Wasserverluste in Städten verringern

Eine Lösung für den Wassermangel in Städten wird häufig in Wassertransferprojekten gesehen. Dabei wird das Wasser aus Regionen, in denen es viel Wasser gibt, in diejenigen Gegenden umgeleitet, in denen das wertvolle Gut dringend benötigt wird. Das größte Wassertransferprojekt der Welt ist aktuell in vollem Gange. Ausgehend vom Jangtsekiang-Fluss und mit Hilfe des Dreischluchtenstaudamms in China sollen die rund 21 Millionen Einwohner Pekings und mehr als sieben weitere Millionenstädte zuverlässig mit Trinkwasser versorgt werden. Ein Teil des gigantischen, 1.400 Kilometer langen Kanalsystems wurde 2015 eingeweiht. Bis zum Jahre 2050 sollen mehr als 45 Milliarden Kubikmeter Wasser aus dem Süden Chinas in den Norden fließen und dort insgesamt eine halbe Milliarde Menschen mit sauberem Trinkwasser versorgen. Dies ist ein Weg, den in großem Stil beispielsweise auch Las Vegas oder aber die baden-württembergische Hauptstadt Stuttgart gehen. Immenses Potential jedoch steckt auch in der Instandhaltung bestehender städtischer Wasserversorgungssysteme, insbesondere in der Reduktion von Wasserverlusten.

Bevor der Ernstfall des absoluten Wassernotstands eintritt, bleiben einige Hebel, um bestehende  Wasserverluste einzudämmen. Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat an der Erarbeitung eines umfassenden Handbuchs zur Reduktion von Wasserverlusten mitgearbeitet, das gemeinsam mit der Deutschen Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH, der VAG-Armaturen GmbH und der Fachhochschule Nordwestschweiz erstellt wurde. Die Arbeit des Instituts für Wasser und Gewässerentwicklung am KIT konzentrierte sich auf die Darstellung der technischen Aspekte der Wasserverlustreduzierung.

Für ein effektives Wasserverlustmanagement sollte zunächst eine Ist-Analyse der Wasserverluste im Leitungsnetz erfolgen, um eine zielgerichtete Strategie zu entwickeln und die geeigneten Maßnahmen zur Wasserverlustreduzierung einzuleiten. International sind vier Methoden zur Reduzierung von realen Wasserverlusten anerkannt und etabliert. Dazu zählt zum einen die Instandhaltung des Rohrnetzes, die aktive Kontrolle auf undichte Stellen im Rohrnetz (Leckagekontrolle). Bei der aktiven Leckagekontrolle wird mit dem entsprechenden Personal- und Geräteeinsatz das Leitungsnetz regelmäßig und aktiv inspiziert sowie möglichst kontinuierlich überwacht. Um die Laufzeit der Leckagen möglichst gering zu halten, ist dann die Geschwindigkeit und Qualität der Reparaturen entscheidend. Ein anderer Hebel ist ein kluges Druckmanagement.

Immer mehr in den Fokus rückt auch das Druckmanagement. Der anstehende Druck im Leitungsnetz hat maßgeblichen Einfluss sowohl auf die Entstehung neuer Schadensstellen im Netz als auch auf die Höhe der realen Wasserverluste. Die Leckagerate, d.h. die Ausflussmenge aus einer undichten Stelle, ist signifikant abhängig vom Druck. Ziel eines effektiven Druckmanagements ist daher, unnötig hohe Drücke im Leitungsnetz auf ein optimales Niveau zu reduzieren. Durch den niedrigeren Druck soll, bei Gewährleistung des erforderlichen Drucks zur ausreichenden Versorgung der Endverbraucher, die Leckagerate vorhandener Schadensstellen sowie die Entstehungshäufigkeit neuer Schäden reduziert werden.

Um die aktive Leckagekontrolle sowie das Druckmanagement effektiv und zielgerichtet anwenden zu können, ist es zweckmäßig, das gesamte Versorgungsnetz in kleinere und hydraulisch voneinander getrennte Mess- und Druckzonen (District Meter Areas und Pressure Management Areas) zu unterteilen. Die Schaffung dieser diskreten Zonen, bei denen alle eingespeisten und abgegebenen Wassermengen durch Messeinrichtungen aufgezeichnet werden, ermöglicht eine frühzeitige und präzise Erkennung und Lokalisierung von Leckagen, da zum Beispiel außergewöhnlich hohe Durchflussmengen aufgrund von Leckagen direkt erkannt werden. Für das Druckmanagement ist es zweckmäßig, den Zufluss in eine Zone auf eine Leitung zu beschränken. An dieser Leitung kann dann ein Druckreduzierventil installiert werden, durch das der Druck in der Zone auf das optimale Niveau gesenkt werden kann.

Eine Pilotstudie im Distrikt Santo Amaro in São Paulo konnte eindrucksvoll zeigen, wie schnell sich ein effizientes Druckmanagement in Städten lohnt. Innerhalb von nur fünf Monaten hatte sich das Projekt aus ökonomischer Sicht amortisiert. Die Rohrbrüche hatten sich nahezu halbiert und dem Stadtviertel stand 30 Prozent mehr Wasser zur Verfügung. Eine große Herausforderung für nachhaltige Wassermanagementkonzepte in Entwicklungsländern bleibt der immense Bevölkerungszuwachs und Zuzug, der jeden örtlichen Wasserversorger, auch in Europa, in Bedrängnis bringen würde. 

Beitrag erstellt am 9. Mai 2018

• Deutsche Gesellschaft für internationale Zusammenarbeit (GIZ), unter Mitarbeit des KIT (2001): Guidelines for water loss reduction. A focus on pressure management. Eschborn. Link
• Kingdom, B. Liemberger, R. und Marin, P. (2006): The Challenge of Reducing Non-Revenue Water (NRW) in Developing Countries. How the Private Sector Can Help: A Look at Performance-Based Service Contracting. World Bank. Paper No 8. Link
• Paracampos, F. (2007): Curbing demand in Sao Paulo through a successful water efficiency initiative. Proceedings of Global Water Leakage Summit, London, UK.
• Wissenschaftlicher Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen – WBGU (2016): Der Umzug der Menschheit: Die transformative Kraft der Städte. Hauptgutachten 2016. Link