Zielsetzung: Uferfiltration ist eine gängige Methode zur Trinkwassergewinnung bei begrenztem natürlichen Grundwasserangebot und wird in vielen Regionen Deutschlands mit großen Oberflächengewässern, wie z.B. in Berlin, Düsseldorf und Hamburg eingesetzt. Rohwasser, das durch Uferfiltration gewonnen wird, ist gefährdet durch den Eintrag von Schadstoffen aus Oberflächengewässern. Schadstoffe können neben organischen Verbindungen und Schwermetallen auch Krankheitserreger, wie Viren und Bakterien, sein. Die deutsche Trinkwasserverordnung (TrinkwV) beinhaltet aktuell nur Grenzwerte für bestimmte Indikatorbakterien, wie Escherichia coli und Enterokokken. Im aktuell gesetzlich festgelegten Messprogramm für die Trinkwasserqualität sind humanpathogene Viren kein Bestandteil. Die im Jahr 2021 in Kraft getretene neue EU-Trinkwasserrichtlinie (EU-TWR) sieht vor, somatische Coliphagen als Indikatorviren für Grundwasserverunreinigungen durch humanpathogene Viren zu nutzen, da die Detektion der somatischen Coliphagen deutlich einfacher ist als die der humanpathogenen Viren, wie z.B. Adenoviren. Dabei ist zu beachten, dass somatische Coliphagen keine Krankheitserreger für Menschen sind. Auf Grund des unterschiedlichen Transportverhaltens verschiedener Viren ist jedoch davon auszugehen, dass Indikatorviren und -bakterien nur beschränkt aussagekräftig für humanpathogene Viren sind. U.a. haben unsere Untersuchungen am Rhein und im Uferfiltrat des Wasserwerks Flehe gezeigt, dass die Existenz und das Abbaupotential somatischer Coliphagen nicht in direkter Korrelation zu humanpathogenen Viren, z.B. Adenoviren, stehen muss (Knabe et al., 2023). Verschiedene Faktoren können dazu führen, dass eine erhöhte Virenbelastung im Oberflächengewässer auftreten und eine Migration in das Rohwasser zur Folge haben kann. Zum einen können hydrologische Veränderungen als Folge des Klimawandels, z.B. häufigere Extremereignisse wie Trockenperioden und besonders Hochwasser (Blöschl et al., 2019), die natürliche Reinigungswirkung der Uferfiltration verringern. Zum anderen können Bevölkerungswachstum, Urbanisierung sowie Landnutzungsänderungen dazu führen, dass die Abwasserbelastung in Flüssen zunimmt (Wen et al., 2017). Die neue EU-Trinkwasserrichtline (EU-TWR) erfordert zusätzlich zur Einhaltung von Grenzwerten risikobasierte Ansätze für die ereignis-basierte Überwachung der Wasserqualität, wie bspw. das Water-Safety-Plan-Konzept (WSP) der WHO (World Health Organization). Der WSP sieht für einen Wasserversorger die Beschreibung des gesamten Trinkwasserversorgungsystems vor, einschließlich einer Erfassung aller möglichen Eintragsquellen von Gefährdungen für die Trinkwasserqualität. Eine Risikobewertung für jede einzelne Kombination von Gefährdung und Gefährdungsereignis in Form einer Risiko-Matrix nach Eintrittswahrscheinlichkeit und Schadensausmaß, liefert klare Monitoring- und Handlungsprioritäten zur Risikominimierung. Basierend auf der neuen EU-TWR werden Wasserversorger zeitnah vor dem Problem stehen, zum Teil komplexe Risikobewertungen durchführen zu müssen. Das bedeutet, dass eine Vielzahl an Gefährdungsereignissen im Hinblick auf die Eintrittswahrscheinlichkeit einer Gefahrenquelle einzustufen ist. Ziel des Projektes ist es, Wasserwerksbetreibern eine wissenschaftlich fundierte Bewertung des Risikos und Transports humanpathogener Viren bei der Uferfiltration unter Berücksichtigung aktueller gesetzlicher Vorgaben (EU-TWR) und Empfehlungen der WHO zu ermöglichen. Dabei soll insbesondere der Einfluss von Extremwetterereignissen (Starkniederschläge, Hochwasserperioden, Niedrigwasser) und messtechnischen Unsicherheiten in der Risikobewertung berücksichtigt werden. (Text gekürzt)
Im Zuge des vorliegenden Teilprojekts werden die aus der globalen Erwärmung erwarteten Veränderungen der Ereigniswahrscheinlichkeiten von Extremwetterereignissen sowie diverser Klimaparameter (darunter temperatur- und niederschlagsbasierte, aber auch weitere Parameter) für Deutschland bis zum Jahr 2100 analysiert und in Klimarisikokarten ausgewiesen. Im Anschluss an eine Regionalisierung werden mithilfe einer Clusteranalyse repräsentative Verteilnetzgebiete für die anschließenden Untersuchungen ausgewählt. Hierfür werden in einem ersten Schritt geeignete Methoden entwickelt, die eine Untersuchung der Auswirkungen des Klimawandels auf die Planung und den Betrieb von Verteilnetzen ermöglichen. Die entwickelten Methoden sollen es darüber hinaus ermöglichen, den Nutzen ebenfalls entwickelter Handlungsoptionen zu analysieren, die als potentielle Gegenmaßnahmen zu den durch die Folgen des Klimawandels steigenden Anforderungen an die Verteilnetzbewirtschaftung zum Einsatz kommen können. Im weiteren Verlauf werden die Auswirkungen des Klimawandels auf die ausgewählten Verteilnetzgebiete mithilfe der erarbeiteten Methoden sowohl aus technischer als auch aus wirtschaftlicher Sicht bewertet. Dies stellt die Grundlage für eine umfassende Risikoanalyse der untersuchten Gebiete dar. Ziel der Risikoanalyse ist die Weiterentwicklung der erstellten Klimarisikokarten hin zu Netzrisikokarten, die risikobehaftete Versorgungsstrukturen und Komponenten in den betrachteten Verteilnetzgebieten kennzeichnen. Somit können durch Unwetter verursachte lokale Gefahren für Betriebsmittel wie Kabel, Transformatoren oder Hausanschlüsse ausgemacht werden. Ziel der Untersuchungen ist es, die Auswirkungen des Klimawandels auf die Netzbewirtschaftung zu benennen, die technisch-wirtschaftlich optimalen Gegenmaßnahmen zu identifizieren, Hürden bei der Umsetzung herauszustellen sowie in den Netzrisikokarten zu markieren, in welchen Risikogebieten die Umsetzung welcher Handlungsoptionen sinnvoll ist.