Wasserversorgung
Gemeinsam für sichere Trinkwasserversorgung
Das Verbundprojekt aKtIv entwickelt Strategien, um die Wasserversorgung gegen die Folgen des Klimawandels zu stärken
[30. November 2022]
Immer längeren Hitze- und Trockenperioden, sinkende Grundwasserstände oder niedrige Pegel in Oberflächengewässern stellen die Grundwasserversorgung in Deutschland vor große Herausforderungen. Neue Strategien und innovative Konzepte sind daher zwingend notwendig, um die Wasserversorgung zukunftssicher zu gestalten. Das Alfred-Wegener-Institut ist Teil des Verbundprojekts aKtIv, das eben diese entwickeln will, um die Wasserversorgung krisensicherer aufzustellen.
Eine zuverlässige Trinkwasserversorgung ist eine der Grundvoraussetzungen für ein stabiles Gesellschafts- und Wirtschaftssystem. Die Folgen des Klimawandels stellen dieses System jedoch zunehmend vor große Herausforderungen, insbesondere in den Sommermonaten der vergangenen Jahre: An heißen Tagen musste mancherorts in Deutschland die Nutzung von Wasser für Industrie und Bevölkerung eingeschränkt werden, damit die Versorgung nicht zusammenbricht. Das Verbundprojekt aKtIv (agile Netzsteuerung zur Erhöhung der Resilienz der Kritischen Infrastruktur Wasserversorgung) erarbeitet eine Sicherheitslösung, um die Wasserversorgung resilienter zu machen und vor kritischen Systemzuständen zu schützen.
Hierfür erstellen die Projektpartner einen digitalen Zwilling des Wasserversorgungssystems in Deutschland, mit dem sie abbilden können, wie viel Wasser aktuell verbraucht wird und wie viel Wasser verfügbar ist. Dabei berücksichtigen sie nicht nur den aktuellen Zustand, sondern auch erwartbare Änderungen durch sich wandelnde Umweltbedingungen. Um auch unvorhersehbare Gegebenheiten in das Sicherheitssystem zu integrieren, nutzt das Team eine Künstliche Intelligenz, die schnelle, strategische Lösungen finden kann.
Das Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) trägt regelmäßige Prognosen über die Wassermengen im Rhein zum Projekt bei, die mehrere Monate abdecken. AWI-Klimaforscherin Dr. Monica Ionita entwickelte hierfür am AWI ein statistisches Modell, dessen Grundlage globale Klima- und lokale Wetterdaten aus fast sieben Jahrzehnten sind. Die Prognosen dieses Modells wird sie spezifisch für das Arbeitsgebiet des Projekts in Rheinland-Pfalz anpassen. Methoden aus dem Bereich der Künstlichen Intelligenz sollen die Vorhersagen automatisieren und die Genauigkeit verbessern. Darüber hinaus werden die Forschenden die klimatischen Daten abgleichen mit dem Verbrauch von Wasser im Arbeitsgebiet, um daraus Vorhersagen des Wasserbedarfs zu erstellen. Die Vorhersagen sollen zur Entscheidungsfindung und Verbesserung der Versorgungssicherheit auch in Zeiten des Klimawandels mit zum Beispiel längeren Dürreperioden herangezogen werden.
Die Wasserversorgung Rheinhessen-Pfalz GmbH koordiniert und leitet aKtIv. Weitere Partner sind neben dem AWI das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen, die Universität Trier, die Technische Hochschule Lübeck, die RWTH Aachen, die isa-tech water GmbH und die Universität Tübingen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Projekt im Rahmen der Fördermaßnahme „Zivile Sicherheit – Künstliche Intelligenz II im Programm „Forschung für die zivile Sicherheit 2018 - 2023“.
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