Schlechte Oberflächengewässerqualität ist eines der dringendsten Umweltprobleme weltweit. In Deutschland sind 54 % der Bäche und 37 % der Seen verschmutzt (schlecht & unbefriedigend, Umweltbundesamt, 2015). In den USA sind die Zahlen ähnlich schlecht: 54 % der Bäche und 68 % der Seen sind verschmutzt (EPA, 305(b)-Liste, 2015). Weltweit ist die Trinkwasserversorgung von 1,8 Milliarden Menschen verunreinigt (WHO, 2015). Eine wirksame Bewältigung dieser Probleme erfordert ein vorausschauendes Verständnis dieser Systeme. Wie wird sich die Wasserqualität dieses Flusses verändern, wenn wir die Kläranlage aufrüsten? Welche Änderungen an unseren landwirtschaftlichen Praktiken sind erforderlich, um diesen See zu säubern? Wie wird sich der Klimawandel auf die Gesundheit dieses Ästuars auswirken? Leider verstehen wir unsere Oberflächenwassersysteme noch nicht gut genug, um diese Fragen mit Sicherheit beantworten zu können. Nehmen wir als Beispiel den Eriesee in den USA. In den 1970er Jahren war der See stark eutrophiert, was zu milliardenschweren Bewirtschaftungsmaßnahmen führte (z. B. Bau und Modernisierung von Kläranlagen). Obwohl der See zunächst mit einer deutlichen Verbesserung der Eutrophierungssymptome (z. B. Hypoxie, Algenbiomasse) reagierte, erlebt er jetzt ein Wiederaufleben der Eutrophierung, einschließlich häufiger toxischer Cyanobakterienblüten, die die ökologische Gesundheit und die Wasserversorgung von Millionen von Menschen bedrohen. Die Wasserqualität ist heute schlechter als vor der Durchführung der Bewirtschaftungsmaßnahmen! Es ist notwendig, ein prädiktives Verständnis von Oberflächenwassersystemen zu entwickeln, d.h. Modelle und Modellierer, um deren wirksame und nachhaltige Bewirtschaftung zu unterstützen.