Wasserinfrastruktur — Wie gestalten wir neue Stadtquartiere krisenfest?

Durch Interviews mit unterschiedlichen Expert*innen aus den Bereichen Siedlungswasserwirtschaft, Regenwasserbewirtschaftung, Katastrophenschutz, IT -Sicherheit und Foresight wurde deutlich, dass besonders die Digitalisierung und die Klimakrise neue Herausforderungen für die Wasserver- und entsorgung mit sich bringen. Mit Hilfe von acht Impulsen zeigen wir, wie eine krisenresiliente Wasserinfrastrukturplanung in Neubauquartieren gelingen kann.

Ein Projekt von
Jana Schelte
und
.
Master Urbane Zukunft an der FH Potsdam
Sommersemester 2020

Video-Prototyp

Um städtische Akteure in Politik, Verwaltung und Stadtplanung zu sensibilisieren, haben wir ein Video mit 8 Impulsen erarbeitet.

Kritik, Ergänzungen oder Ideen für das Video? Wir werden in den kommenden Wochen das Video überarbeiten und freuen uns über Euer Feedback!

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Wasserinfrastruktur

Wasser-
infrastruktur

Wasser im Überfluss? Nicht ganz.

Seit über 150 Jahren genießen wir in Deutschland eine sehr zuverlässige Wasserinfrastruktur. Dank solide gebauter Infrastruktur und dem Vorhandensein ausreichender Wasserressourcen ist es  in Deutschland heute selbstverständlich, überall Zugang zu frischem Trinkwasser in guter Qualität zu haben. Wir nutzen das saubere Trinkwasser sogar, um unsere Toiletten zu spülen und unsere Pflanzen zu bewässern.

Doch wenn wir diesen Luxus beibehalten möchten, müssen wir uns mit der Zukunft beschäftigen. In unserem Projekt untersuchen wir daher die Vulnerabilität der kritischen Wasserinfrastrukturen und schauen, wie gerade neue Stadtquartiere krisenfest geplant werden können. Aber worauf müssen wir uns eigentlich vorbereiten?

Welche Krisen sind bis 2070 zu erwarten?

Ein wesentlicher Teil unseres Projektes war ein Vulnerabilitätsassessment der Wasserinfrastruktur. Im Mittelpunkt standen dabei die folgenden Fragen:

  • Welche Krisen sind bis 2070 besonders wahrscheinlich?
  • Welche dieser Krisen haben negative Auswirkungen auf die Wasserinfrastruktur?

Dazu haben wir Literaturrecherche betrieben und unterschiedliche Expert*innen aus den Bereichen Siedlungswasserwirtschaft, Regenwasserbewirtschaftung, Katastrophenschutz, IT -Sicherheit und Foresight befragt. Besonderen Fokus legten wir bei den Interviews auf die Frage, für welche Krisen in den nächsten 50 Jahren die Wasserinfrastruktur(en) fit gemacht werden müssen, und welchen Krisen noch zu wenig Beachtung geschenkt wird.

Anhand der Antworten der ExpertInnen und unserer Literaturrecherche, haben wir folgende Krisenkategorien als relevant für die Wasserinfrastruktur identifiziert: Gesellschaftliche Probleme, Naturkatastrophen, Technisches Versagen, Institutionelles Versagen, Terrorismus und Mensch-Umwelt. Im Anschluss haben wir ausgewertet, welche Krisen von den ExpertInnen als besonders wahrscheinlich und verheerend für die Wasserinfrastruktur eingeschätzt wurden. Vor allem die beiden Entwicklungen Digitalisierung und Klimakrise werden in Zukunft die Wasserinfrastruktur vor neue Herausforderungen stellen.

Die Wasserinfrastruktur ist in hohem Maße von der Stromversorgung abhängig, da beispielsweise Klärwerke und Pumpen ohne Strom nicht funktionieren. Die Digitalisierung und Automatisierung vieler Prozesse in der Wasserwirtschaft erhöht zusätzlich die Abhängigkeit von der Stromversorgung. Dies führt dazu, dass technische Störungen wie ein flächendeckender und lang anhaltender Stromausfall die Wasserver- und entsorgung stark beeinträchtigen und sogar zum Erliegen bringen kann.

Die Klimakrise wiederum bringt gleich zwei Herausforderungen für die Wasserinfrastruktur mit sich. Zum einen nehmen Starkregenereignisse zu. Diese können die Wasserentsorgung, gerade in Städten, massiv an ihre Kapazitätsgrenzen bringen. Wenn dies geschieht, wird das Abwasser oft direkt in die Flüsse geleitet und eine starke Umweltbelastung in Kauf genommen. Zum anderen beobachten wir in Deutschland und insbesondere in Brandenburg zunehmend lange Trockenperioden. Auf Dauer führt  dies zu einem Absenken des Grundwasserpegels. Wasserverschmutzung und Trockenheit können langfristig zu Wassermangel führen und so unsere Wasserversorgung massiv beeinträchtigen.

Wer muss handeln?

Wenn wir uns auf die Klimakrise und die zunehmende Digitalisierung vorbereiten wollen, ist die Handlungsebene Quartier genau die Richtige. Vor allem Neubauquartiere bieten eine große Chance. Denn es ist es sehr aufwändig und mit hohen Investitionen verbunden, bereits gebaute Infrastrukturen im Nachhinein anzupassen. In Neubauquartieren, ist es jedoch vergleichsweise kostengünstig und einfach, neue zukunftsfähige Infrastrukturkonzepte lokal umzusetzen. PlanerInnen von Neubauquartieren haben daher eine besondere Verantwortung zukünftige Risiken in den Blick zu nehmen und zukunftsfähige Wasserinfrastrukturen zu bauen. Denn, einmal gebaut, bleiben sie viele Jahrzehnte in Betrieb!
Doch oft fehlen die rechtlichen und politischen Rahmenbedingungen, um neue Wege gehen zu können. Daher müssen alle beteiligten Akteure wie Politik und Verwaltung, Wasserver- und entsorgungsunternehmen, Stadt- und Freiraumplaner*innen sowie Projektentwickler*innen zusammenarbeiten, um heute schon mit den Krisen von morgen zu planen.

Acht Impulse für krisenfeste Wasserinfrastrukturen in Neubauquartieren

Aus den ExpertInnen-Interviews haben wir acht Impulse für eine krisenresiliente Wasserinfrastruktur in Neubauquartieren entwickelt:

1. Zentrale und dezentrale Systeme sinnvoll miteinander kombinieren

Ein zentrales Infrastruktursystem, wie wir es heute größtenteils betreiben, zeichnet sich durch eine hohe Effizienz aus. Gleichzeitig ist es jedoch starr und hat wenig Möglichkeiten, sich schnell auf neue Rahmenbedingungen, wie Wassermangel oder Stromausfall einzustellen.
Daher wird es immer wichtiger, das zentrale System sinnvoll mit dezentralen Elementen zu kombinieren. So lohnt es sich zum Beispiel stark belastetes Abwasser dezentral aufzubereiten, bevor es zusammen mit wenig belastetem Abwasser in zentralen Kläranlagen landet. Denn andernfalls wird die Reinigung teuer und energieintensiv. Heutzutage ist aus Kostengründen nicht überall die notwendige vierte Reinigungsstufe installiert, sodass Hormone, Medikamentenrückstände, Schwermetalle und andere Stoffe in die Gewässer gelangen. Beispielsweise ist das Abwasser von Krankenhäusern und Pflegeheimen überproportional mit Medikamentenrückständen und Keimen belastet. Aber auch bei bestimmten Industrien und Gewerben wie Schlachthöfen oder Tankstellen fällt stark verschmutztes Abwasser an, dessen Reinigung dezentral günstiger und effektiver gestaltet werden kann. Ein weiteres Beispiel ist eine dezentrale Regenwasserbewirtschaftung. Diese kann der Überlastung des zentralen Systems bei Starkregen vorbeugen. In solchen Fällen kann nämlich das Wasser Stoffe wie Reifenabrieb oder Chemikalien von den Straßen spülen. Dieses verunreinigte Regenwasser gelangt dann in Bäche, Flüsse und Seen.

2. Wasserkreisläufe schließen

Aktuell beziehen wir sehr sauberes Wasser aus der Natur (Uferfiltrat oder Grundwasser), nutzen es in Haushalten und Industrie/ Gewerbe, bereiten es in Kläranlagen wieder etwas auf und leiten es anschließend mit allen möglichen Rückständen (Medikamente, Hormone, Schwermetalle, Pestizide etc.) zurück in Flüsse und Seen.Doch sauberes Trinkwasser wird immer kostbarer. Wir sollten daher in Zukunft behutsamer mit unseren Frischwasserquellen umgehen. Intelligente Grauwasserrecycling-Systeme können dabei helfen, unsere Wasserressourcen zu schonen. Dabei wird z.B. Regenwasser oder wenig verschmutztes Abwasser aus Küche und Dusche dezentral aufbereitet und für die Toilettenspülung oder Bewässerung von Pflanzen erneut genutzt . So können wir Wasser wiederverwenden und unseren Frischwasserverbrauch reduzieren.

3. Redundanzen erhöhen

Grundsätzlich gilt: Je mehr Redundanzen, desto besser. Denn zusätzliche Strukturen ermöglichen Flexibilität und erhöhen die Resilienz eines Systems. Hierzu gehören parallele Systeme, die zeitgleich in Betrieb sind - wie zum Beispiel verschiedene gleichzeitig genutzte Frischwasserquellen oder die Möglichkeit die Toilette mit Regenwasser oder Trinkwasser zu spülen. Aber auch Notfall-Strukturen erhöhen Redundanz. Hierzu gehören beispielsweise lokale Wasserspeicher oder manuelle Notbrunnen im Quartier, welche dabei helfen können, die Trinkwasserversorgung auch im Notfall zu gewährleisten. Im Falle eines Stromausfalls könnte eine zusätzliche dezentrale Stromversorgung mit Solaranlagen oder Notstromaggregaten einen dezentralen Wasserkreislauf aufrecht erhalten. Auch überregionale Lieferverbünde schaffen parallele Strukturen, und können dabei helfen, die Wasserversorgung bei regionaler Trockenheit durch Wasserlieferungen aus anderen Regionen sicherzustellen. Diese im “Normalbetrieb” redundanten Maßnahmen helfen, einen möglichen Ausfall des zentralen Systems zu überbrücken.

4. Stadtvegetation hitze- und trockenheitsresilient umgestalten

Das Stadtgrün in Parks, Gärten, Wäldern, Freiflächen und am Straßenrand übernimmt eine wichtige Funktion: Es kühlt die Stadt in heißen Sommern. Die trockenen Sommer der vergangenen Jahre  haben allerdings gezeigt, wie sehr Stadtpflanzen in Trockenphasen auf Bewässerung angewiesen sind. Um Wasser zu sparen, sollten bei Neuanpflanzungen hitze- und trockenheitsresiliente Pflanzenarten bevorzugt werden. Hier bieten zum Beispiel Baumarten aus dem (süd-)osteuropäischen, aber auch nordamerikanischen und asiatischen Raum gute Alternativen. Sie sind auf Grund ihrer Eigenschaften potentiell in der Lage, den prognostizierten Klimabedingungen unserer Städte zu trotzen. So bleibt das Quartier auch in heißen Sommern grün.

5. Wasser sparen

Grundsätzlich gilt: wir sollten Trinkwasser sparen! Zwar ist seit 1991 die Trinkwassernutzung in Deutschland um 23 Liter auf “nur” noch 121 Liter pro Kopf und Tag gesunken. Doch das ist im internationalen Vergleich immer noch sehr viel. Aktuell können wir uns das leisten, denn “Deutschland ist in einer vergleichsweise komfortablen Situation: Wir haben ausreichend Wasser, um die Trinkwasserversorgung überall sicherzustellen.” - so schreibt es das Umweltbundesamt im Jahr 2018. Doch gerade die Trockenheit der letzten 3 Jahre hat gezeigt, dass wir uns nicht darauf verlassen können, dass auch in Zukunft überall in Deutschland Wasser im Überfluss vorhanden sein wird. Vor dem Hintergrund regionaler Wasserknappheiten muss der Trinkwasserverbrauch weiter gesenkt werden, z.B. durch wassersparsame Geräte, intelligentes Wassermanagement und Kampagnen zur Verbrauchersensibilisierung.

6. Frühzeitig im Planungsprozess mitdenken

Oft wird bei Neubauvorhaben erst über die Wasserinfrastrukturen nachgedacht, wenn der Planungsprozess schon weit fortgeschritten ist. Neue Wasserinfrastrukturansätze, wie Redundanzen und dezentrale Anlagen, benötigen jedoch etwas mehr Platz als das herkömmlich zentrale System. Dieser Platz fehlt, wenn zu spät über die Wasserinfrastruktur nachgedacht wird. Neue Ansätze werden so oft nicht oder nur halbherzig implementiert. Deswegen sollten städtische Akteure schon in der Ausschreibung eines Neubauquartiers die Entwicklung eines zukunftsfähigen Wasserinfrastrukturkonzeptes einfordern. Geschieht dies nicht, sollten zukunftsbewusste ProjektentwicklerInnen schon in der Planungsphase 0 eine krisenresiliente Wasserinfrastruktur mitdenken. Krisenfeste und zukunftsfähige Infrastrukturen sollten den Ausgangspunkt der Quartiersplanung bilden.

7. Vernetzen und vorausdenken

Bei Wasserinfrastrukturen heißt die Kernaufgabe “Integrierte und informierte Planung”. Dazu müssen alle Akteure an einen Tisch: Politik und Verwaltung, Wasserver- und Abwasserentsorger, Landwirtschaft, Stadt- und FreiraumplanerInnen, ProjektentwicklerInnen und Wissenschaft. Denn nur wenn alle zusammenarbeiten kann eine ökologisch, ökonomisch und sozial sinnvolle Infrastrukturplanung geschehen.Grundlage für die Gespräche sollten ortsspezifische Szenarien wie z.B. Klimaprognosen und der zukünftige Wasserverbrauch sein. Einige Regionen werden schließlich stärker von Wasserknappheit betroffen sein als andere. In Brandenburg gilt beispielsweise die Lausitz als besonders gefährdet. Auch eine Analyse der lokalen Verwundbarkeit gegenüber Cyber-Attacken und Stromausfall ist sinnvoll. Eine gute Grundlage, um die lokalen Auswirkungen der globalen Klimakrise besser zu verstehen und entsprechend vorsorgen zu können, bilden beispielsweise die regionalen Klimareports des Deutschen Wetterdienstes.

8. Für den Notfall planen

Wenn der Ernstfall erst einmal eingetreten ist, müssen klare Mechanismen greifen. Dafür braucht es Notfallpläne: Wer organisiert, wer kommuniziert, wer entscheidet? Wie wird der Schaden schnellstmöglich behoben? Und wie schnell können dazu Ressourcen mobilisiert werden? Diese Fragen müssen auch auf Quartiersebene beantwortet werden, insbesondere wenn alternative Wasserinfrastruktursysteme gebaut werden. Während im klassischen Katastrophenfall auch ehrenamtliche Helfer*innen den Schutz der Bevölkerung gewährleisten und dafür sorgen, dass in außergewöhnlichen Situationen ausreichende Hilfe zur Verfügung steht, existieren solche Strukturen für digitale Katastrophenfälle bislang nicht. Doch was bei Feuerwehr und technischem Hilfswerk funktioniert, sollte auch hier rechtzeitig eingeplant werden. So sieht das Konzept des Cyber-Hilfswerks der AG Kritis vor, dass bei Cyber-Attacken staatliche Stellen unkompliziert Unterstützung von kundigen IT-Expert*innen aus der Bürgerschaft erhalten. Das geht auch lokal im Quartier.

Mit diesen acht Impulsen kann eine krisenresiliente Planung der Wasserinfrastrukturen eines Neubauquartiers gelingen. Wichtig ist und bleibt, dass wir das Vorhandensein von genügend Frischwasser nicht für selbstverständlich halten, sondern vorsorgen und aktiv sicherstellen, dass unsere Wasserinfrastruktur auch in Zukunft so zuverlässig bleibt, wie sie ist.

Mit folgenden Expert*innen haben wir gesprochen

  • Manuel Altug und Michael Wiesner, AG Kritis
  • Lars Bergmann, VIADUCT Technologies
  • Dr. Jens Libbe, Deutsches Institut für Urbanistik
  • Dr. Darla Nickel, Berliner Regenwasseragentur
  • Prof. Dr. Jens Nowak, FH Potsdam
  • Dr. Pascale Rouault, Kompetenzzentrum Wasser Berlin
  • Eckhard Störmer, PolicyLab der Europäischen Kommission
  • Dr. Ina Wienand, Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe (BBK)

Credits

Beteiligungsdesigner & Policy Analyst

Politikwissenschaftlerin
Kultur- und Politikwissenschaftklerin