Im Themenfeld des Urbanes Wassermanagements arbeiten die Expert:innen des KIT insbesondere in klassischen Bereichen der Siedlungswasserwirtschaft, der Wasserver- und -entsorgung, zur Bestimmung der Wasserqualität, der Wasseraufbereitung, Wasserchemie und -mikrobiologie, den Themen der Wassermengen- und güteerfassungen, der Verfahrenstechnik und in Membrantechnologien zur Abwasserreinigung sowie von Regenwasserbehandlungsanlagen. Die Elemente des urbanen Wasserhaushalts umfassen einerseits Trink- und Brauchwasserressourcen, andererseits Regenwasser, und die jeweils daraus entstehenden Abwasserströme.

Überflutungsereignisse betreffen heute nicht nur Städte an Fließgewässern, sondern können grundsätzlich alle Siedlungen durch die klimawandelinduziert häufiger und extremer auftretenden Starkregenfälle treffen. Hochwasser und Sturzfluten bedrohen nicht nur Menschen und Kommunen, sie verursachen auch enorme Einträge von Schadstoffen und erodierten Sedimenten in die Oberflächengewässer. KIT-Expert:innen in diesem Themenbereich beschäftigen sich mit der Analyse und Schadensbewertung von aufttretenden Überflutungsereignissen, mit hydrologischen Fragestellungen und entwickeln ingenieurtechnische Lösungen für nachhaltige Wasserinfrastrukturen und zur Starkregenvorsorge. Nach sogenannten Nature-based solutions suchen unsere Forschenden in angewandten Projekten in den Bereichen Hochwasserschutz und Auenentwicklung.

Die urbane Hydrogeologie beschäftigt sich mit den unterirdischen Wasservorkommen in urbanen Räumen. Dieses Grundwasser ist meist stark kontaminiert und daher zur Trinkwassergewinnung nicht geeignet. Es hat aber eine hohe Eignung zur thermischen Nutzung über oberflächennahe Geothermie, da sich  der Wärmeinseleffekt auch in den Untergrund erstreckt. Am KIT erstreckt sich die Forschung und Lehre auf ein tiefgreifendes Verständnis von Grundwasserkörpern, deren Wasserqualität, dem Wärmeinseleffekt auf ihre thermischen Eigenschaften sowie ingenieursgeologische Lösungen zur energetischen Nutzung urbaner Grundwasserkörper.

Die Architektur und Planung spielt eine entscheidende Rolle bei der Bewältigung der interdisziplinären Herausforderungen im Umgang mit Wasser im städtischen Raum. Durch die Integration von Wasserelementen in die Gestaltung, die Förderung nachhaltiger Wassernutzung und -bewirtschaftung, die Anpassung an den Klimawandel und die Gestaltung von Wasserinfrastruktur-Architekturen, leisten  Architekten und Stadtplaner des KIT einen wichtigen Beitrag zur Schaffung lebenswerter und widerstandsfähigerer Städte und Gebäude.

Am KIT forschen und lehren diverse Fachbereiche im Themenkomplex Stadt - Luft, unter anderem in der Meteorologie, Stadtklimatologie, Gebäude- und Umweltaerodynamik sowie der Aerosol - und Lufthygieneforschung. Die Forschung in diesen Bereichen ist hochrelevant für die Identifikation, das Verständnis und die Bewältigung klimatischer und Lufthygienischer Belastungen in städtischen Gebieten, insbesondere auch im Hinblick auf die globale Erwärmung und den urbanen Wärmeinseleffekt.

Ein wesentlicher Bestandteil einer attraktiven und resilienten Stadt ist ihr Stadtgrün, ihre öffentlichen Parks und Gärten, und insbesondere die schattenspendenen Stadtbäume. Aufgrund der veränderten Standortbedingungen in Städten, die verdichtete Böden mit Überwärmung und Bodentrockenheit kombinieren, steht die Stadtvegetation unter besonderem Stress.

Die KIT-Stadtforschung in diesem Themenfeld ist äußerst breit und beschäftigt sich mit grundlegenden Aspekten der Pflanzenphysiologie, der Bodenkunde, den Auswirkungen der städtischen Lebens- und Wachstumsbedingungen, den Ökosystemleistungen des Stadtgrüns sowie dessen Erfassung über fernerkundliche Methoden. Auch Stadt-Umland Effekte, die Auswirkungen von Landnutzungsänderungen sowie die indirekten urbanen Effekte auf Landökosysteme sind Teil der exzellenten Stadtfforschung am KIT.