Resilienz der Wasserversorgung und -speicherung im ländlichen Raum

In Deutschland besteht aufgrund des hohen Wassernutzungsgrads ein nahezu flächendeckender Optimierungsbedarf in der Wasserversorgung. Die Bewirtschaftungspraxis muss effizienter gestaltet und stärker an die Herausforderungen des Klimawandels angepasst werden. Gleichzeitig ist eine bessere Verzahnung von Wasser- und Energieversorgung erforderlich, um nachhaltige Nutzungsmöglichkeiten zu erschließen.

Ziel des Forschungsvorhabens SpeicherLand ist es, durch die Entwicklung und Nutzung innovativer Methoden zur Prozessidentifikation sowie gekoppelter Modelle, eine umfassende Zustands- und Prozessbeschreibung der wesentlichen Kreislauf- und Versorgungskomponenten (insbesondere Wasserspeicher als sicherheitsbildender zeitlicher und räumlicher Puffer, und somit zentrales Bewirtschaftungselement) für ein Modellgebiet im Hinblick auf Wassermenge, zeitliche Verfügbarkeit, räumliche Verfügbarkeit und Vulnerabilität zu erstellen. Im Vorhaben SpeicherLand stellt das Gebiet des Landkreises Mittelsachsen das Modellgebiet dar. Darauf aufbauend werden intelligente Prognose- und Managementmodelle erstellt, welche eine langfristige Entwicklung beschreiben sollen und eine spätere Übertragbarkeit auf andere Regionen ermöglichen. Nach erfolgreicher Projektdurchführung ist die Durchführung eines Transferprojektes geplant, in welchem die gewonnenen Erkenntnisse in die Praxis überführt werden.

Das Projekt zur Umsetzung einer nachhaltigen Wasserversorgung gliedert sich in drei Schwerpunkte: 

(1) Resilienz gegenüber klimatischen Entwicklungen: u.a. Lokalisierung und Charakterisierung potentieller künstlicher und natürlicher Speicher und deren Auffüllungs-, Vernetzungs- und Nutzungsmöglichkeiten im Kontext der Szenarien zu Klima, Nutzung und Bedarf.

(2) Energetische Resilienz: Entwicklung von Modellen zur Nutzung der dem Wasser inhärenten Energie (Wärme, kinetische Energie, etc.) und Sicherung der Energieversorgung für die Wasserversorgung selbst.

(3) Resilienz gegenüber qualitativen Störungen: Entwicklung von Handlungsstrategien der Wasserbewirtschaftung und Kommunikation insbesondere unter dem Aspekt aktueller und zukünftiger Spannungsfelder der Wassernutzung.

Das DGFZ untersucht im Rahmen des SpeicherLand-Projekts die Auswirkungen klimatischer Veränderungen auf den Wasserhaushalt mit dem Ziel einer resilienteren Wasserversorgung im Landkreis Mittelsachsen. Dabei liegt der Fokus auf die Unsicherheiten zur Prognosefähigkeit der Grundwasserneubildung, die sich aus den hoch variablen Klimaprojektionen und einer Vielzahl genutzter hydrologischer Modellansätze ergibt. Ziel dieser Untersuchungen ist eine Analyse zur Präzision von Prognose- und Bemessungswerkzeuge, anhand derer die Auswirkungen von Klimaveränderungen auf Grundwasserspeicher und ihre Resilienz bewertet werden kann. Die Bodenwasserhaushalts-modellierungen werden für den Aquifer einer Leuchtturmregion durchgeführt und die Auswirkungen auf das Grundwasserdargebot in Kopplung der Bodenwasserhaushaltsmodelle mit einem Grundwasserströmungsmodell untersucht.