Wasser für 10.000 Menschen • WASSER & ABWASSER

Karstgebiete leiden häufig unter Wassermangel: Das Wasser ist nur in großen Tiefen verfügbar, zudem ist es anfällig für Verschmutzung. (Bild: Peter Oberle, KIT)Karstgebiete leiden häufig unter Wassermangel: Das Wasser ist nur in großen Tiefen verfügbar, zudem ist es anfällig für Verschmutzung. (Bild: Peter Oberle, KIT)
Wasser für 10.000 Menschen

Mehr als 20 Pro­zent der Welt­be­völ­ke­rung sind von Karst­grund­was­ser abhän­gig. Im porö­sen Gestein die­ser Regio­nen ver­si­ckert Was­ser in gro­ßen Men­gen und steht oft nur in gro­ßen Tie­fen zur Ver­fü­gung. Karst­was­ser ist zudem anfäl­lig für Ver­un­rei­ni­gun­gen. Es für eine nach­hal­ti­ge Was­ser­ver­sor­gung zu nut­zen, ist in Schwel­len- und Ent­wick­lungs­län­dern eine Her­aus­for­de­rung. Mit der Was­ser­för­der­an­la­ge Seo Ho haben Wis­sen­schaft­le­rin­nen und Wis­sen­schaft­ler des Karls­ru­her Insti­tuts für Tech­no­lo­gie (KIT) an der Spit­ze des Ver­bund­pro­jek­tes KaWa­Tech Solu­ti­ons in Nord­viet­nam ein zukunfts­wei­sen­des Ver­sor­gungs­sys­tem imple­men­tiert. Das Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Bil­dung und For­schung för­dert das Pro­jekt noch bis 2020.

Die Kapa­zi­tät der Anla­ge reicht aus, um auf dem an der Gren­ze zu Chi­na gele­ge­nen Dong-Van-Karst-Pla­teau rund 10 000 Men­schen unab­hän­gig von Regen- und Tro­cken­pe­ri­oden mit Was­ser zu ver­sor­gen. Ent­stan­den ist sie nach lang­jäh­ri­ger For­schungs- und Ent­wick­lungs­ar­beit im BMBF-Ver­bund­pro­jekt KaWa­Tech Solu­ti­ons. Bei einem Fest­akt haben das Pro­jekt­team gemein­sam mit Ver­tre­te­rin­nen und Ver­tre­tern des BMBF und des viet­na­me­si­schen For­schungs- und Tech­no­lo­gie­mi­nis­te­ri­ums sowie des Bür­ger­ko­mi­tees der nord­viet­na­me­si­schen Pro­vinz Hà Giang sie nun ein­ge­weiht.

Das inno­va­ti­ve Kon­zept baut auf die bestehen­de Infra­struk­tur des Was­ser­kraft­werks Seo Ho aus den 1990er-Jah­ren auf. Die­ses speist sich aus dem gleich­na­mi­gen Fluss und wur­de bis­her nur zur Strom­erzeu­gung genutzt. Das auf einen Durch­fluss von über 1 000 Litern pro Sekun­de aus­ge­leg­te Kraft­werk konn­te bis­lang nur wäh­rend der Regen- und Über­gangs­zeit wirt­schaft­lich betrie­ben wer­den. In den tro­cke­nen Mona­ten stand es auf­grund der stark sin­ken­den Abfluss­men­gen und dem damit ein­her­ge­hen­den Abfall des Wir­kungs­grads der Tur­bi­nen teils meh­re­re Mona­te still. „Die­ses Phä­no­men ken­nen wir von vie­len Was­ser­kraft­wer­ken in tro­pi­schen und sub­tro­pi­schen Kli­ma­zo­nen“, erklärt Pro­fes­sor Franz Nest­mann, Lei­ter des Insti­tuts für Was­ser und Gewäs­ser­ent­wick­lung (IWG) am KIT.

Um die Anla­ge auch in der Tro­cken­zeit wirt­schaft­lich fah­ren und Men­schen zuver­läs­sig mit Was­ser ver­sor­gen zu kön­nen, ent­wi­ckel­te das inter­dis­zi­pli­nä­re Team ein spe­zi­el­les För­der­kon­zept, um Was­ser über eine Hoch­druck­lei­tung in die rund 400 Meter höher gele­ge­nen Gebirgs­sied­lun­gen und die Distrikt­haupt­stadt Dong Van City zu pum­pen.

Die­ses Kon­zept basiert auf einem Bypass-Sys­tem mit zwei klei­nen invers betrie­be­nen Pum­pen als Tur­bi­nen­er­satz (PAT), die bei einem Durch­fluss von jeweils 40 Litern pro Sekun­de ihren bes­ten Wir­kungs­grad errei­chen. Die von der Was­ser­kraft in Bewe­gung gesetz­ten „Tur­bi­nen“ trei­ben mecha­nisch zwei Wel­len an, die direkt an zwei För­der­pum­pen gekop­pelt sind. Die bei­den PAT-Modu­le aus Pum­pe und Tur­bi­ne bzw. PAT kön­nen ohne den Ein­satz von elek­tri­scher Ener­gie mit hohem Wir­kungs­grad ins­ge­samt bis zu 1,5 Mil­lio­nen Liter Was­ser pro Tag för­dern, eine Men­ge, die sogar deut­lich über den der­zei­ti­gen Bedarf hin­aus geht.

Damit haben wir ein kom­plett ener­gie­aut­ar­kes, öko­no­misch und öko­lo­gisch nach­hal­ti­ges Sys­tem geschaf­fen, das zudem ein­fach und mit wenig War­tungs­auf­wand zu hand­ha­ben ist“, erläu­tert Dr. Peter Ober­le, Wis­sen­schaft­ler am IWG. Im Ver­bund­pro­jekt haben die Exper­tin­nen und Exper­ten zudem ein umfas­sen­des Gewäs­ser­mo­ni­to­ring instal­liert, die was­ser­bau­li­che Infra­struk­tur vor Ort saniert, auf der Basis der dort zur Ver­fü­gung ste­hen­den Bau­stof­fe opti­mier­te Beto­ne für die Was­ser­bau­wer­ke ent­wi­ckelt sowie ein selbst­re­gu­lie­ren­des Mehr­kam­mer-Sys­tem für eine gerech­te und fle­xi­ble Ver­tei­lung des geför­der­ten Was­sers umge­setzt.

Wir haben in die­sem Pro­jekt Tech­no­lo­gi­en und Kon­zep­te ent­wi­ckelt, die hof­fent­lich nicht nur den Men­schen in Nord­viet­nam nut­zen, son­dern auch in ande­ren Karst­was­ser-Regio­nen der Welt“, beto­nen die bei­den KaWa­Tech-Pro­jekt­lei­ter. Auch im Dau­er­be­trieb soll das neue För­der- und Ver­teil­sys­tem am Seo-Ho Fluss wei­ter beglei­tet, opti­miert und ergänzt wer­den. Für 2020 sind unter ande­rem der Bau einer Was­ser­auf­be­rei­tungs­an­la­ge sowie der dezen­tra­le Ein­satz solar­be­trie­be­ner Pum­pen geplant.