Das Einzugsgebiet der Ems in Nordrhein-Westfalen beträgt circa 4.100 Quadratkilometer. Davon liegt ungefähr ein Drittel im Bereich der Bezirksregierung Detmold. Auf einer Lauflänge von circa 155 Kilometer münden zahlreiche Nebenflüsse in die Ems, zum Beispiel Glane, Werse, Bever, Hessel und Lutter. Die Hase mündet im Nachbarland Niedersachsen in die Ems. Der nordrhein-westfälische Teil des Hase-Einzugsgebietes beträgt circa 118 Quadratkilometer und wird von der Bezirksregierung Münster im Zusammenhang mit der Ems federführend bearbeitet. 

Das Einzugsgebiet der Ems in NRW ist vergleichsweise gering besiedelt und durch landwirtschaftliche Nutzungen geprägt; etwa die Hälfte sind Ackerflächen, ungefähr ein Drittel entfallen auf Grünland- und Waldflächen. Die vorherrschenden Nutzungen im Einzugsgebiet prägen auch den Zustand der Gewässer. Die Kernprobleme liegen in den erheblichen hydromorphologischen Defiziten sowie mangelnder Durchgängigkeit aufgrund von Querbauwerken. So finden sich z.B. die Folgen von Gewässerausbaumaßnahmen, wie Begradigungen zur Entwässerung angrenzender Flächen, an zahlreichen Gewässerabschnitten im Teileinzugsgebiet Ems. Auch die lange Zeit technisch ausgerichtete Gewässerunterhaltung trug bis heute zum Erhalt dieses Ausbauzustandes bei. Hinzu kommen stoffliche Belastungen infolge diffuser und punktueller Einträge. 

 Zur Verbesserung der ökologischen Situation der Gewässer im Teileinzugsgebiet Ems NRW wurden in den letzten Jahren zahlreiche Maßnahmen umgesetzt. Die wohl umfangreichste Maßnahme umfasst den Anschluss des Altarms Hembergen mit einer effektiven Verlängerung der Ems um circa einen Kilometer. Weitere Beispiele sind u.a. die Neutrassierung des Emmerbaches in Ascheberg-Davensberg und die ökologische Verbesserung des Edelbaches in Münster. Auch zur Herstellung der Durchgängigkeit konnten Maßnahmen z.B. in der Bever in Warendorf-Milte oder in der Werse in Sendenhorst-Albersloh umgesetzt werden. Aktuelle Informationen zum Umsetzungstand von Projekten an der Ems befinden sich auf den Internetseiten der Bezirksregierung unter dem Stichwort „Renaturierung der Ems“. 

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Zur Zusammenarbeit und Abstimmung mit dem angrenzenden Bundesland Niedersachsen und den Niederlanden wurde eine gemeinsame „Geschäftsstelle Ems“ mit Sitz beim Niedersächsischen Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN) in Meppen gegründet. Sie koordiniert seit 2002 die Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) sowie seit 2007 auch die Belange der Hochwasserrisikomanagementrichtlinie (HWRM-RL) auf nationaler und internationaler Ebene innerhalb der Flussgebietseinheit (FGE) Ems.