Frühwarnsystem für Quellwasserverschmutzung in Jordanien

Im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projektes SMART-MOVE entwickelte die Karlsruher Disy Informationssysteme GmbH zusammen mit Partnern ein Frühwarnsystem für die Quellwasserverschmutzung in Jordanien. Das neue System enthält ein Monitoring-Portal auf Basis der Disy-Software Cadenza Web und hilft den jordanischen Wasserbehörden, die Versorgungssicherheit zu verbessern.

Der Zugang zu sauberem Trinkwasser – in Deutschland eine Selbstverständlichkeit – ist in Jordanien im ca. 200 km² umfassenden Wadi Shueib mit großen Unsicherheiten behaftet. Ein beträchtlicher Anteil der Wasserversorgung der nahegelegenen Städte As-Salt und Fuheis basiert hier auf Grundwasserressourcen, die in Quellfassungen und Brunnen gefördert werden. Diese werden nach Regenfällen immer wieder durch Abwasser verunreinigt und mit gesundheitsgefährdenden Keimen kontaminiert mit der Folge, dass in diesen Zeiträumen das Wasser für die lokale Trinkwasserversorgung unbrauchbar ist. Verursacht wird dies durch die unzureichende und teils marode Abwasserinfrastruktur sowie durch die hohe Wasserwegsamkeit der Karstaquifere, die nach Regenfällen zum raschen Anstieg der Quellschüttungen führt.

BMBF-Projekt SMART-MOVE

Leider lässt sich die Verschmutzung an den Quellfassungen nicht verlässlich automatisiert monitoren, und die Beprobung mit anschließender Laboranalyse verursacht in kritischen Situationen einen erheblichen Zeitverzug. Dadurch entsteht bei den jordanischen Behörden eine hohe Unsicherheit bezüglich der Nutzbarkeit der Quellen mit der Folge, dass die Trinkwassergewinnung immer wieder für längere Zeiträume stillgelegt wird. Dieses Problem zu lösen, war ein Teil des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projektes SMART-MOVE, in dem neben dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung Leipzig weitere Partnerorganisationen und -einrichtungen aus Deutschland, Israel, Jordanien und den palästinensischen Gebieten beteiligt waren – unter ihnen auch die Karlsruher Disy Informationssysteme GmbH.

Durch Zeitreihenanalysen mehrjähriger Messwertstrecken konnte das Karlsruher Institut für Technologie eine robuste empirische Korrelation zwischen Niederschlagsereignissen, dem akuten Anstieg von Trübungs- und Leitfähigkeitswerten und einer zeitlich darauffolgenden Verschmutzung mit Escherichia-coli-Bakterien in den Quellschüttungen im Wadi Shueib feststellen. Der Clou dabei ist, dass die beiden Parameter Trübung und Leitfähigkeit heutzutage verlässlich mit automatischen Messsonden in hoher Taktung gemessen werden können. Diese Erkenntnis ist die Basis für das unter anderem von Disy und dem KIT gemeinsam entwickelten Frühwarnsystem für Quellwasserverschmutzung.

Monitoring-Portal mit Cadenza Web geschaffen

Für dieses neue System messen zwei Regensammler und vier Monitoring-Sonden im Minutentakt den Niederschlag sowie die Trübung und die Leitfähigkeit in den Quellschüttungen. Die Daten der unterschiedlichen Stationen werden telemetrisch übermittelt und über von Disy entwickelte Schnittstellen in einer gemeinsamen Monitoring-Datenbank zusammengeführt. Dabei wird jeder neu eingehende Messwert automatisch über eine Datenanalyse-Strecke verarbeitet, welche das aktuelle Risikosignal für die Quellwasserverschmutzung jeder einzelnen Quelle kontinuierlich erzeugt. Sobald das Risikosignal einen definierten Grenzwert überschreitet, sendet das System eine Warnmeldung per E-Mail an die zuständige Wasserversorgungsbehörde. Diese E-Mail weist darauf hin, dass die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer bakteriellen Kontamination einen hohen Wert erreicht hat, und gibt dem Empfänger außerdem einen Link auf ein mit der Disy-Software Cadenza Web umgesetztes Monitoring-Portal. Über diesen Link lassen sich weitere Informationen abrufen, und die aktuellen Messwerte können mithilfe von Tabellen und Diagrammen ermittelt und weiter analysiert werden.

Mit diesem Frühwarnsystem, das seit Anfang 2018 für das Wadi Shueib im Probebetrieb ist, kann die Verschmutzung des Quellwassers zwar nicht verhindert werden. Doch weil sich durch den Einsatz des Frühwarnsystems der Zeitaufwand für die Informationsübermittlung deutlich reduziert, kann die Reaktionszeit der Wasserversorger von bisher einem Tag jetzt auf nur noch 15 Minuten verkürzt werden. Für die jordanischen Behörden bedeutet das einen großen Fortschritt bei der Versorgungssicherheit mit den knappen Wasserressourcen.

Lob von den Jordaniern

Das System wurde bei der offiziellen Einweihung im April 2018 von den Vertretern der „Water Authority of Jordan“ als außerordentlicher Erfolg begrüßt. Sollte sich das Frühwarnsystem im weiteren Probebetrieb bewähren, besteht die Aussicht, den Einsatz des Systems über das Wadi Shueib hinaus in weitere Wasserversorgungsgebiete in Jordanien auszudehnen.