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Lösungen
Trinkwasserressourcen und Einzugsgebiete

Management von Trinkwasserressourcen und Einzugsgebieten

Die Überwachung der Rohwasserressourcen dient der nachhaltigen Sicherung der Trinkwasserqualität. Wir erfassen und bewerten potenzielle Gefährdungen durch Nutzungen, Handlungen und Baumaßnahmen in Wassereinzugsgebieten und leiten daraus entsprechende Maßnahmenkataloge zum Grundwasser- und Gewässerschutz und zur Sicherung der Wasserversorgung ab. Dazu führen wir gebiets- und problemspezifische Monitoringprogramme durch und optimieren Messnetze. Langzeit-Monitoringprogramme ermöglichen dabei auch die Beobachtung von Auswirkungen des Klimawandels auf die Wasserversorgung, welche auch in gezielten Projekten am TZW untersucht werden.

Hydrochemisches Prozessverständnis und Kenntnisse über Standortcharakteristika in Einzugsgebieten tragen dazu bei, Eintragspfade von Schad- und Spurenstoffen sowie von Mikroorganismen besser zu verstehen und bei der Bewirtschaftung von Rohwasserressourcen zu berücksichtigen. Dabei arbeiten wir eng mit den betroffenen Wasserversorgungsunternehmen, den zuständigen Behörden und weiteren Interessensgruppen zusammen.

Zudem betreibt das TZW überregionale Datenbanken zu Grund- und Rohwasserbeschaffenheit. Management, Anzeige und Analyse dieser Datenbasis finden zunehmen automatisiert unter Verwendung statistischer Methoden und künstlicher Intelligenz (KI) statt. Qualitätsgesicherte Datensätze zu Grund- und Rohwasserbeschaffenheit erleichtern die nachhaltige Überwachung der Rohwasserressourcen und tragen so langfristig zur Sicherheit der Trinkwasserversorgung bei.

Was bieten wir?

Ressourcenschutz, Monitoring, Schutzgebietsmanagement

Ortsbegehungen, Ursachenanalyse chemischer und mikrobiologischer Belastungen, Bewertung hygienischer Risiken im Umfeld der Wassergewinnung
Konzepte zur Grundwasserüberwachung und Messnetzoptimierung
Beurteilung von Baumaßnahmen in Trinkwasserschutzgebieten, Baubegleitendes Monitoring, Beweissicherung
Gewässerschützende Landbewirtschaftung, Unterstützung bei der Erstellung von Sanierungsplänen zur Verringerung der Nitratauswaschung
Unterstützung von Wasserversorgungsunternehmen in Fragen zu Biogasanlagen, Energiepflanzenanbau, Gärproduktausbringung

Resilienz, Kritikalität

Wasserbedarfsprognosen, Bedarfsdeckungsbilanzen, Dargebotsanalysen
Kritikalitätsanalyse der Versorgungsituation zu Ausfallsicherheit, Ersatzversorgungsgrad und Aufzeigen von Resilienzoptionen
Analysen der Vulnerabilität (Verschmutzungsempfindlichkeit) des Grundwassers in Trinkwassereinzugsgebieten
Stellungnahmen zu Nutzungskonkurrenzen in Wasserschutzgebieten (WSG)

Risikomanagement

Risikomanagement im Einzugsgebiet gem. TrinkwEGV bzw. DVGW-Information Wasser Nr. 105
Softwarelösung für das Risikomanagement in der Wasserversorgung: Riskplus

Wassergewinnung, Wasserbedarf, Wasserrechte und Versorgungsstrukturen

Begehungen der Schutzzonen nach § 27 TrinkwV
Bewertung der Gewinnungsanlagen und der Gewinnungssituation
Fachliche hydrochemische Begleitung von Pump- und Förderversuchen
Begleitung WSG-Verfahren und Wasserrechtsanträgen
Wassergewinnungs- und Strukturkonzepte
Konzepte zur künstlichen Grundwasseranreicherung (Managed Aquifer Recharge, MAR)
Standortvorschläge für neue Trinkwassergewinnungsmöglichkeiten

Geodatenmanagement & Geographische Informationssysteme (GIS)

Erstellung thematischer Karten (Grundwassergleichenpläne, Konzentrationsverteilungen)
Grundwassermodellierung
Überregionale Datenbanken zum Gewässerschutz mit Online-Portalen
Digitalisierung, KI, Python-Skripte zum Einsatz in Datenanalyse, Messwertplausibilisierung und wissenschaftlichen Auswertungen
Management hydrologischer und hydrochemischer Daten, Datenauswertung und Datenvisualisierung, statistische Methoden (Data Science)
Auswertung von Fernerkundungsdaten (z.B. Klima- und Wetterdaten, Landnutzung, Oberflächentemperatur)

Informationen und Links

Flyer Dienstleistungen Nitratbelastung / Gewässerschützende Landbewirtschaftung

Flyer Risikomanagement in Einzugsgebieten - Neue Anforderungen und Lösungen

Grundwasserdatenbank Wasserversorgung Baden-Württemberg

Online-Portal der RWDB

Kurzanleitung zum Online-Portal

Methoden und Ausstattung

Datenanalyse und wissenschaftliche Auswertungen

Datenbanken
> Aufbau und Betrieb von flexibel skalierbaren Datenbanken
> Betrieb überregionaler Datenbanken zum Gewässerschutz mit Online-Portalen
> Kopplung mit GIS zur Anzeige und Auswertung von raumbezogenen Daten
Numerische Modellierung von Strömung, Stoff- und Wärmetransport
Räumliche Datenanalysen mittels Geographischer Informationssysteme (GIS), auch GIS-Modelle und Skripte zur Verarbeitung großer Datenmengen
ESRI-Story Maps und webbasierte interaktive Kartendarstellungen
Statistische Auswertungen (R, MS Excel)
INVAM (Modell zur Berechnung der Nitratauswaschung)

Praktische Methoden (Feld + Labor)

Grundwasserprobenahme; Sickerwasserprobenahme (Saugkerzen)
Analyse physikalisch-chemischer Parameter, inkl. Nitrat
Infiltrationsmessungen (Doppelringinfiltrometer)
Stoffverlagerung im Feld (Freilandlysimeter) und Labor (Laborlysimeter)
Grundwasserstandsmessung (Stichtagsmessung bzw. kontinuierlich mittels Datenlogger)
Bodenprobenahmen (Rammkernsondierungen), Nitrat- und Ammoniumuntersuchungen, Wassergehaltsbestimmungen
Kartierung landwirtschaftlicher Nutzungen mittels GPS, anschließende Übertragung ins GIS

Veröffentlichungen

Sturm, S.; Freeling, F.; Brauer, F.; Vollmer, T.; aus der Beek, T.; Karges, U.: Trifluoracetat (TFA): Grundlagen für eine effektive Minimierung schaffen - Räumliche Analyse der Eintragspfade in den Wasserkreislauf. Incl. StoryMap und Interaktive Karte. https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/trifluoracetat-tfa-grundlagen-fuer-eine-effektive; Interaktive TFA-Karte; TFA-Story Map.

Lange, F. T.; Sturm, S.; Müller, J.; Richter, D.; Brauer, F.; Fischer, T.; Nödler, K.; Armbruster, D.; Rink, M. (2018): Minimierungsstrategie für den PSM-Metaboliten-Eintrag ins Grundwasser. Veröffentlichungen aus dem Technologiezentrum Wasser 84, ISSN 1434-5765.

Lorenz, J.; Kiefer, J.; Fischer, T. (2017): Die Grundwasserdatenbank Wasserversorgung Baden-Württemberg – ein Beitrag zum Trinkwasser-Ressourcenschutz. In: Risiken in der Wasserversorgung. Stuttgarter Berichte zur Siedlungswasserwirtschaft., Bd. 235, 61-77.

Ball T., Geiges, M. (2017): Untersuchungen zum Nitratgehalt des Bodens unter durchwachsener Silphie an vier Standorten. Kurzstudie im Auftrag des BDEW (Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V.), Berlin, Karlsruhe. https://www.bdew.de/media/documents/20170731_Silphie-Untersuchung_Ayvl5QR.pdf.

Sturm S., Fischer T., Kiefer J, Remmler F., Borgmann A. (2016): Entwicklung eines Datenbankbasierten Systems zur Gefährdungsanalyse in Wassereinzugsgebieten (DBBS). S. 13-24. In: TZW (DVGW-Technologiezentrum Wasser, Karlsruhe; Hrsg., 2016): Präventives Risikomanagement in der Trinkwasserversorgung. Abschlussbericht zum BMBF-Forschungsvorhaben PRiMaT (Fkz. 02WRS1279A bis 02WRS1279, Veröffentlichungen aus dem Technologiezentrum Wasser, 74, ISSN: 1434-5765

Kiefer, J.; Geiges, M. (2016): Reduzierung der PSM-Belastung bei ausgewählten Rohwasserressourcen – Eine Initiative der DVGW-Landesgruppe Baden-Württemberg. Grundwasserdatenbank Wasserversorgung. Sonderbeiträge zum 24. Jahresbericht. http://www.grundwasserdatenbank.de/

Sturm, S.; Kiefer, J. (2016): Grundwasserschutz und Infrastrukturentwicklungen - Flächenkonkurrenz in Wasserschutzgebieten. In: Veröffentlichungen aus dem DVGW-Technologiezentrum Wasser Karlsruhe (TZW) (75), 1-28.

DVGW-Landesgruppe Baden-Württemberg [Hg.]; Zigelli, N.; Kiefer, J.; Sturm, S. (2016): Überwachung von Wasserschutzgebieten in Baden-Württemberg. Handlungsorientierung für Wasserversorger.

Stauder, S.; Brauer, F.; Hochmuth, D.; Fischer, T.; Morhard, A. (2015): Vulnerabilitätsanalyse von Wasserversorgungsunternehmen im südlichen Schwarzwald hinsichtlich des Klimawandels. https://pd.lubw.de/25900

Erler R.; Ball T.; Kiefer J.; Dresen B.; Köppel W. (2013): Nachhaltige Biogasbereitstellung in Deutschland.DVGW energie|wasser-praxis 04/2013, 84-87.

Kiefer J., Ball T., Rhode K., Selz M., Schrempp S., Müller-Sämann K. (2013): Entwicklung einer neuen Strategie zur Emissions- und Erfolgskontrolle im Grundwasserschutz. 44. AWBR-Jahresbericht 2012; AWBR.

Die Bände der TZW-Schriftenreihe können hier bestellt werden.