Die Auswirkungen des Klimawandels sind zurzeit überall spürbar. Die Landschaften der Erde haben sich im letzten Jahrhundert drastisch verändert, und unsere Umwelt ist durch den steigenden Meeresspiegel, extreme Wetterereignisse und die rasche Urbanisierung bedroht. Unsere Städte wachsen, und mit ihnen wächst auch die Bevölkerung. Was bedeutet das für die Wasserversorgung in Städten? Wie können wir unser Trinkwasser schützen? Wie können moderne Tools das Wassermanagement effizient gestalten?
In diesem Artikel beschäftigen wir uns u. a. mit den verschiedenen Arten und Definition von Dürre und welchen Einfluss diese auf das Wassermanagement in Städten hat. Wir zeigen konkrete Beispiele von Städten auf, welche Maßnahmen ergriffen werden, der drohenden Trinkwasserknappheit entgegen zu wirken. Des Weiteren stellen wir Lösungen vor, die dabei helfen, das Wassermanagement in Städten effektiv zu gestalten.
- Status Quo: Wasserressourcen schwinden
- Was ist Dürre? Definition und verschiedene Dürrearten
- Auswirkungen der Dürre auf unsere Städte
- Case Study: Wie Wassermanagement in Barcelona funktioniert
- Digitale Lösungen: Womit Smart Cities das Wassermanagement revolutionieren
- Fazit
Status Quo: Wasserressourcen schwinden
Derzeit leben rund 55 % der Weltbevölkerung in Städten. Nach Statistiken der Vereinten Nationen wird dieser Anteil nach vorsichtigen Schätzungen bis 2050 auf 70 % ansteigen. Die wachsende Stadtbevölkerung stellt Stadtverwaltungen vor eine Reihe von Problemen, die in Verbindung mit den Auswirkungen der Klimakrise noch schwieriger zu bewältigen sind.
Die Städte müssen sich mit dem Bevölkerungsanstieg und den damit verbundenen Problemen wie dem städtischen Wärmeinseleffekt, Luftverschmutzung, Ausbreitung von Krankheiten und der Bereitstellung öffentlicher Dienstleistungen auseinandersetzen. Gleichzeitig müssen sie auch den Umgang mit immer knapper werdenden Ressourcen bewältigen. Eine einst als selbstverständlich geltende Ressource ist der Zugang zu Wasser.
Rekordtemperaturen und extreme Wetterereignisse sowie die Schäden durch die Klimakrise führen dazu, dass Wasser immer knapper wird. Studien zeigen, dass weite Teile der Erde von Dürre betroffen sind. Bis zu 1,2 Milliarden Menschen auf der ganzen Welt leben bereits in Gebieten mit Wasserknappheit.
Da immer mehr Menschen in Städte ziehen, wird Wasser schnell zu einem kostbaren Gut, wenn keine Schutzmaßnahmen ergriffen werden. Doch bevor wir unsere städtischen Gebiete vor Wasserknappheit schützen können, müssen wir genau verstehen, was Dürre ist und was sie begünstigt.
Was ist Dürre?
Es ist einfach, sich Dürre als einen natürlichen Zustand vorzustellen, der nach einer langen Trockenperiode auftritt und zu Wasserknappheit, Ernteausfällen und Waldbränden führen kann. Aber das ist nur eine von vielen möglichen Ursachen. Übermäßige Nutzung, überhöhter Wasserverbrauch und Missmanagement sind weitere Gründe für Dürren. Dürren können also überall, in allen Klimazonen und unter allen Umständen auftreten und immense Schäden anrichten. In den Vereinigten Staaten sind Dürreperioden nach Hurrikans das zweitschlimmste Wetterereignis für die US-Wirtschaft. Während Hurrikans leicht zu definieren sind, ist dies bei Dürren nicht der Fall. Mit mehr als 150 verschiedenen Definitionen von Dürre ist es schwieriger, diese Bedrohung rechtzeitig zu erkennen. Glücklicherweise hat die moderne Wissenschaft Dürren in vier Kategorien unterteilt.
1. Meteorologische Dürre
Die meteorologische Dürre ist eine Trockenheit, die direkt mit dem Wetter und der Geografie einer Region zusammenhängt. Gebiete, die von dieser Art Dürre betroffen sind, erhalten oft sehr wenig Niederschlag pro Jahr und geraten in diesen Zustand, sobald die Niederschlagsmenge unter den historischen Durchschnitt fällt.
2. Agrar-Dürre oder auch Landwirtschaftliche Dürre
Trockenheit in der Landwirtschaft betrifft den Wasserbedarf der Pflanzen. Sie kann durch eine Reihe von Faktoren verursacht werden, z. B. durch Wetterereignisse, sinkende Grundwasserspiegel und Wasserreservoirs oder unsachgemäßes Wassermanagement. Wassermangel kann Pflanzen in verschiedenen Lebensstadien schädigen und die Ernteerträge erheblich beeinträchtigen, was zu Nahrungsmittelknappheit und wirtschaftlichen Verlusten führen kann.
3. Hydrologische Dürre
Die hydrologische Dürre ist eine Art von Trockenheit, die niedrige Wasserstände beschreibt. Sie kann u. a. durch meteorologische Trockenheit, mangelnde Niederschläge und ein Sinken des Grundwasserspiegels verursacht werden. Eine hydrologische Dürre liegt vor, wenn die Wasserstände in den Stauseen zu sinken beginnen.
4. Sozioökonomische Dürre
Sozioökonomische Dürre ist ein weit gefasster Begriff, der Dürreperioden umfasst, die mit dem Prinzip von Angebot und Nachfrage zusammenhängen. Diese Art von Dürre tritt auf, wenn die Nachfrage das Angebot übersteigt. Dies kann von Fällen, in denen Anwohner keinen Zugang zu Wasser für ihren täglichen Bedarf haben, bis hin zu Situationen reichen, in denen Wasserkraftwerke aufgrund niedriger Wasserstände keine Energie mehr erzeugen können.
Es gibt viele verschiedene Arten von Dürren, aber alle können zu verheerenden Wasserknappheiten in unseren Städten führen. Und Wassermangel kann erhebliche Folgen für städtische Gebiete haben.
Obwohl Städte weit weniger Wasser verbrauchen als landwirtschaftlich genutzte Flächen, sind aufgrund der steigenden Bevölkerungszahl und des damit einhergehenden größeren Bedarfs mehr Menschen gefährdet, wenn die Wasserversorgung nicht gedeckt werden kann.
Auswirkungen der Dürre auf unsere Städte
Nach Untersuchungen des Centers for Disease Control and Prevention (CDC) können Dürre und Wasserknappheit enorme Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit in Städten haben. Diese Auswirkungen können sich auf verschiedene Weise manifestieren.
Gesundheit
Wasserknappheit kann zahlreiche gesundheitliche Probleme verursachen: Die Luftverschmutzung verschlimmert sich, da trockene Böden, Waldbrände und Staubstürme die Anzahl der in der Luft befindlichen Partikel erhöhen. Krankheiten können schneller übertragen werden, wenn Sporen vom Boden in die Luft gelangen. Ebenso verzichten die BürgerInnen in Zeiten der Dürre auf das notwendige Händewaschen, um Wasser zu sparen, was wiederum die Verbreitung von Infektionskrankheiten fördert.
Schlimmer noch: Gewässer mit starker Strömung werden zu stehenden Gewässern. Dies ist ein idealer Nährboden für Mücken, die wiederum Krankheiten übertragen können.
Abwasserentsorgung
Die städtische Abwasserentsorgung ist nicht grad das angesagteste Thema des Klimawandels, das es eigentlich sein sollte. Es handelt sich aber um eine sehr wichtige öffentliche Versorgungsleistung, die sowohl bei Wassermangel als auch bei Wasserüberfluss leicht aus dem Gleichgewicht gebracht werden kann. Bei Überschwemmungen kann die lebenswichtige Infrastruktur überlastet werden, so dass das Abwasser über die städtischen Straßen geschwemmt wird. In Zeiten der Dürre kann es sowohl den BürgerInnen als auch den Regierungen an Wasser fehlen, um Abfälle ordnungsgemäß zu entsorgen, zu behandeln und zu transportieren.
Eine unzureichende Abwasserentsorgung kann zu einer Zunahme von Gesundheitsproblemen und schlechteren Lebensbedingungen führen. Deshalb ist es für Stadtverwaltungen wichtig, sich auf die Entwicklung klimaresistenter Abwassersysteme zu konzentrieren. Im Falle von Wasserknappheit recyceln einige namibische Städte seit über fünfzig Jahren Abwässer zu Trinkwasser.
👉 Lesetipp: Auch Singapur recycelt Abwasser und hat einige interessante Wassermanagement-Strategien entwickelt, um der Bevölkerung ausreichend Trinkwasser zur Verfügung zu stellen.
Energie
Wasserknappheit kann auch zu einem erheblichen Anstieg der Energiekosten führen. Für die Erzeugung von Strom wird viel Wasser benötigt. Auch Wärmekraftwerke funktionieren nur mit einer enormen Menge an Wasser. In Zeiten von Wasserknappheit müssen auch Kraftwerke ihre Leistung drastisch reduzieren. Wenn weniger Energie produziert wird, steigen die Preise, so dass Bürger und Bürgerinnen, Unternehmen und Regierungen mehr für ihren Strom zahlen müssen. Höhere Lebenshaltungskosten können so zu einer Reihe von Problemen führen, von finanziellen Sorgen bis hin zu schlechter psychischer Gesundheit.
Erschwerend kommt hinzu, dass bei Wasserknappheit die erneuerbaren Wasserkraftwerke nicht in der Lage sind, ihren Beitrag zum Stromnetz zu leisten. Dieses Defizit an Wasserkraft wird mit einem schädlichen Anstieg der Treibhausgasemissionen in Verbindung gebracht, da wiederum konventionelle Kraftwerke mehr Strom erzeugen müssen, um die fehlende Energie auszugleichen.
Case Study: Wie Wassermanagement in Barcelona funktioniert
Barcelona ist eine Stadt, die beim Thema Wasserversorgung große Fortschritte gemacht hat. Im Jahr 2008 waren die Wasserreservoirs der Stadt so niedrig, dass die Regierung keine andere Wahl hatte, als Trinkwasser aus Frankreich zu importieren. Dies geschah während des trockensten Jahres seit Beginn der Aufzeichnungen in Spanien, wobei Katalonien die am stärksten betroffene Region war. Seitdem hat die Stadt hart daran gearbeitet, ihre Klimaresistenz zu verbessern und die Stadt zukunftssicher zu gestalten.
Bei einer Untersuchung des Wasserversorgungssystems von Barcelona im Jahr 2008 wurde festgestellt, dass in einem Teil des Systems täglich bis zu 800.000 Liter Wasser verloren gehen. Ein solcher Verlust ist für eine modernen Stadt inakzeptabel. Um die Mängel im Wassermanagement der Stadt zu beheben, hat Barcelona die Wassernutzung neu bewertet.
Die Maßnahmen umfassten den Einsatz von IoT-Sensoren und -Diensten zur Überwachung und Evaluierung des öffentlichen Wasserverbrauchs. Mit dieser Technologie konnte der Wasserverbrauch auf öffentlichem Grund und Boden reduziert und enorme Wassereinsparungen erzielt werden. Durch die Einführung eines IoT-gesteuerten Systems konnte die Stadt allein im Jahr 2014 mehr als 75 Millionen Euro einsparen.
Um zur Lösung der Wasserkrise beizutragen, hat die Regierung auch die Bürgerinnen und Bürger zur Teilnahme am städtischen Wassersparprogramm aufgefordert. Es wurde ein stadtweites Dürreprotokoll erstellt, das der Stadt helfen soll, Wasserknappheit effektiver zu bewältigen. Weiterhin beinhaltet es detaillierte Wassersparmaßnahmen, die in verschiedenen Szenarien angewendet werden können.
Digitale Lösungen: Womit Smart Cities das Wassermanagement revolutionieren
Barcelona ist nur eine von vielen Städten, die hart daran arbeitet, ihre Wasserversorgung zu verbessern. Chennai, London, Peking, Melbourne, Singapur, Sao Paulo und viele andere Städte haben bereits mit schwerwiegenden Wassermangel zu kämpfen. Ein Mangel, der sich in Zukunft noch verschärfen wird, wenn nicht die richtigen Maßnahmen ergriffen werden. Wir stellen einige Maßnahmen vor, die Städte zum Schutz ihrer Wasserversorgung ergreifen. Insbesondere das Internet der Dinge (IoT) ermöglicht in vielen Städten einen intelligenteren Umgang mit Wasser.
Beseitigung undichter Infrastrukturen
Undichte Rohrleitungen und andere Infrastrukturen verursachen enorme Wasserverluste. Allein in den USA gehen jedes Jahr schätzungsweise 2,1 Billionen Gallonen sauberes Wasser durch undichte Leitungen verloren. Es ist keine praktikable Lösung, jedes einzelne Rohr in einer Stadt auszutauschen. Es gibt jedoch andere Möglichkeiten, dieses Problem zu lösen. Ein Beispiel:
Shayp ist ein System zur Erkennung von Wasserlecks in Rohren. Es verwendet IoT-fähige Sensoren, um Leckagen in Wasserrohren in Echtzeit zu lokalisieren und zu bewerten. Es wird derzeit in drei belgischen Städten eingesetzt, um den Wasserverbrauch zu senken und damit verbundene Schäden zu reduzieren.
Smart Water ist eine weitere IoT-fähige Lösung zur Steuerung von Wasseraufbereitungsanlagen. Sie ermöglicht dem Benutzer den Zugriff auf Wasserdaten wie pH-Wert, Leitfähigkeit und vor allem auf den Wasserdruck. Durch die Reduzierung des Wasserdrucks in bestimmten Gebieten können Leckagen reduziert werden.
Effiziente Bewässerung
Wasser sparen ist auch in der Landwirtschaft und für Städte ein sehr wichtiges Thema. Wenn die Landwirtschaft in der Umgebung einer Stadt das Wasser effizienter nutzen kann, wird auch die Wasserversorgung der Stadtbewohner verbessert. Gegenwärtig wird viel Wasser für die landwirtschaftliche Nutzung benötigt, aber die Agrarindustrie arbeitet hart daran, mit modernen Technologien weniger Wasser zu verbrauchen und mehr Lebensmittel zu produzieren. Es gibt inzwischen viele Lösungen, wie Sensorik Instrumente, die den Wasserverbrauch reduzieren.
Ein Tool, das ihnen dabei helfen kann, ist das WeatherTRAK-Bewässerungssystem von HydroPoint. Dabei handelt es sich um ein intelligentes Bewässerungssystem, das zur Verringerung der Wassermenge eingesetzt wird. So können intelligente Lösungen außerhalb der Stadtgrenzen auch für die BewohnerInnen einer Stadt von Nutzen sein.
Effektive Wasserwirtschaft
Der Schlüssel zur Verbesserung des Zusammenhangs zwischen Wasser und Energie liegt in intelligenteren Ansätzen für die Wasserwirtschaft. Alle Wasserversorgungseinrichtungen könnten effizienter gestaltet werden, vom Sammeln, Speichern und Recyceln von Regenwasser bis hin zur Instandhaltung und Wartung von Wasserstraßen und Kläranlagen.
SCUBIC ist eine IoT-Lösung für intelligentes Energiemanagement, die Daten zur Verbesserung der Funktionalität von Wasserversorgungsunternehmen nutzt. Durch den Einsatz von Sensoren und die Erfassung von Daten können Pumppläne optimiert, das Wasser effizienter transportiert und somit die Kosten reduziert werden.
Das Smart City Water System ist ein weiterer interessanter Ansatz für ein besseres Wassermanagement. Es nutzt ein Netzwerk von Sensoren zur Überwachung der städtischen Abwassersysteme. Es kann nicht nur effizientere Lösungen finden, sondern auch auf illegale Einleitungen oder ungewöhnliche Verunreinigungen achten. Dies kann den Behörden helfen, Industriebetreibe oder Privatpersonen, die die Wasserversorgung schädigen, ausfindig zu machen und strafrechtlich zu verfolgen.
Natur und Umweltschutz
Wie in Barcelona kann die Einführung eines stadtweiten, bürgerorientierten Protokolls zur Vermeidung von Wasserknappheit Wunder bewirken. Wenn man die Bevölkerung und die Unternehmen auffordert, ihren Wasserverbrauch in Zeiten der Dürre zu reduzieren und auch sonst achtsam mit Wasser umzugehen, kann das Risiko von Wasserknappheit senken.
Glücklicherweise hat das Aufkommen der IoT-Technologie den Zugang zu intelligenten Zählern und Echtzeit-Überwachungssystemen ermöglicht. So können die Bürgerinnen und Bürger ihren eigenen Verbrauch genau im Auge behalten und ihn entsprechend einschränken. Auch moderne Häuser werden heute mit intelligenter Technologie gebaut und verfügen über umfassende Überwachungssysteme für Wasser, Strom und Heizung, die der Bevölkerung helfen, Ressourcen und Geld zu sparen.
Dies sind nur einige der vielen Möglichkeiten, die Städte nutzen, um sich für eine langfristige Sicherung der Wasserversorgung einzusetzen. Weitere interessante Lösungen zum Wassermanagement können Sie auf unserer kostenlosen Plattform erkunden. Melden Sie sich an und durchstöbern Sie das Netzwerk nach Lösungen, vernetzen Sie sich mit Städten und Lösungsanbietern.
Fazit: Smarter mit der Ressource Wasser umgehen
Die Verfügbarkeit von Wasser ist ein wesentlicher Bestandteil einer nachhaltigen Stadtentwicklung. Der Zugang zu Wasser verbessert die Lebensqualität in einer Stadt und macht diese zu einem gesünderen, grüneren und sichereren Ort. Studien zeigen, dass etwa jede vierte Stadt bereits unter Wassermangel leidet. Deshalb ist es jetzt an der Zeit, sich auf die Zukunft vorzubereiten.
Klimaanpassung muss keine umfassende Sanierung der bestehenden Infrastruktur bedeuten. Mit dem richtigen Einsatz von smarten Tools und intelligenten Systemen kann der Übergang zu modernen Methoden der städtischen Wasserwirtschaft relativ mühelos erfolgen. Dies wird auch dazu beitragen, neue Geschäfts- und Innovationsmöglichkeiten zu schaffen, die neue Technologien, fortschrittliche Tiefbaumethoden und natürliche Lösungen kombinieren. Gemeinsam können Unternehmen, Regierungen und BürgerInnen ihre Städte dazu führen, durch vorausschauendes Wassermanagement die Sicherheit der Wasserversorgung zu gewährleisten und sie so für die Zukunft wappnen.
Sind Sie ein Anbieter von Wassermanagement Systemen, oder wollen Sie Ihr Produkt Städten vorstellen? Dann werden Sie Mitglied unseres globalen Smart-City-Netzwerks und unserer Community und stellen Sie Ihre Lösung vor. Darüber hinaus bieten wir mit unserem exklusiven Ausschreibungsservice "Tender Premium" die Möglichkeit die passenden Smart City Ausschreibungen zu finden. Jetzt 14 Tage kostenlos testen und keine Ausschreibungen im Smart City Sektor mehr verpassen:
