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Infoblatt Wasserwirtschaft


Wassergewinnung (Klett)

Wasserversorgung, Wasserentsorgung, Wasserbedarf

Die Wasserwirtschaft befasst sich unter anderem mit der Wasserversorgung, der Wasserentsorgung und dem Wasserbedarf. Eine wesentliche Aufgabe ist es, den Wasserbedarf einer Region mit deren Wasserressourcen in Einklang zu bringen. Zu den verschiedenen Aufgaben der Wasserwirtschaft zählen unter anderem:

  • Trinkwassergewinnung, -aufbereitung und -versorgung
  • Brauchwassergewinnung, -aufbereitung und -versorgung
  • Abwasserbehandlung
  • Abwasserbeseitigung
  • Schifffahrt
  • Hochwasserschutz
  • Küstenschutz
  • Gewässerschutz, -reinhaltung und -entwicklung
  • Wasserkraftnutzung

Diese wasserwirtschaftlichen Aufgaben sind gesetzlich über das Wasserhaushaltsgesetz von 2009 geregelt. Eine Lenkung und Ordnung des Wasserhaushaltes wird durch die Bundesländer über wasserwirtschaftliche Rahmenpläne und Planfeststellungsverfahren vorgenommen.

Wasserversorgung

Als Wasserversorgung werden alle Schritte zur Sicherung des Bedarfs an Trink- und Brauchwasser von Bevölkerung und Industrie verstanden. Die Wasserversorgung wird in die Beschaffung (Gewinnung), Aufbereitung, Speicherung, Zuführung und Verteilung unterteilt. Die Aufgabe der öffentlichen Wasserversorgung besteht in der Bereitstellung des Rohstoffes Wasser für die Bevölkerung (Öffentlichkeit). Trinkwasser soll stets in genügender Menge mit ausreichendem Druck und den gesetzlichen Qualitätsansprüchen verfügbar sein. Dies wird durch Wasserversorgungsunternehmen über ein zentrales Versorgungsnetz (Rohrsystem) für einen größeren Abnehmerkreis realisiert. 2007 waren 99,2 % der Bevölkerung an die öffentliche Wasserversorgung angeschlossen. Versorgt wurden diese durch 6.211 Wasserversorgungsunternehmen, welche 2009 rund 5016 Mio. m³ Trinkwasser zur Verfügung stellten. Mit privaten Anlagen haben Privatpersonen oder Industrie die Möglichkeit, sich unabhängig vom öffentlichen Wassernetz mit Wasser zu versorgen. Das gewonnene Wasser wird nur einzelnen Grundstücken oder Gebäuden zugeführt, eventuell auch über ein kleines Leitungsnetz an einen kleinen Verbraucherkreis verteilt. Dies bietet sich besonders an, wenn kleine Siedlungen oder einzelne Gehöfte weiter entfernt von einem bestehenden zentralen Wasserversorgungsnetz gelegen sind und sich eine Fernrohrleitung nicht rentiert.

Trinkwassergewinnung

In Deutschland hat das Grundwasser den größten Anteil (61,5 %) an der Trinkwassergewinnung. Im Idealfall ist das Grundwasser frei von Schwebstoffen und Krankheitserregern, klar, farb-, geschmack- und geruchlos und das ganze Jahr über gleich temperiert. Aus Quellen stammen lediglich 8,2 % des deutschen Trinkwassers. Das restliche Trinkwasser (30,3 %) wird dem Oberflächenwasser entnommen. Der Aufwand für die Reinigung ist jedoch bedeutend höher.
In allen Stadtstaaten wird das Trinkwasser ausschließlich aus Grundwasserbrunnen gefördert. Einige Bundesländer wie Baden-Württemberg und Nordrhein-Westfalen beziehen ihr Wasser nur zu unter 60 % aus Grundwasser und nutzen das Oberflächenwasser besonders intensiv, noch stärker ist dies in Sachsen der Fall, wo nur 22,9 % des Trinkwassers aus Grundwasser und 69,9 % aus Oberflächenwasser stammen. Wichtig ist bei der Förderung von Trinkwasser, dass das Wassereinzugsgebiet und dessen Nutzung bekannt sind. So werden oft Wasserschutzgebiete um Wasserentnahmestellen mit eingeschränkten Nutzungsprofilen eingerichtet, um einen dauerhaften Schutz zu gewährleisten. Grundwasser wird durch Brunnen gefördert. Eine typische Bauweise ist der Vertikalbrunnen. Das wichtigste Bauelement ist das Förderungs- und Entnahmerohr, welches bis zur Grundwassersohle reichen muss. Das Wasser tritt durch Schlitze oder Filter im unteren Rohrbereich in den Brunnen ein, wo sich dann ein Ruhewasserspiegel auf der Höhe des natürlichen Grundwasserspiegels einstellt. Je nach Förderleistung der Brunnenpumpe kann es jedoch zu einer trichterförmigen Absenkung des Wasserspiegels im Brunnen und den diesen umgebenden Grundwasserspiegel kommen. Beim Brunnenbau ist die Vermeidung einer Kontamination des Untergrundes eine der zentralen Aufgaben. Durch Beton erfolgt eine Versiegelung des Brunnenkopfes mit dem Untergrund, um ein Eindringen von Oberflächenwasser zu unterbinden.
Für hohe Förderleistungen bedient man sich der Bauweise der Horizontalfilterbrunnen. Sie enthalten einen größeren Schacht aus Beton sowie am unteren Ende sternförmig angebrachte horizontale Filterrohre.

Trinkwasseraufbereitung und -verteilung

Um das gewonnene Wasser als Trinkwasser nutzen zu können, muss es fast immer gereinigt werden. In der Trinkwasserverordnung (TrinkwV 2001, Veränderungen 2011) ist die Mindestgüte für Trinkwasser innerhalb Deutschlands festgelegt. In einigen Regionen genügt das Grundwasser schon direkt nach der Förderung den Qualitätsansprüchen der Trinkwasserverordnung. Oft ist es jedoch nötig, Grundwasser von Mangan- und Eisensalzen sowie Stickstoff- und Schwermetallverbindungen zu befreien. An allen Entnahmestellen, an denen das Rohrwasser der öffentlichen Wasserversorgung nicht der gesetzlich festgelegten Trinkwasserqualität entspricht, sind technische Aufbereitungsanlagen nötig. Der Fließweg des geförderten Wassers erfolgt in diesem Fall durch eine Wasseraufbereitungsanlage mit verschiedenen Schaltmöglichkeiten. Durch diese Möglichkeiten lassen sich Anpassungen und Änderungen der Rohrwasserqualität vornehmen und eine Anpassung an unterschiedliche Bedarfssituationen ist gewährleistet. Zudem muss die Anlage aus mehreren parallel unabhängig operierenden Einheiten bestehen, damit eine Trinkwasserversorgung auch bei Reparaturarbeiten möglich bleibt. Fluss- und Seewasser wird nach der Entnahme vorgeklärt und in Filterbecken, welche mit Sand ausgekleidet sind, weitergeleitet. Nach Sammlung und Entkeimung ist nun die Verwendung als Trinkwasser möglich. Aus hygienischen Gründen wird in Deutschland dem Trinkwasser generell Chlor zugefügt, die Mengen sind jedoch deutlich geringer als dies in anderen Ländern (z. B. USA) üblich ist. Anschließend wird das so durch die Wasserwerke gewonnene Trinkwasser in Wassertürmen oder Hochbehältern gespeichert oder bei modernen Anlagen direkt durch starke Pumpen der Verteilung zugeführt. Auch bei diesen Anlagen wird jedoch nicht völlig auf eine Speichermöglichkeit verzichtet, um die Wasserversorgung in Trockenperioden sicherzustellen. Die Belieferung des Verbrauchers wird durch ein druckfestes Rohrnetz bewerkstelligt, welches ein größeres, räumlich abgegrenztes Gebiet abdeckt. Wassermangelgebiete müssen oft viele Kilometer durch Fernwasserleitungen versorgt werden.

Brauchwasser

Brauchwasser ist Grundwasser, welches im Allgemeinen ein Vorreinigungsverfahren durchlaufen hat und im technischen Bereich der Industrie sowie der landwirtschaftlichen Bewässerung zum Einsatz kommt. Brauchwasser wird auch als Betriebswasser bezeichnet. Die Güteanforderungen sind je nach Verwendungszweck sehr unterschiedlich. Betriebswasser wird überall eingesetzt, wo die Wassergüte nicht den hohen qualitativen Anforderungen des Trinkwassers entsprechen muss. Oft kommt es zu einer Verwendung in Kreislaufverfahren, zum Beispiel beim System der Kühlwasserversorgung im Bereich der Energiegewinnung. Ein Großteil der Verwender von Brauchwasser fördert dieses selbst.

Wasserbedarf

Der Wasserbedarf richtet sich nach der Menge des benötigten Wassers sowie nach dessen Güte (Trinkwasser, Betriebswasser). Der Wasserbedarf und das natürliche Wasservorkommen einer Region stimmen jedoch oft nicht miteinander überein. Der Wasserbedarf ist zudem durch einen ständigen Wandel gekennzeichnet, da sich die menschlichen Bedürfnisse nach Wassermenge und Wasserqualität ebenfalls ständig ändern. Eine Bewirtschaftung der Ressource Wasser bedeutet daher in aller Regel einen Eingriff in die natürlichen hydrologischen Verhältnisse. Ziel der Wasserwirtschaft ist es, diese Eingriffe so klein wie möglich zu halten, da nur so eine intensive Nutzung des Rohstoffes über lange Zeit gewährleistet werden kann. Dies ist nur durch Optimierung folgender Einflussfaktoren möglich:

  • Versorgung von Bevölkerung und Wirtschaft mit Wasser
  • Sicherstellung der benötigten Wasserqualität
  • Minimierung des Preises für Wasser und Abwasser
  • Sicherheit der Bevölkerung v. a. vor Hochwasser
  • Sicherung von Transportwegen (Schifffahrt)
  • Minimierung des Eingriffes in die Natur

Der globale Wasserbedarf steigt mit der Vergrößerung der Bevölkerung und der Erweiterung der Produktion in der Industrie. Dies führt zu einer Erhöhung des Wertes und damit des Preises der Ressource Wasser sowie einer fortschreitenden Wasserverunreinigung. In dieser Entwicklung wird der Hauptgrund für das globale Wasserproblem gesehen. Frischwasser ist global genügend vorhanden, die Verteilung in den verschiedenen Regionen ist jedoch stark differenziert. So wird der Mensch vielerorts gezwungen, mit Umleitungen natürlicher Fließgewässer und dem Bau von Stauseen stark in den natürlichen Wasserhaushalt einzugreifen. Am stärksten davon betroffen sind aride Gebiete.

Trinkwasserverbrauch

Ein Mensch in Indien verbraucht ca. 25 Liter, ein Belgier ca. 120 Liter und ein US-Bürger ca. 300 Liter Wasser pro Tag (Stand 2007). Es wird jedoch geschätzt, dass 11 % der Weltbevölkerung keinen Zugang zu sauberem Wasser hat. 80 % aller Krankheiten der Entwicklungsländer werden laut WHO durch verschmutztes Wasser ausgelöst. 1982 wurden in Deutschland 73 % des Trinkwassers von Haushalten und Gewerbe, 20 % von Industrie und 7 % von öffentlichen Einrichtungen verbraucht. Dies bedeutet, dass 137 Liter pro Einwohner und Tag Verwendung fanden. Anfang der 90er Jahre wurde eine Steigerung auf 245 Liter pro Einwohner und Tag bis 2010 erwartet. Der Wasserverbrauch ist in den letzten Jahren jedoch deutlich zurückgegangen. 1991 wurden 144 Liter pro Tag und Kopf verbraucht, 1995 ging der Verbrauch auf 132 Liter pro Einwohner und Tag zurück, dieser Trend setzte sich auch für 2009 weiter fort, wo 122 Liter pro Kopf und Tag verbraucht wurden. Von 1990 bis 2009 hat sich der Wasserverbrauch somit um 17 % verringert. Ursachen für diese positive Entwicklung sind der Einsatz moderner Techniken wie wassersparende Haushaltsgeräte und Badezimmerarmaturen sowie eine gemächliche, aber bestimmte Bewusstseinsveränderung der Bevölkerung gegenüber der Ressource Wasser.
Der Wasserverbrauch stellt sich in den verschiedenen Bundesländern 2007 jedoch noch recht unterschiedlich dar. Zwar bewegen sich die meisten Bundesländer ungefähr um den Bundesdurchschnitt, es fallen allerdings alle neuen Bundesländer durch einen besonders niedrigen Wasserverbrauch auf. Abgesehen von Berlin liegen sie bei einem Verbrauch von ca. 100 Litern pro Einwohner. Sachsen ist mit 85 Litern pro Einwohner deutscher Rekordhalter im Wassersparen. Eine weitere Ausnahme bilden die Bundesländer Nordrhein-Westfalen mit 135 l, gefolgt von Hamburg, Bayern und Schleswig-Holstein mit ebenfalls über 130 Litern Verbrauch pro Tag und Einwohner. Dies bedeutet, dass ein Nordrhein-Westfale laut Statistik 2007 etwa 60 % mehr Wasser verbraucht hat als ein Bürger aus Sachsen - pro Kopf und Einwohner gesehen.
36 % des in deutschen Haushalten verbrauchten Trinkwassers wurde für die Körperpflege benötigt, die Toilette verschlingt pro Einwohner 27 % des von ihm verbrauchten Wassers. 12 % des Wassers werden für Wäschereinigung, 6 % für Geschirrspülen, 6 % für Wohnungs- bzw. Hausputz und für die Gartenbewässerung verbraucht. Hinzu kommt der Anteil von Kleingewerbe mit 9 %. Die eigentliche Bedeutung in Bezug auf die Wasserqualität hat das Trinkwasser zur Verwendung im Bereich Kochen und Trinken, dieser beansprucht jedoch lediglich 4 % des verbrauchten Wassers! Der Wasserbedarf ist auch im Tagesverlauf sehr unterschiedlich gegliedert. Besonders stark ist er in den Morgenstunden (vor der Arbeit) sowie in den frühen Abendstunden (Wiederkehr von der Arbeit), etwas stärker auch gegen Mittag (Pausenzeiten) sowie dem späten Abend (vor der Nachtruhe).

Gesamter Wasserverbrauch

Die Tendenz, welche für den Trinkwasserverbrauch in Deutschland beobachtet wird, gilt ebenso für den gesamten Wasserverbrauch. Wurden 1975 in Westdeutschland insgesamt 33,3 Mrd. m³ Wasser gewonnen, so stieg der Bedarf bis 1991 weiter auf 47,3 Mrd. m³ an, wo er seinen Höhepunkt erreichte. Trotz einer deutlichen Erweiterung der Bundesbevölkerung und somit eigentlich auch des Wasserbedarfs mit der Deutschen Einheit, gelang es, den Wasserverbrauch bis 1995 auf 43,2 Mrd. m³ zu senken. Diese Tendenz wurde ebenfalls weiter fortgeführt, so dass sich bis 1998 der gesamte Wasserbedarf auf 40,5 Mrd. m³ reduzierte. Im Jahr 2007 lag dieser Wert bereits bei etwa 32 Mrd. m³.
Grund ist hier ebenso ein sparsamerer Umgang mit dem Rohstoff Wasser. Abgesehen von einer Reduzierung des Trinkwasserverbrauchs gelang es ebenfalls beim industriellen Verbrauch, eine Senkung durch Einsatz von Produktionsprozessen mit stärkerer Mehrfachnutzung des Betriebswassers und Wasserrecycling zu erzielen.



Quellenangaben:
Quelle: Geographie Infothek
Autor: Sebastian Bork, Wiebke Hebold
Verlag: Klett
Ort: Leipzig
Quellendatum: 2002
Seite: www.klett.de
Bearbeitungsdatum: 18.04.2012


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