzial hinsichtlich der Deckungsrate (bis zu 150%), sind jedoch durch eine tiefe Lage des Reservoirs (tiefer als 3800 m) gekennzeichnet. Obwohl der Wärmebedarf gedeckt werden könnte, sind die zu erwartenden erheblich höheren Bohrkosten ein wesentlicher Faktor, der die Wirtschaftlichkeit negativ beeinflusst. Orangefarbene Flaggen (Orange Flags): Diese Gebiete sind dadurch gekennzeichnet, dass ihre Deckungsrate als zu hoch (höher als 150%) eingestuft wird, obwohl das Reservoir in einer geeigneten Tiefe (bis zu 3800 m) liegt. Eine zu hohe Deckungsrate kann darauf hindeuten, dass das prognostizierte geothermische Potenzial den lokalen Wärmebedarf weit übersteigt, wodurch die wirtschaftliche Auslastung einer Anlage als unwahrscheinlich anzusehen ist. Die genaue Wirtschaftlichkeit müsste hier individuell und detailliert analysiert werden, da viele Variablen wie das verfügbare Kapital, das Potenzial für weitere Abnehmer oder die Möglichkeit, mehrere Gebiete zusammen zu versorgen, eine Rolle spielen. Rote Flaggen (Red Flags): Gebiete mit roten Flaggen werden als aktuell ungeeignet für die tiefen-geothermische Nutzung eingestuft. Dies ist der Fall, wenn sowohl die Deckungsrate als zu hoch (höher als 150%) als auch das Reservoir als zu tief (tiefer als 3800 m) bewertet werden. Diese Kombination von mangelnder Wirtschaftlichkeit aufgrund eines Überangebots bei gleichzeitig hohen Erschließungskosten macht eine sinnvolle geothermische Nutzung unter den aktuellen Rahmenbedingungen unwahrscheinlich.
