Sauberes Wasser in Elendsquartieren

Allein in Mum­bai ist die Bevölkerungszahl zwis­chen 1971 und 2011 von 5,9 Mil­lio­nen auf 12,5 Mil­lio­nen Ein­wohn­er gestiegen. Schätzun­gen zufolge leben heute 55 Prozent dieser Men­schen in Elend­squartieren. Vor allem deren man­gel­nde Ver­sorgung mit sauberem Wass­er zieht eine Vielzahl an Prob­le­men nach sich – Krankheit­en, eine hohe Kinder­sterblichkeit oder auch fehlende Zeit für Bil­dung und Arbeit, weil das tägliche Beschaf­fen von Wass­er viele Kapaz­itäten bindet.

Wis­senschaftler des Insti­tuts für Flu­idsys­temtech­nik (FST) und Infor­matik­er der TU Darm­stadt wollen deswe­gen gemein­sam mit Experten des Deutschen Zen­trums für Luft- und Raum­fahrt (DLR) die Wasserver­sorgung der „urban Armen“ opti­mieren und die ziel­gerichtete Entwick­lung von Infra­struk­turen für Slums unter­stützen. „Damit wollen wir einen Beitrag leis­ten zur Erre­ichung der Nach­haltigkeit­sziele, die sich die Vere­in­ten Natio­nen für das Jahr 2030 gesteckt haben“, erk­lärt FST-Leit­er Prof. Dr. Peter Pelz.

Ziel ist die Entwick­lung eines robusten, skalier­baren und effizien­ten Ver­sorgungssys­tems, das an die speziellen Bedin­gun­gen vor Ort angepasst wer­den kann. Satel­li­ten­dat­en aus dem DLR, die Auf­schluss über die typ­is­chen Mor­pholo­gien von Slums geben, bilden die Grund­lage hier­für. Die dichte und unge­plante Bebau­ung sowie kleine, niedrige Häuser machen diese Gebi­ete klar unter­schei­d­bar von gezielt besiedel­ten Flächen. Auf der Basis dieser typ­is­chen „binären Struk­tur“ kon­nten die DLR-Experten den Anteil an Armen in Städten wesentlich genauer bes­tim­men als zum Beispiel ein Zen­sus dies vermag.

Mit­tels der DLR- Dat­en haben die Forschungspart­ner zunächst die Größe von Slums analysiert. Es zeigt sich, dass Slums zwar sehr unter­schiedlich sein kön­nen, aber unab­hängig von Stadt, Land oder Kon­ti­nent im Durch­schnitt die gle­iche Fläche aufweisen. Diese glob­al ein­heitliche Größe ist die Voraus­set­zung für die Entwick­lung eines über­trag­baren Sys­tems. Seine Grund­lage bilden die klas­si­fizierten Satel­li­ten­dat­en des DLR und ein Kosten­mod­ell, in das unter anderem über Data Min­ing ermit­telte Prog­nosen zum Slumwach­s­tum ein­fließen. Dieses Kosten­mod­ell wird in ein math­e­ma­tis­ches Mod­ell übersetzt.

Am Ende visu­al­isiert eine Grafik das errech­nete Net­zw­erkde­sign mit Wasser­w­erken, ver­schiede­nen Typen von Wasser­tanks, Rohren oder auch Last­wa­gen für den Wasser­trans­port und ihre Verteilket­ten. Am Beispiel einiger Slums von Dha­ka haben die Wis­senschaftler dieses Ver­fahren der „diskreten Opti­mierung“ bere­its ange­wandt. Bis­lang dauert es noch mehrere Stun­den, um kleinere Gebi­ete mit etwa 20 Slums durchzurech­nen. Das Clus­tern der Slum­dat­en soll kün­ftig die Zahl der Vari­ablen ver­ringern und so den Prozess beschle­u­ni­gen, da Metropol­re­gio­nen wie Dha­ka weit mehr als tausend Slums aufweisen.