Wasserressourcen: Nutzung, Management und Einsparung

Wasserhaushalt

Der Wasserhaushalt beschreibt das Gleichgewicht zwischen Niederschlag, Oberflächenabfluss, Verdunstung und Grundwasserabfluss. In einem bestimmten Gebiet sind die Zu- und Abflüsse normalerweise ausgeglichen.

Einzugsgebiet

Ein Einzugsgebiet ist die Fläche, aus der Wasser und Sedimente in ein gemeinsames Flussbett abfließen. Es ist eine natürliche Formation mit besonderen hydrogeologischen, physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften, die durch verschiedene Faktoren, wie z. B. das Klima, beeinflusst werden. Kleine Fließgewässer münden in Flüsse und Bäche, die wiederum in große Flüsse münden, die das Wasser ins Meer transportieren.

Das Wasser, das als Niederschlag in das Einzugsgebiet fällt, kann in drei Kategorien unterteilt werden:

• Evapotranspiration
• Oberflächenabfluss
• Grundwasserabfluss

Lysimeter

Ein Lysimeter ist ein mit Erde gefüllter Behälter, der am Boden ein Loch hat. Wenn er bewässert wird, kann man die Menge an Wasser messen, die durch den Boden abfließt, die im Boden gespeichert wird und die verdunstet.

Wassernutzung

Verbrauchsnutzung

Verbrauchsnutzung bezieht sich auf die Entnahme von Wasser, die zu einer qualitativen oder quantitativen Verringerung der Wasserressourcen führt. In Katalonien werden etwa 70 % des Oberflächenwassers für die Bewässerung und 30 % des Grundwassers für die städtische und industrielle Versorgung verwendet.

Nicht-Verbrauchsnutzung

Nicht-Verbrauchsnutzung führt zu keiner Verringerung der Wassermenge.

Trinkwasser

Der durchschnittliche Trinkwasserverbrauch in städtischen und industriellen Gebieten liegt bei 250 Litern pro Person und Tag. Für den häuslichen Gebrauch werden etwa 126 Liter pro Person und Tag benötigt.

Mineralwasser

Mineralwasser enthält eine minimale Menge an gelösten Ionen. Seine Eigenschaften hängen von der Art des Bodens ab, der den Grundwasserleiter bildet. Es wird in Brunnen und Galerien gewonnen und in modernen Anlagen abgefüllt, wobei die Qualität erhalten bleibt.

Industrielle Wassernutzung

• Kühlmittel: Absorbiert Wärme durch verschiedene Mechanismen.
• Reinigungsmittel: Beseitigt Verunreinigungen, z. B. an Fahrzeugen. Wirkt als Lösungsmittel, Emulgator und verdrängt Schmutz. Die chemische Zusammensetzung ist für die Umwelt relevant.
• Transportmittel: Transportiert verschiedene Materialien.
• Ausgangsstoff: Wird in der Herstellung von Chemikalien, Reinigungsmitteln und Lebensmitteln, wie z. B. Erfrischungsgetränken, verwendet. Hohe Reinheit ist erforderlich.
• Andere Verwendungen: Hydraulische Geräte, Schneiden von Materialien mit Wasserdruck.

Landwirtschaftliche Wassernutzung

Die benötigte Wassermenge hängt von der Art der angebauten Pflanzen und dem Bewässerungssystem ab.

Wasser als Energiequelle

20 % des weltweiten Stroms werden durch Wasserkraft erzeugt. Dabei wird die potenzielle Energie des Wassers genutzt, das von den Bergen zum Meer fließt. Die ersten Wasserräder wurden an Bewässerungskanälen installiert. Die Römer nutzten die Wasserkraft zum Mahlen von Getreide mit Wassermühlen. Ende des 19. Jahrhunderts ermöglichte der Dynamo die Umwandlung von Wasserenergie in Strom mithilfe von Turbinen. Elektrizität kann nicht in großen Mengen gespeichert werden, aber Wasser kann in Stauanlagen gespeichert werden. In Stauseen wird Wasser gesammelt, um potenzielle Energie zu speichern. Wenn die Tore geöffnet werden, wird diese Energie freigesetzt und treibt Turbinen an, die mit Dynamos verbunden sind. Ein negativer Aspekt ist, dass die Baukosten hoch sind und die Wirtschaftlichkeit nicht immer garantiert ist. Etwa 2 % der Energie wird durch Gezeitenkraftwerke erzeugt, aber nur wenige Unternehmen sind in diesem Bereich tätig.

Wasserressourcen-Management

Nur 3 % des gesamten kontinentalen Wassers auf dem Planeten sind Süßwasser, und nur 1,1 % davon sind Oberflächenwasser. Die etwa 9000 km³ Oberflächenwasser sind ungleichmäßig verteilt.

Probleme

• Trockene Regionen sind anfällig für Verunreinigungen.
• Missbräuchlicher Verbrauch in Gebieten mit Wasserknappheit.
• Mangelnde Wasseraufbereitung.
• Steigender Wasserbedarf weltweit.

Lösungen

• Suche nach neuen Wasserressourcen.
• Verbesserung der Effizienz der bestehenden Wasserressourcen.

Forschung zu neuen Wasserressourcen

• Bau neuer Staudämme: Staudämme können den Fluss regulieren, Überschwemmungen kontrollieren, Energie erzeugen und Wasser speichern.
• Meerwasserentsalzung: Die Entsalzung von Meerwasser ist sehr teuer.
• Verdampfung: Durch Erhitzen von Wasser wird es verdampft und anschließend kondensiert, wobei die Salze zurückbleiben. Dieses Verfahren ist jedoch nicht für die Trinkwassergewinnung geeignet.
• Membrantechnologie: Die Umkehrosmose basiert auf der Verwendung einer Hochdruckpumpe, die den osmotischen Druck des Salzes überwindet und so eine Filtration und Trennung des Wassers ermöglicht. Dieses Verfahren ist teuer und energieintensiv.
• Recycling von gebrauchtem Wasser: Das Wasser wird in einem Kreislauf wiederverwendet, z. B. für Bewässerung oder Sportanlagen.
• Wassertransfers: Der Transfer von Wasser aus Gebieten mit Wasserüberschuss in Gebiete mit Wassermangel kann viele Probleme mit sich bringen.

Verbesserung der Verwaltung vorhandener Ressourcen

Es ist notwendig, die Angebotssteuerung (Suche nach neuen Ressourcen) durch eine Nachfragesteuerung zu ersetzen (Untersuchung der verschiedenen Nutzungen und Anwendung von Wassersparmaßnahmen).

Allgemeine Maßnahmen

• Verluste in den Verteilungsnetzen reduzieren.
• Aufforstung von Einzugsgebieten, um die Erosion zu verhindern und die Infiltration zu fördern.
• Preispolitik, die den Verbrauch reduziert und Verschwendung bestraft.
• Installation von wassersparenden Geräten.

Einsparungen in der Landwirtschaft

• Verbesserung der Bewässerungssysteme.
• Reparatur oder Auskleidung von Kanälen.
• Überdenken der Art der angebauten Pflanzen.
• Überprüfung der Notwendigkeit neuer Bewässerungsanlagen.

Maßnahmen im städtischen Verbrauch

• Einsatz wassersparender Sanitär- und Haushaltsgeräte.
• Vermeidung von Leckagen.
• Verwendung von trockenheitsresistenten Pflanzen in städtischen Landschaften und Gärten.
• Bewässerung von Gärten am Abend.
• Wiederverwendung von aufbereitetem Stadtwasser.

Maßnahmen im industriellen Verbrauch

• Recycling von Wasser in Kühlkreisläufen und Produktionsprozessen.
• Wiederverwendung von gereinigtem Wasser.
• Vermeidung von Leckagen in Geräten.