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Konzeption eines ökologischen Grundwasserentnahme-Managements am Beispiel der Wasserversorgung durch die Stadtwerke Karlsruhe

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[Quelle: http://d-nb.info]

Am Beispiel der Stadtwerke Karlsruhe, die etwa 400.000 Menschen mit Trinkwasser aus vier Grundwasserwerken in Wäldern rund um das Stadtgebiet versorgen, werden die Arbeitsschritte bei der Konzeption eines ökologischen Entnahmemanagements aufgezeigt: Ermittlung der Steuerungsmöglichkeiten von Wassergewinnungsanlagen, Bilanzierung hydraulischer Auswirkungen im Aquifer in Raum und Zeit, Bewertung der hydroökologischen Vulnerabilität im Bewirtschaftungsgebiet. Aufbauend auf einer geoökologischen Systemanalyse des Untersuchungsgebiets wurden ein instationäres Bodenwasserhaushaltsmodell sowie ein instationäres Grundwasserströmungsmodell aufgebaut. Mit diesen Modellen lässt sich die Grundwasserströmung im Untergrund für den Zeitraum 1960 bis 2013 hoch aufgelöst modellieren und die hydraulischen Auswirkungen möglicher Bewirtschaftungsszenarien ermitteln. Es wird ein Bewertungsansatz vorgestellt, wie die aus diesen Daten ableitbare bodenkundliche Filter- und Pufferfunktion für Schadstoffe in die etablierte hydrogeologische Vulnerabilitätsbewertung und damit ins Ressourcenmanagement von Wasserversorgern integriert werden kann. Als Synthese aus der hydroökologischen Vulnerabilität und dem Steuerungspotenzial der Wasserwerke wird unter Berücksichtigung der individuellen ökologischen Valenzbereiche der bewerteten Arten ein optimiertes Grundwasser-Entnahmemanagement konzipiert. Neu ist dabei die Abkehr von etablierten Warn- und Alarmwasserständen einzelner Grundwassermessstellen, bei deren Unterschreitung der Wasserwerksbetrieb eingeschränkt wird, um die Wasserstände nicht weiter absinken zu lassen.

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In der Studie wird die hydraulische und stoffliche Leistungsfähigkeit gravimetrisch betriebener Ultrafiltrationsmembranmodule im Dead-End-Betrieb bei sehr geringen Transmembrandrücken - Ultra-Low-Pressure-Ultrafiltration (ULPUF) - zur Aufbereitung von trinkbarem Wasser untersucht und vor dem Hintergrund des Einsatzes in dezentralen Anwendungen und zur Notwasserversorgung in Katastrophenfällen bewertet. Maßgebende Einflussfaktoren werden identifiziert, und darauf basierend Betriebsempfehlungen für das an der Univ. Kassel entwickelte und nach dem Prinzip der ULPUF arbeitende Wasseraufbereitungsgerät "Wasserrucksack PAUL" abgeleitet.

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Forschungsberichte

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H. Frischherz, A. Ilmer, W. Stuckart, E. Benes, F. Hager, M. Gröschl, W. Bolek
Trinkwasseraufbereitung mit Ultraschall. Projektabschnitt 2. Schlußbericht
1991, 186 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die "Ultraschallinduzierte Koagulation" bietet durch ihr umweltfreundliches Prinzip eine zukunftsorientierte Möglichkeit der Wasseraufbereitung. Bei dieser Methode wird die verunreinigte Dispersion einer stehenden Ultraschallwelle ausgesetzt. Dabei werden verschiedene Kräfte und Prozesse wirksam, die ein Koagulieren der dispergierten Partikel bewirken. Die theoretischen Grundlagen und ersten Laborversuche wurden im Schlußbericht "Trinkwasseraufbereitung mit Ultraschall" Projektabschnitt 1 in Wiener Mitteilungen, Bd.85/89 veröffentlicht. Der Bericht stellt nun die Fortsetzung dieses zitierten Bandes dar und gliedert sich in 4 Kapitel. Das 1.Kapitel beschäftigt sich anhand einer kleinen Durchflußversuchsanlage mit der Ermittlung von hydraulischen Bemessungsparametern in Abhängigkeit zur eingebrachten elektrischen Leistung. Im 2.Kapitel werden die bislang erzielten Erkenntnisse für die Entwicklung der ersten Versuchsanlage im halbtechnischen Maßstab angewendet. Mit der im 3.Kapitel beschriebenen, eigens für den Zweck der ultraschallinduzierten Koagulation entwickelten Elektronik, können Beschallungseinheiten mit variabler Leistung in einer sich automatisch einstellenden Resonanzfrequenz angeregt werden, wobei eine abgegebene Leistung von 400-500 Watt bei einer Frequenz im niedrigen MHz-Bereich gefordert wird. Das 4.Kapitel beschreibt die neuesten Erkenntnisse auf dem Gebiet Forschung und Entwicklung. (-y-)

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U. Tegtmeier
Praxisrelevante Zielgroessen -Objectives-, Zielfunktionen und Bewertungskriterien in wasserwirtschaftlichen Entscheidungsmodellen. Wasserwirtschaftsentscheidung. Schlussbericht
1987, 190 S.,
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Wasserwirtschaftliche Projektbewertung beinhaltet ein interdisziplinaeres Fachgebiet im Grenzbereich zwischen Ingenieurwissenschaften, Sozialwissenschaften und Oekologie. Da es z.Zt. weder Wissenschaftler noch Praktiker gibt, die in allen diesen Grenzbereich beruehrenden Fachgebieten hinreichend kompetent sind und, da nicht unerhebliche Schwellenaengste gegenueber den Nachbarwissenschaften existieren, gibt es derzeit auf dem Gebiet der wasserwirtschaftlichen Projektbewertung deutliche Kenntnisdefizite. Das Neue in den hier vorgestellten Verfahren gegenueber herkoemmlichen Bewertungsmethoden liegt in drei Punkten: 1. Es wird ein Zusammenhang zwischen hydrologischen Modellen und den aus ihrer Anwendung resultierenden Ergebnissen der Projektbewertung hergeleitet. 2. Es wird nachgewiesen, dass das Ergebnis der Projektbewertung wesentlich von der Wahl der Betriebsweisen wasserwirtschaftlicher Systeme beeinflusst wird. 3. Es wird gezeigt, dass es notwendig ist, Sensitivitaetsanalysen fuer den Einfluss der einzelnen, der Projektbewertung beeinflussenden Parameter auf das Bewertungsergebnis durchzufuehren, da die Eingangswerte erheblichen Unsicherheiten unterliegen. Verschiedene Projektbewertungsverfahren werden anhand dreier realer wasserwirtschaftlicher Systeme vorgestellt und diskutiert. (-z-)

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Raumordnungspolitische und regionalwirtschaftliche Bewertung unterschiedlicher Strukturen der Wasserversorgung
1984, 234 S., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im Rahmen der Studie sollte geprueft werden wie weit sich die beiden folgenden Thesen in der Realitoet bestaetigen: (1) Mit dem Ferntransport von Trinkwasser werden Standortpotentiale grossraeumig von Wasserliefer- in Wasserverbrauchsregionen verlagert. Damit werden die wirtschaftlichen Entwicklungsmoeglichkeiten der meist bereits verdichteten Verbrauchsregionen weiter verbessert, waehrend den meist laendlichen Lieferregionen aufgrund der Entwicklungsbeschraenkungen in den Schutzzonen Wachstumschancen entzogen werden. (2) Der Zugang zu betriebswirtschaftlich preisguenstigem Fern- oder Verbundwasser verleitet die Gemeinden in den Verbrauchsregionen zur Aufgabe lokaler Wasservorkommen. Damit gehen zunehmend knapper werdende Trinkwasserressourcen verloren.

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

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Hessbrügge, Rolf
Wasser für die Welt
Bild der Wissenschaft, 2019

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Sontheim, Wolfgang
Städte im Krisenmodus. Trinkwasseraufbereitung in der Zukunft.
Transforming cities : urbane Systeme im Wandel : das technisch-wissenschaftliche Fachmagazin, 2019

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Hillenbrand, Thomas; Hohmann, Claudia; Bieker, Susanne; Niederste-Hollenberg, Jutta; Tettenborn, Felix; Grimm, Anna
Kopplung technischer Infrastruktursysteme am Beispiel Wasser. Potenziale, Hemmnisse und deren Überwindung.
Transforming cities : urbane Systeme im Wandel : das technisch-wissenschaftliche Fachmagazin, 2019

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Beck, Marcus; Ernst, Mathias
Von Grund auf effizienter. Das Energiesparpotential bei der Wassergewinnung.
Entsorga : das Fachmagazin für Abfall, Abwasser, Luft und Boden, 2019

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Knüsel, Paul
Ein Wasserschloss mit "Trockenregionen". Ressourcenmanagement
Tec 21, 2019

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