Städte und Gemeinden: Wie lassen sich angesichts der Verknappung ihre Wasserressourcen erhalten?

Hinter einem Land, das allem Anschein nach gut mit Wasser versorgt ist, verbergen sich weniger komfortable Fakten: Die auf französischem Gebiet verfügbaren erneuerbaren Wasserressourcen sind in nur 20 Jahren um 14 % zurückgegangen - eine alarmierende Feststellung, die direkt auf den Versorgungsdruck der Bevölkerung und die Auswirkungen des Klimawandels zurückzuführen ist. Die Folgen sind unübersehbar: 2019 konnten nur 45 % der Gewässer als in gutem ökologischen Zustand betrachtet werden, und jedes Jahr werden mehr als hundert Wasserfassungen wegen unzureichender Qualität geschlossen.

Aber damit nicht genug. Ein erheblicher Anteil des Wassers, das zur Aufbereitung und Verteilung entnommen wird, gelangt nie bis zum Wasserhahn des Verbrauchers. Schätzungsweise gehen in Frankreich jedes Jahr etwa eine Milliarde Kubikmeter Wasser in den Leitungen verloren. Zum Vergleich: Diese Zahl entspricht dem Jahresverbrauch von rund 18 Millionen Einwohnern. Man stelle sich vor, eine Stadt wie New York würde Wasser schöpfen, nur um es unterwegs versickern zu lassen.

Diese massiven Verluste spiegeln sich in einem Schlüsselindikator wider: dem durchschnittlichen Ertrag der Trinkwassernetze, der bei etwa 80 % liegt. Das bedeutet, dass von 5 Litern Wasser, die in das Netz eingespeist werden, 1 Liter verloren geht, bevor er den Verbraucher erreicht. Ein Ertrag von 100 % ist sicherlich utopisch, aber Quellen weisen darauf hin, dass viele Städte und Gemeinden ein Ziel von 80-90 % anstreben könnten. Derzeit profitieren nur 10 % der französischen Verbraucher von einer Dienstleistung mit einem Ertrag von über 91 %.

Diese Situation verschärft sich durch das Alter unserer Infrastruktur: Die Hälfte der Trinkwasserversorgungsnetze in Frankreich wurde vor mehr als 50 Jahren verlegt. Wie jede alternde Infrastruktur sind diese Leitungsnetze anfälliger für Störungen, Lecks und Bruchstellen.

Diese Zahlen sind nicht nur Statistiken, sie zeigen eine zunehmende Anfälligkeit unseres Wasserversorgungssystems und machen den dringenden Handlungsbedarf deutlich.

Aufgrund des Klimawandels und einer Ausbeutung der natürlichen Ressourcen gehen die Durchflussmengen an einigen Wasserfassungen bereits stark zurück. In einigen Gebieten trocknet das Grundwasser schneller aus, als es sich neu bilden kann.

Anschauliches Beispiel: In Frankreich wiesen nach Daten des geologischen Forschungsinstituts Bureau de recherches geologiques et minières (BRGM) mehr als 60 % der Grundwasservorräte im Jahr 2023 einen leicht niedrigen bis sehr niedrigen Wasserstand auf. Und während der Dürre im Jahr 2022 mussten mehrere Dutzend Gemeinden mangels lokalen Trinkwassers mit Tankwagen versorgt werden.

Ohne eine durchdachte Bewirtschaftung drohen einige örtliche Ressourcen einfach zu verschwinden, sodass teurere und weniger nachhaltige Lösungen gesucht werden müssen, die manchmal Dutzende Kilometer entfernt liegen.

Der autarke Logger LOG09V4 der Firma Ijinus, verbunden mit einem CNR-Sensor, ermöglicht die genaue Überwachung des Grundwasserspiegels und liefert entscheidende Informationen für die hydrogeologische Erfassung des Gebiets. Diese Lösung steuert die Entscheidungsfindung.

Die Qualität der Süßwasserressourcen ist durch verschiedene Verschmutzungsquellen gefährdet:

Landwirtschaft: Nitrate, Pestizide

Industrie: Schwermetalle, Lösemittel

Urbanisierung: Hausabwasser, Kohlenwasserstoffe

Wenn diese Schadstoffe in die Entnahmestellen gelangen, sind zwei Hauptprobleme die Folge:
- Die Kosten für die Aufbereitung, um das Wasser trinkbar zu halten, steigen steil an.
- Bei einer zu großen Verschmutzung werden manche Ressourcen einfach unbrauchbar und müssen aufgegeben werden.

Nach Angaben der französischen Wasseragentur kann die Aufbereitung von leicht verschmutztem Wasser das Fünffache der Aufbereitung von natürlich reinem Wasser kosten.

Die alternden Wassernetze sind - teils massiv - undicht, die Erkennung und Lokalisierung von Lecks ist eine zentrale Herausforderung, denn durchschnittlich geht jeder fünfte Liter auf dem Weg zum Wasserhahn verloren (Französische Beobachtungsstelle für öffentliche Wasserangelegenheiten, Observatoire des services publics d 'eau). Diese Verluste zwingen die Städte und Gemeinden, viel mehr Wasser zu produzieren und zu pumpen, als sie benötigen, was zu hohen Energiekosten führt.

Um den Wartungsrückstand aufzuholen und die Infrastruktur zu modernisieren, steht man vor einem hohen Investitionsbedarf.

Schätzungen gehen von zusätzlichen 4,6 Milliarden Euro pro Jahr aus, die für die Aufrüstung von Trinkwasser-, Abwasser- und Regenwassernetzen erforderlich sind. Eine beeindruckende Zahl, allerdings eine unerlässliche Ausgabe, wenn verhindert werden soll, dass die Energie-, Umwelt- und Finanzkosten nicht mehr zu stemmen sind.

Längere Dürreperioden, Hitzewellen, unfallbedingte Verschmutzung (z. B. durch Einleitung von Chemikalien oder einen industriellen Zwischenfall): All diese Ereignisse können die Wasserversorgung gefährden, wenn die Leitungsnetze nicht widerstandsfähig sind und keine geschützten alternativen Quellen erhalten bleiben.

Im Jahr 2022 mussten die französischen Präfekturen in mehr als 1.000 Fällen den Wasserverbrauch einschränken, was sowohl die häusliche als auch die landwirtschaftliche und industrielle Nutzung betraf.

Ein proaktives Management bietet die Möglichkeit der Vorwegnahme von Entwicklungen, der breiteren Verteilung auf verschiedene Ressourcenquellen, der Herstellung von Verbindungen zwischen den Leitungsnetzen usw. So kann eine Unterbrechung der Bereitstellung im ungünstigsten Moment vermieden werden.

Die Regulierung der Wasserqualität und der Leistungsfähigkeit der Leitungsnetze wird immer strenger.
Zum Beispiel verlangt das Dekret zu "Lecks" von den Städten und Gemeinden eine Minimalausbeute ihrer Infrastruktur. Wird diese Schwelle nicht erreicht und kein Aktionsplan eingeleitet, kann eine Abgabenerhöhung angewendet werden, die die Gemeindefinanzen stärker belastet.

Die Wasserversorger haben daher keine Wahl: Sie müssen sich anpassen, um eine Kombination von Sanktionen, Mehrkosten und Leistungsverlust zu vermeiden.

Schließlich sollten wir den Menschen nicht vergessen. Stellen Bewohner eine ungleichmäßige Wasserqualität, häufige Ausfälle oder einen ständigen Anstieg ihrer Rechnungsbeträge ohne sichtbare Verbesserung fest, nimmt das Vertrauen in den öffentlichen Dienst schnell Schaden.

Laut einer Umfrage der Verbraucherorganisation UFC-Que Choisir sind 35 % der Franzosen jetzt bereits der Meinung, dass sie ihr Wasser zu teuer bezahlen. Wenn sie die Vorteile der vorgenommenen Investitionen nicht wahrnehmen, besteht die Gefahr wachsender Unzufriedenheit verbunden mit einem angespannten sozialen Klima.

Die Entscheidung für ein proaktives und nachhaltiges Wassermanagement bedeutet nicht nur die Erfüllung einer regulatorischen Checkliste.

Es bedeutet, eine wertvolle Ressource für zukünftige Generationen zu erhalten.

Es bedeutet, langfristig explodierende Kosten zu vermeiden.

Es bedeutet, einen qualitativ hochwertigen öffentlichen Dienst sicherzustellen, der den Erwartungen der Bürger entspricht.

Und es bedeutet vor allem, unsere Regionen darauf vorzubereiten, den sich abzeichnenden Krisen besser standzuhalten.

Der erste entscheidende Schritt besteht in einer besseren Informationslage über die Wasserleitungsnetze. Stellen Sie sich Ihr Wassersystem wie einen komplexen menschlichen Körper vor: Um es zu pflegen, müssen Sie seine Anatomie, seine Gesundheitsgeschichte kennen und seine Vitalparameter überwachen. Für ein Infrastrukturnetz heißt das, die genaue Lage der Rohrleitungen, die verwendeten Werkstoffe, ihr Alter und ihre Wartungsgeschichte zu kennen. Diese Daten sind von grundlegender Bedeutung, um Schwachstellen vorwegzunehmen und Störungen zu vermeiden.

Abgesehen von der materiellen Bestandsaufnahme ist es wichtig, Parameter zu überwachen, die die Leitungsnetze beeinträchtigen können, darunter die Wasserqualität selbst, die die Innenkorrosion beeinflusst, die Bodenqualität mit Einfluss auf die Außenkorrosion und auch Druck- und Temperaturschwankungen. Eine präzise Kartierung in Kombination mit Druck-, Durchfluss- und Wasserqualitätsdaten bietet einen zentralen Überblick.

Dieses breit gefächerte Wissen ermöglicht es, "das Unsichtbare sichtbar" zu machen, also Bereiche zu erkennen, in denen die Gefahr von Leckagen oder Bruchstellen besteht, bevor sie zu großen Problemen werden. Das erleichtert die Umsetzung gezielter Präventionsmaßnahmen.

Der Logger Blue LP der Firma Ijinus ist ein Logger mit Durchfluss- und Drucksensoren. Er ermöglicht die Überwachung der Infrastruktur (Überwachung des Durchflussvolumens, Einstellung von Volumen-/Druckindikatoren), die Steigerung ihrer Leistungsfähigkeit und ihres Ertrags, die Minimierung von Wasserverlusten (Erfassung und Eingriffe in den Sektoren) und den Erhalt von Wasserressourcen.

Heute stehen Städten und Gemeinden oder Wasserversorgern eine Reihe innovativer Werkzeuge zur Verfügung, mit denen sie die Leistungsfähigkeit ihrer Infrastruktur überwachen, erhalten und verbessern können. Mit diesen technologischen und intelligenten Lösungen lassen sich Probleme besser erkennen, Ausfälle vorhersehen und kostspielige Lecks vermeiden. Und das ist die wichtigste fortschrittliche Technik im Einsatz:

Akustische Sensoren zur Leckerkennung

Sensoren direkt im Netz erfassen ständig die Geräusche in den Rohren. Anormale Geräusche, wie ein Pfeifen oder verdächtige Fließgeräusche, können auf ein Leck hindeuten.

Der BiDi LTE zur eingrenzenden Ortung der Firma FAST kann als Überwachungssystem für Wasserinfrastruktur verwendet werden.

Bewirtschaftung an die Wasserqualität anpassen

Die Wasserqualität kann den Verschleiß der Rohrleitungen beeinflussen. Zum Beispiel kann zu saures oder zu kalkhaltiges Wasser Werkstoffe angreifen. Durch die Analyse dieser Parameter können Betreiber ihre Strategie (Aufbereitung, Werkstoffauswahl) anpassen, um die Lebensdauer der Leitungssysteme zu verlängern.

Druck kontrollieren und Verschleiß vermeiden

Ein überhöhter Druck in den Rohrleitungen steigert das Risiko von Rissen und Lecks. Moderne Systeme bieten die Möglichkeit, den Druck je nach aktuellem Bedarf dynamisch zu regulieren. So verringert sich der Verschleiß und die Effizienz steigt.

Beispiel: In einigen Städten konnten durch eine leichte Druckreduzierung die Leckagen um 10-15 % gesenkt werden, ohne dass die Leistungsqualität beeinträchtigt worden wäre.

Zur Drucküberwachung von Trinkwassernetzen hat die Firma Ijinus den Logger Blue LP entwickelt. Er bietet Diagnose und Überwachung der Schlüsseldaten der Abtrennung (Impulszählung, Modbus-Durchflussmessung, Druck). Ein nicht zu unterschätzender Vorteil bei der Überwachung der Infrastruktur, der Steigerung ihrer Leistungsfähigkeit und ihres Ertrags und bei der Reduzierung von Wasserverlusten.

Satellitendaten zur Erkennung von Unregelmäßigkeiten

Satellitenbilder ermöglichen in Kombination mit anderen Bodendaten die Beobachtung unscheinbarer Zeichen an der Oberfläche - z. B. ungewöhnliche Feuchtigkeitsbereiche -, die auf ein verstecktes Leck hinweisen können.

Präzise Diagnostik, auch ohne Erdarbeiten

Dank neuer Technologien ist es heute möglich, den Zustand der Rohre zu bewerten, ohne sie unbedingt öffnen zu müssen. Entnommene Proben können im Labor auf Abnutzungszeichen untersucht werden. Nicht-invasive Techniken wie akustische Signale bieten die Möglichkeit, den Zustand der Leitungsnetze genau zu kartieren.

Künstliche Intelligenz zeigt Probleme im Vorfeld

KI revolutioniert das Wassermanagement. Durch die Analyse einer großen Menge zurückliegender Daten von Eingriffen, Inspektionsergebnissen und Messungen in Echtzeit können Algorithmen vorhersagen, wo und wann die Gefahr von Lecks steigt. So lassen sich Prioritäten für Einsätze festlegen, Arbeiten einplanen und immer kostspieligere Notfallreparaturen vermeiden.

Gut zu wissen: Eine europäische Studie kommt zu der Einschätzung, dass die kombinierte Verwendung von Sensoren, Satellitendaten und KI die Wasserverluste in den Leitungsnetzen um 25-30 % verringern und gleichzeitig die langfristigen Wartungskosten senken könnte.

Die Kombination dieser Ansätze kann eine signifikante Verbesserung der Informationslage über die Leitungsnetze liefern und die Gefahr von Störungen und Bruchstellen effektiv verringern. So erfolgen Interventionen zur richtigen Zeit, am richtigen Ort und zu optimierten Kosten.

Überwachung und Diagnostik führen zum Handeln. Ein vollständiges Spektrum an Technologien und Methoden ist notwendig, um auftretende Lecks und die Alterung der Infrastruktur zu begrenzen.

Dazu gehören:

Zonentrennung in Leitungsnetzen, um Verluste besser zu kontrollieren und orten zu können.

Auffinden und aktives Reparieren von Lecks. In den Leitungssystemen angebrachte Messwerkzeuge (Druck-, Durchfluss-, Geräuschsensoren) und Werkzeuge zur Datenanalyse und -anzeige ermöglichen es, Unregelmäßigkeiten genau zu orten. Autonome und kommunizierende Systeme sorgen für ein permanentes Monitoring.

Die Verwendung von vernetzten Ventilen, mit denen das Netzwerk aus der Ferne gesteuert und abweichende Verbrauchswerte erkannt werden können.

Die Sanierung der Leitungsnetze, auch ohne Erdarbeiten. Mit Techniken wie das Auskleiden von Rohren können Bestandsleitungen wirtschaftlich und umweltschonend saniert werden.

Professionelle Simulationstools zur Vorhersage des zukünftigen Zustands von Rohrleitungen mithilfe von Diagnostik und den gesammelten Daten der Vergangenheit.

Die Expertise von Dienstleistern, die auf die Entwicklung und Herstellung zuverlässiger Technik für den Bau, die Wartung und die Instandsetzung von Leitungsnetzen spezialisiert sind, ist von zentraler Bedeutung, wenn eine nachhaltige Leistungsfähigkeit gewährleistet werden soll. Die Claire-Gruppe bietet zur Verbesserung der Gesamtleistung auch Diagnose-, Überwachungs- und Steuerungssysteme an.

Wasser richtet sich nicht nach administrativen Grenzen. Eine effektive Bewirtschaftung muss über gebietsspezifische Konzepte (Trinkwasser, Abwasserentsorgung) hinausgehen und ein integriertes, anpassungsfähiges Gebietsmanagement sicherstellen. Dazu gehören das Management des "großen Wasserkreislaufs", wie die Verwaltung aquatischer Ökosysteme und Hochwasservorbeugung (Gestion des Milieux Aquatiques et Prévention des Inondations, GEMAPI), die Bodenentsiegelung und die Regenwasserbewirtschaftung. Initiativen wie die Gebietsprojekte für Wasserwirtschaft (Projets de Territoire pour la Gestion de l'Eau, PTGE) fördern diesen kollaborativen Ansatz auf Wasserbecken-Ebene.

Die erforderlichen Investitionen sind erheblich, aber es gibt Finanzierungslösungen. Die Banque des Territoires hat sich beispielsweise zusammen mit Städten und Gemeinden mit Spezialprogrammen im Einklang mit der staatlichen Wasserstrategie engagiert. Darlehensinstrumente wie Aqua Prêt bieten besonders langfristige Finanzierungen (bis zu 60 Jahre für einige Bauwerke), die potenziell 100 % der Kosten von Wasserprojekten vom kleinen bis zum großen Kreislauf decken können. Engineering-Tools und Plattformen wie aquagir.fr helfen auch bei der Strukturierung solcher Projekte und bei der Identifizierung verfügbarer Finanzierungen.

Durch die Kombination dieser Maßnahmen – bessere Informationslage über die Leitungsnetze, Einsatz der vorhandenen Technologien, Sanierung, integriertes Management und Mobilisierung von Finanzmitteln – können die Städte und Gemeinden nicht nur Wasserverluste verringern und die Leistungsfähigkeit ihrer Leitungsnetze verbessern, sondern auch die Widerstandsfähigkeit ihres Gebiets angesichts der Herausforderungen, die mit dem Wasser einhergehen, stärken.