MoMo2

"Integriertes Wasserressourcen-Management (IRWM) in Zentralasien: Modellregion Mongolei Phase 2 Teilprojekt: Ganzheitliche, stoffstromorientierte Betrachtung der Siedlungswasserwirtschaft als Baustein eines IWRM“

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Projektförderung:
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Projektlaufzeit: 05/2010 bis 09/2013

BUW- Projektleitung:
Prof. Dr.-Ing. J. Londong

BUW- Projektbearbeiter:
Dipl. Ing. Matthias Hartmann
Dipl.-Ing. Jürgen Stäudel
Dipl.-Geoökologe Christian Bruski
Dipl.-Geographin Grit Rost

Projektpartner:
BCAT - Bergmann Clean Abwassertechnik GmbH
CSER - Universität Kassel, Center for Environmental Systems Research
FhAST - Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., Anwendungszentrum Systemtechnik , Geschäftsbereich Wasserversorgung und Abwasserbehandlung.
IGB - Forschungsverbund Berlin e.V., Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei, Department Limnologie von Flussseen
Passavant-Roediger GmbH
p2mberlin GmbH,
RKUH - Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Geographisches Institut, Abteilung Physiogeographie
Seeconsult GmbH
terrestris GmbH & Co. KG,
UFZ - Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH mit den Departments:
Landschaftsökologie CLE (Fachbereich Umweltsystemmodellierung und Monitoring),
Aquatische Ökosystemanalyse ASAM (Fachbereich Wasser- und Bodenforschung),
Ökonomie OEKON (Fachbereich Sozialwissenschaften)
Umwelt- und Biotechnologisches Zentrum UBZ sowie Bildungs- und Demonstrationszentrum BDZ (Fachbereich Umwelttechnologie)

 

Problemstellung

Der Schutz und die nachhaltige Nutzung der Ressource Wasser sind für die Zukunft der Menschheit von entscheidender Bedeutung. Denn die sichere Versorgung mit Wasser in ausreichender Menge und Qualität für die verschiedenen Nutzungen (z. B. Trinkwasser, Bewässerung, Viehhaltung, Industrie) ist eine wichtige Voraussetzung für die wirtschaftliche und politische Stabilität der betreffenden Region. Doch wie kann ein nachhaltiger Umgang mit der Ressource Wasser überhaupt gewährleistet werden? Wie können die unterschiedlichen Nutzungsansprüche an die Wasserressourcen in Einklang mit den ökologischen Werten der Gewässer und den emotionalen Werten der Gesellschaft gebracht werden? Wie kann es gelingen, dass die klimatischen, ökologischen, ökonomischen und sozialen Verhältnisse bzw. die politischen und sozio-kulturellen Randbedingungen berücksichtigt werden?

Ein vielversprechender Ansatz für die nachhaltige Bewirtschaftung der Ressource Wasser ist das Integrierte Wasserressourcenmanagement (IWRM). Im Prinzip soll durch ein koordiniertes, transdisziplinäres Management der Nutzen der Wasserressource ökonomisch und gesellschaftlich maximiert werden, ohne dabei ökologische Schäden hervorzurufen.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert die Entwicklung und Anpassung von intergierten Planungsinstrumenten sowie nachhaltigen Wassertechnologien in verschiedenen Regionen der Welt. In größenmäßig überschaubaren Modellregionen mit unterschiedlichen klimatischen, ökologischen, ökonomischen und sozialen Verhältnisse sollen die IWRM-Prinzipien übertragen werden. Derzeit werden sieben Forschungsverbundvorhaben in Entwicklungs- und Schwellenländern gefördert. Das Flussgebiet des Kharaa in der Mongolei ist eine dieser Modellregionen.

Zielsetzung

Übergeordnetes Ziel des Verbundprojekts MoMo ist es, für das Einzugsgebiet Kharaa (mit der Stadt Darkhan) ein integratives Wasserressourcenmanagement (IWRM) auszuarbeiten und umzusetzen. Im Ergebnis sollen Strategien zur Implementierung des IWRM für andere Flussgebiete in der Mongolei und in Zentralasien gefunden werden.

Für das Verbundprojekt MoMo ist eine Laufzeit von insgesamt neun Jahren vorgesehen. Die Bearbeitung soll in drei Schritten erfolgen, wobei folgende Teilziele angestrebt werden: MoMo1 (2006-2009): Bestandsaufnahme vom Flussgebiet Kharaa durchführen, prioritäre Probleme identifizieren und gemeinsam mit mongolischen Partnern Handlungsoptionen für Maßnahmen ableiten. MoMo2 (05/2010-04/2013): vorgeschlagene Maßnahmen pilothaft umsetzen und evaluieren, ggf. weitere Maßnahmen identifizieren. Systematisches Vorgehen zur integrativen Maßnahmenplanung (Maßnahmenbündel und Stufenpläne) entwickeln und anwenden. MoMo3: Maßnahmen dauerhaft implementieren und optimieren. Die erste Phase (MoMo1) ist bereits abgeschlossen. Gemäß der Zielsetzung wurden Probleme und Handlungsoptionen in den Bereichen Klima, Hydrologie, Land- und Wassernutzung, Trinkwasserver- und Abwasserentsorgung sowie Gewässerökologie identifiziert. In der nun anschließenden zweiten Phase MoMo2 sollen konkrete Maßnahmen pilothaft umgesetzt und vor dem Hintergrund ihrer Effektivität, Effizienz und Realisierbarkeit evaluiert werden. Dabei müssen die Wechselwirkung der Maßnahmen stärker berücksichtigt werden, d.h. der systematische Ansatz einer integrativen Projektbearbeitung rückt nun in den Mittelpunkt.

An dieser Stelle sollen die Arbeiten der Professur Siedlungswasserwirtschaft der Bauhaus Universität ansetzen. Im Einzelnen wird die BUW in MoMo2 folgende Aufgabenschwerpunkte übernehmen:
1. Entwicklung und Anwendung eines Toolboxmodells zur integrativen Maßnahmenplanung in der Siedlungswasserwirtschaft,
2. Konzeption, Umsetzung und interdisziplinäre Evaluation von Pilotmaßnahmen,
3. Beiträge zum Capacity Develeopment


Die Arbeiten der BUW konzentrieren sich zunächst auf den Großraum der Stadt Darkhan, sollen aber zu einem späteren Zeitpunkt auf die gesamte Modellregion (Flussgebiet Kharaa) ausgedehnt werden. Nachstehend sollen die verfolgten Lösungsansätze näher erläutert werden.

Vorgehensweise

1. Entwicklung des Toolboxmodells

Für die integrative Planung siedlungswasserwirtschaftlicher Maßnahmen sollen die Ansätze aus MoMo1 aufgegriffen und systematisch zu einem an die mongolischen Verhältnisse angepassten Managementansatz weitergeführt werden, der neben den natur-/ingenieurwissenschaftlichen Fragestellungen auch die sozialkulturellen und gesetzlichen bzw. planungsrelevanten Randbedingungen berücksichtigt.

Die Basis für den transdiziplinären Managementansatz werden verschiedene, praktisch erprobte Methoden zur Aufstellung von Bewirtschaftungsplänen und Maßnahmeprogrammen (z.B. zur Umsetzung der EU-Wasserrahmenrichtlinie) bilden. Durch Simplifizierung und Zusammenführen bewährter Methoden sowie deren Anpassung an die mongolischen Verhältnisse soll eine Weiterentwicklung in Gestalt eines Toolboxmodells erfolgen. Hieraus resultiert folgendes Vorgehen:

• Zusammenstellung und Anpassung von Methoden zur Aufstellung eines IWRM-Maßnahmenplans für die Modellregion mit dem Ziel einer ökologischen und ökonomischen Gesamtoptimierung der Gewässernutzung unter Berücksichtigung sozialer und sozio-ökonomischer Aspekte (Methodenentwicklung), • Ergänzung der bereits formulierten siedlungswasserwirtschaftlichen Lösungsansätze durch Lösungsansätze aus der Stoffstromwirtschaft auf Basis einer integralen Betrachtung von Trinkwasserversorgung, Abwasserentsorgung, Regenwassermanagement und Abfallentsorgung unter dem Aspekt des Recyclings und der Wiederverwendung von Ressourcen sowie der Wechselwirkung von Hydrologie, Landnutzung, Gewässerökologie und Siedlungswasserwirtschaft (integrale Maßnahmenplanung), • Verknüpfung siedlungswasserwirtschaftlicher Einzelmaßnahmen zu Maßnahmenbündel unter Beachtung ihrer wechselseitigen Einflüsse und Wirkungen, der Kosten, der gesellschaftlichen Akzeptanz sowie der Umsetzbarkeit (Maßnahmenbündelung), • Erarbeitung eines Maßnahmeplans mit Stufenplänen zur Umsetzung des IWRM für den Großraum Darkhan (Priorisierung der Maßnahmenbündel) Das fertige Toolboxmodel wird sich aus den Bausteinen (a) Defizitanalyse, (b) Maßnahmenvorschläge und (c) Maßnahmenbündelung zusammensetzen. Letztlich soll eine sinnvolle Verknüpfung von Einzelmaßnahmen zu Maßnahmenbündeln gelingen. Als Resultat der Anwendung wird also eine zeitliche Priorisierung von Maßnahmen bzw. Maßnahmenbündeln mit Stufenplänen erwartet, die dann in MoMo3 großtechnisch umzusetzen sind.


2. Konzeption und Umsetzung von Pilotmaßnahmen

In MoMo 2 sollen auf urbaner, suburbaner und ruraler Ebene insgesamt fünf technische Pilotmaßnahmen getestet und für eine spätere großtechnische Umsetzung vorbereitet werden.

Stadt Darchan:
1. Zentrale Pilotkläranlage (SBR)
2. Zentrale anaerobe Behandlung von Fäkalien aus Gersiedlungen (Biogasanlage)

Gersiedlungen:
3. Hol- und Bringsystem zur Wasserversorgung und Fäkalienentsorgung

Ländliche Ortschaften:
4. ökotechnische Abwasserbehandlungsverfahren (PPA)
5. Kleinkläranlagen/ kleine Kläranlagen (WSB®)

Die Maßnahmen 1, 4 und 5 wurden bereits in MoMo1 identifiziert. Die Maßnahmen 2 und 3 wurden auf Vorschlag der BUW zusätzlich in das Untersuchungsprogramm aufgenommen. Alle Maßnahmen sind offensichtlich mögliche Bestandteile der zukünftigen Maßnahmenbündel. Da sie aber unter den im Projektgebiet herrschenden Randbedingungen noch nicht als Stand der Technik angesehen werden können, müssen sie zunächst erprobt und getestet werden. Die BUW ist für die übergreifende, wissenschaftliche Evaluation der Pilotmaßnahmen verantwortlich. Ferner ist die BUW für die Konzeption und den Betrieb der Maßnahmen 2 und 3 verantwortlich, weshalb diese noch kurz vorgestellt werden sollen.

Die geregelte Fäkalienentsorgung aus den Gersiedlungen gilt als wichtiger Baustein für die erfolgreiche Umsetzung des IWRM-Konzepts. Zur Einbeziehung der Gersiedlungen in ein regionales Reststoffentsorgungskonzept soll deshalb die Sammlung von Fäkalien in dichten Behältern und deren saisonale (nur im Sommer) Mitbehandlung in einer Biogasanlage pilothaft umgesetzt werden. Welche Sammelsysteme dabei zum Einsatz kommen, wird im Projektverlauf evaluiert und festgelegt.

Die gesammelten Fäkalien aus den Gersiedlungen sollen zusammen mit organischen Abfällen aus der Region Darkhan und dem Überschussschlamm der neu geplanten SBR-Anlage auf der Kläranlage Darkhan im Pilotmaßstab behandelt werden (Co-Vergärung). Das entstehende Biogas kann z.B. zur Beheizung der Biogasanlage im Winter energetisch genutzt werden. Forschungsbedarf resultiert zum einen aus der stark schwankenden Belastung des Anaerobreaktors aufgrund der zu vermutenden saisonalen Anlieferung der Fäkalien, zum andern aus den tiefen Temperaturen im Winter.

3. Beiträge zum Capacity Development

Für die fachliche Implementierung und dauerhafte Umsetzung eines IWRM in der Mongolei wird ein umfangreiches Capacity Development angestrebt. Die Schulung einheimischer Ingenieure, Akademiker und Behördenmitarbeiter steht dabei im Mittelpunkt. Im Rahmen des Capacity Developments werden u. a. folgende Maßnahmen getroffen:
• Erstellung eines Handbuchs zur Anwendung des Toolboxmodells
• Durchführung von Vorlesungen und Blockseminaren an den Universitäten in Darkhan und Ulan Bator sowie Unterstützung beim Aufbau eigener Vorlesungen zum IWRM
• Durchführung von Praktika an Pilotanlagen im Projektgebiet soei in Deutschland (study tours für mongolische Partner)
• Anleitung und Betreuung von Masterarbeiten mongolischer Studenten
• Ausbildung von zwei mongolischen Studenten im Rahmen des Fernstudienkurses „Environmental Engineering and Management (EEM)“

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