Wasser für 10.000 Menschen

Mehr als 20 Prozent der Welt­bevölkerung sind von Karst­grund­wass­er abhängig. Im porösen Gestein dieser Regio­nen ver­sick­ert Wass­er in großen Men­gen und ste­ht oft nur in großen Tiefen zur Ver­fü­gung. Karst­wass­er ist zudem anfäl­lig für Verun­reini­gun­gen. Es für eine nach­haltige Wasserver­sorgung zu nutzen, ist in Schwellen- und Entwick­lungslän­dern eine Her­aus­forderung. Mit der Wasser­förder­an­lage Seo Ho haben Wis­senschaft­lerin­nen und Wis­senschaftler des Karl­sruher Insti­tuts für Tech­nolo­gie (KIT) an der Spitze des Ver­bund­pro­jek­tes KaWa­T­e­ch Solu­tions in Nord­viet­nam ein zukun­ftsweisendes Ver­sorgungssys­tem imple­men­tiert. Das Bun­desmin­is­teri­um für Bil­dung und Forschung fördert das Pro­jekt noch bis 2020.

Die Kapaz­ität der Anlage reicht aus, um auf dem an der Gren­ze zu Chi­na gele­ge­nen Dong-Van-Karst-Plateau rund 10 000 Men­schen unab­hängig von Regen- und Trock­en­pe­ri­o­den mit Wass­er zu ver­sor­gen. Ent­standen ist sie nach langjähriger Forschungs- und Entwick­lungsar­beit im BMBF-Ver­bund­pro­jekt KaWa­T­e­ch Solu­tions. Bei einem Fes­takt haben das Pro­jek­t­team gemein­sam mit Vertreterin­nen und Vertretern des BMBF und des viet­name­sis­chen Forschungs- und Tech­nolo­giem­i­nis­teri­ums sowie des Bürg­erkomi­tees der nord­viet­name­sis­chen Prov­inz Hà Giang sie nun eingeweiht.

Das inno­v­a­tive Konzept baut auf die beste­hende Infra­struk­tur des Wasserkraftwerks Seo Ho aus den 1990er-Jahren auf. Dieses speist sich aus dem gle­ich­nami­gen Fluss und wurde bish­er nur zur Stromerzeu­gung genutzt. Das auf einen Durch­fluss von über 1 000 Litern pro Sekunde aus­gelegte Kraftwerk kon­nte bis­lang nur während der Regen- und Über­gangszeit wirtschaftlich betrieben wer­den. In den trock­e­nen Monat­en stand es auf­grund der stark sink­enden Abfluss­men­gen und dem damit ein­herge­hen­den Abfall des Wirkungs­grads der Tur­binen teils mehrere Monate still. „Dieses Phänomen ken­nen wir von vie­len Wasserkraftwerken in tro­pis­chen und sub­tro­pis­chen Kli­ma­zo­nen“, erk­lärt Pro­fes­sor Franz Nest­mann, Leit­er des Insti­tuts für Wass­er und Gewässer­en­twick­lung (IWG) am KIT.

Um die Anlage auch in der Trocken­zeit wirtschaftlich fahren und Men­schen zuver­läs­sig mit Wass­er ver­sor­gen zu kön­nen, entwick­elte das inter­diszi­plinäre Team ein spezielles Förderkonzept, um Wass­er über eine Hochdruck­leitung in die rund 400 Meter höher gele­ge­nen Gebirgssied­lun­gen und die Dis­trik­thaupt­stadt Dong Van City zu pumpen.

Dieses Konzept basiert auf einem Bypass-Sys­tem mit zwei kleinen invers betriebe­nen Pumpen als Tur­binen­er­satz (PAT), die bei einem Durch­fluss von jew­eils 40 Litern pro Sekunde ihren besten Wirkungs­grad erre­ichen. Die von der Wasserkraft in Bewe­gung geset­zten „Tur­binen“ treiben mech­a­nisch zwei Wellen an, die direkt an zwei Förder­pumpen gekop­pelt sind. Die bei­den PAT-Mod­ule aus Pumpe und Tur­bine bzw. PAT kön­nen ohne den Ein­satz von elek­trisch­er Energie mit hohem Wirkungs­grad ins­ge­samt bis zu 1,5 Mil­lio­nen Liter Wass­er pro Tag fördern, eine Menge, die sog­ar deut­lich über den derzeit­i­gen Bedarf hin­aus geht.

„Damit haben wir ein kom­plett energieau­tarkes, ökonomisch und ökol­o­gisch nach­haltiges Sys­tem geschaf­fen, das zudem ein­fach und mit wenig Wartungsaufwand zu hand­haben ist“, erläutert Dr. Peter Ober­le, Wis­senschaftler am IWG. Im Ver­bund­pro­jekt haben die Exper­tin­nen und Experten zudem ein umfassendes Gewässer­mon­i­tor­ing instal­liert, die wasser­bauliche Infra­struk­tur vor Ort saniert, auf der Basis der dort zur Ver­fü­gung ste­hen­den Baustoffe opti­mierte Betone für die Wasser­bauw­erke entwick­elt sowie ein selb­streg­ulieren­des Mehrkam­mer-Sys­tem für eine gerechte und flex­i­ble Verteilung des geförderten Wassers umgesetzt.

„Wir haben in diesem Pro­jekt Tech­nolo­gien und Konzepte entwick­elt, die hof­fentlich nicht nur den Men­schen in Nord­viet­nam nutzen, son­dern auch in anderen Karst­wass­er-Regio­nen der Welt“, beto­nen die bei­den KaWa­T­e­ch-Pro­jek­tleit­er. Auch im Dauer­be­trieb soll das neue Förder- und Verteil­sys­tem am Seo-Ho Fluss weit­er begleit­et, opti­miert und ergänzt wer­den. Für 2020 sind unter anderem der Bau ein­er Wasser­auf­bere­itungsan­lage sowie der dezen­trale Ein­satz solar­be­trieben­er Pumpen geplant.