Trinkwasserqualität systematisch sicherstellen

01.03.2019

Im BMBF-Forschungsprojekt TRUST entwickeln die Disy Informationssysteme GmbH zusammen mit renommierten Partnern ein Trinkwasser-Monitoringsystem nach dem Water-Safety-Plan-Konzept der WHO. Der Klimawandel verschärft den Wassermangel vor allem in Regionen, die bereits heute mit Wasserknappheit kämpfen. Gleichzeitig steigt weltweit der Bedarf an sauberem Trinkwasser, Bewässerungswasser für die Landwirtschaft und Brauchwasser für die Industrie.

Im Verbundprojekt TRUST arbeiten deshalb Experten renommierter Projektpartner aus Wissenschaft und Forschung zusammen, unter anderem auch die Karlsruher Disy Informationssysteme GmbH, und entwickeln Planungswerkzeuge und Konzepte für eine nachhaltige Wasserversorgung.

Das Projekt TRUST ist ein "Forschungs- und Entwicklungsprojekt für eine gerechte und ökologisch verträgliche Trinkwasserversorgung in Wassermangelregionen" und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Fördermaßnahme "GRoW - Globale Ressource Wasser" gefördert.

WSP-Konzept der WHO gilt als global anwendbares Instrument

Koordiniert vom Zentrum für Interdisziplinäre Risiko- und Innovationsforschung (ZIRIUS) der Universität Stuttgart arbeiten in TRUST sieben Partner verschiedener Disziplinen zusammen, um die weltweite Umsetzung der nachhaltigen Entwicklungsziele der Vereinten Nationen weiter voranzubringen.

Das Projekt hat eine Laufzeit von drei Jahren und startete 2017. Die Pilotentwicklungen finden im Wassereinzugsgebiet der Region Lima in Peru statt, in Kooperation mit lokalen Akteuren. Dabei erfolgen aber alle Projektarbeiten auch mit Blick auf Übertragbarkeit auf andere Gebiete. Teilweise werden die entwickelten Methoden und Technologien auch in Deutschland anwendbar sein.

Ein Aufgabenschwerpunkt von Disy besteht darin, ein benutzerfreundliches und nachhaltiges Entscheidungsunterstützungssystem (EUS) gemäß der methodischen Vorgehensweise zum Risikomanagement in der Trinkwasserversorgung aufzubauen.

Die Methodik hierzu wurde von den Experten des DVGW-Technologiezentrums Wasser (TZW) entwickelt. Dessen Struktur orientiert sich am Water-Safety-Plan-Konzept (WSP) der Weltgesundheitsorganisation (WHO). Dieses Konzept wird als global anwendbares Instrument empfohlen, um die strategischen Entwicklungsziele für sauberes Trinkwasser auf lokaler Ebene sicher erreichen zu können.

Das von Disy entwickelte EUS unterstützt ein zielgerichtetes Management von Wasserressourcen und bietet eine Grundlage für die Entwicklung von Monitoringsystemen und weiteren Maßnahmen zur Sicherung der Wasserqualität.

Entscheidungsunterstützungssystem basiert auf GIS-Werkzeug Cadenza Web Auf der Ebene des Einzugsgebiets einer Trinkwasserversorgung geht es bei TRUST vordringlich um das Management von Risiken.

Eine besondere Schwierigkeit besteht darin, dass man in großen Einzugsgebieten auch viele Einflussfaktoren, beispielsweise die Wasserbelastungen durch landwirtschaftliche Aktivitäten, betrachten muss, die außerhalb der Kontrolle der Wasserversorgungsunternehmen liegen. In dem aktuellen Ausbauzustand soll das EUS zunächst die Erfassung und Bewertung dieser Risiken für die Wasserqualität unterstützen.

Damit die Landnutzung, das damit verbundene Gefährdungspotenzial aber auch die Schutzwirkung des Bodens räumlich zugeordnet werden könnte, war es naheliegend, ein solches System mit einem GIS-Werkzeug aufzubauen.

Das im Forschungsprojekt TRUST entwickelte EUS ist eine interaktive Fachanwendung auf Basis der Disy-Software Cadenza Web. Sie ermöglicht die Erfassung und Bewertung von Risiken im Einzugsgebiet, deren Verknüpfung mit dem entsprechenden geografischen Objekt sowie die Dokumentation von Maßnahmen zur Risikobeherrschung.

Durch die Speicherung in einer zentralen Datenbank sind keine redundanten Eingaben bei der Risikoabschätzung erforderlich. Zudem wird eine einheitliche Dokumentation ermöglicht und der Aufwand für die Pflege minimiert.

Mit dem EUS kann der Anwender mit überschaubarem Aufwand Daten und Eintrittswahrscheinlichkeiten erfassen, aber auch Schadensausmaß und Schutzfunktionen über einfache, semiquantitative Skalen definieren. So bedeutet beispielsweise eine "sehr hohe" Eintrittswahrscheinlichkeit, dass ein Ereignis einmal im Jahr oder häufiger erwartet wird.

Die Verrechnung dieser Werte erfolgt dann über einfache Entscheidungstabellen, die der Anwender ebenfalls frei definieren kann. Durch die Aggregation aller Risiken entsteht die initiale Risikokarte. Wird diese Risikokarte mit der Schutzwirkung des Bodens verschnitten, erhält man die Rohwasserrisikokarte, die dem Risikomanager des Wasserversorgers aufzeigt, wo der größte Handlungsbedarf besteht und wo Maßnahmen zur Risikobeherrschung erforderlich sind.

Mehrwert durch räumliche Komponente

Das prototypische System wurde bereits mit anderen Projektbeteiligten sowie mit Praktikern aus der Pilotregion in Peru diskutiert und bewertet. Die Einschätzungen waren überwiegend positiv; weitere Arbeitspunkte für die Vervollständigung des Systems wurden bereits spezifiziert.

Einen maßgeblichen Mehrwert gegenüber bereits verfügbaren Hilfsmitteln bietet die räumliche Komponente, die für ein zielgerichtetes Einzugsgebiet-Risikomanagement unentbehrlich ist. Neben Informationen zur Flächennutzung können Daten zu Gebietseigenschaften, wie Hangneigung und Bodenart sowie Entfernung zur Entnahmestelle, in die Bewertung einbezogen werden.

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Disy Informationssysteme GmbH

Dr. Wassilios Kazakos

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