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FÜR SIE DA wvr

Wasserversorgung in Zeiten des Klimawandels

Der Klimawandel kommt nicht erst, er ist bereits da! Das haben die Sommer der letzten Jahre spürbar gezeigt. Extremwetterereignisse wie Starkregen, Hochwasser, hohe Temperaturen oder Trockenheit werden laut der Klimaprognosen hierzulande immer häufiger auftreten, Hitzesommer wie in 2018 zukünftig Normalität. Das hat schwerwiegende Folgen für den natürlichen Wasserhaushalt und somit auch für die Wasserwirtschaft.
Im Folgenden möchten wir Ihnen gerne vermitteln, welche Auswirkungen der Klimawandel auf die Arbeit eines Wasserversorgers hat und welchen Herausforderungen wir uns stellen müssen, um trotz dessen langfristig eine sichere Wasserversorgung zu gewährleisten.

Inhalt

Auswirkungen für den Wasserhaushalt

Die Klimawandelfolgen wirken sich massiv auf den natürlichen Wasserhaushalt aus. Angefangen bei der Verfügbarkeit der Ressource. So ist die Grundwasserneubildung in Rheinland-Pfalz in den letzten Jahren bereits um 25 % zurückgegangen. Grund dafür sind eben jene, sich häufende extremen Wetterlagen wie lange Hitze- und Trockenphasen. Außerdem die deutlich abnehmenden Niederschlagsmengen, vor allem in den Wintermonaten.
In der Regel füllt sich das Grundwasser ausschließlich in der kalten Jahreszeit auf, dennim Sommer wird der Niederschlag komplett von der Pflanzenwelt für ihr Wachstum aufgenommen. Im Grundwasser kommt während dieser Phase daher nichts an. In Folge der höheren Temperaturen hat sich jedoch jene Vegetationsphase deutlich verlängert, das heißt, das Wachstum der Pflanzen beginnt früher und endet später. Dies geht mit einem entsprechend höheren Wasserbedarf einher. Die Folge: Wenn es regnet, kommt weniger im Aquifer an, weil die Pflanzen mehr davon aufnehmen. Der Erholungszeitraum des Grundwassers wird immer kürzer.

Auswirkungen auf die Pflanzenvegetation

Kreisdiagramm zur phänologischen Uhr für Kulturpflanzen in Rheinland-Pfalz, zeigt Vegetationsphasen von 1961-1990 und 1994-2023. Monate und Phasen sind farblich unterteilt.

Quelle: https://www.klimawandel.rlp.de/klimawandel/phaenologie

Die nachfolgende Grafik vom Landesamt für Umwelt RLP zeigt alarmierend, wie sich die Grundwasserneubildung seit 1951 entwickelt hat. Rote Balken stehen für Jahre, in denen die Neubildung unterdurchschnittlich war, gelb bedeutet ausgeglichen, blau, dass die Neubildung überdurchschnittlich war. Letzteres ist jedoch seit 2002 nicht mehr vorgekommen, mit entsprechenden Folgen für den Grundwasserpegel.

Quelle: Landesamt für Umwelt Rheinland-Pfalz 

Durch die höhere Lufttemperatur und die dadurch erhöhte Verdunstung kommt es zwar vermehrt zu Starkregenereignissen, also lokal auftretenden extremen Niederschlagsmengen. Für den Grundwasserspiegel bieten diese jedoch keinen Mehrwert, da der Regen auf dem trockenen Boden aufschlägt und einfach abfließt, anstatt zu versickern.

 

Auswirkungen Starkregen auf die Bodenfeuchte

Infografik zur Bodenfeuchte und Niederschlag in Worms. Oben: Tagesniederschlag in mm (RR) und Verdunstung in mm (Verd) mit blauen und roten Balken. Unten: Bodenfeuchte unter Gras von 0 bis 60 cm in verschiedenen Farben, zeigt Feuchtigkeitsprofil.

Quelle: https://www.dwd.de/DE/leistungen/bodenfeuchte/bodenfeuchte.html

 

Eine weitere Klimawandelfolge ist der veränderte Verbrauch der Ressource. Während der heißen und trockenen Sommermonate steigt deutlich die Wassernachfrage. Es wird z.B. mehr geduscht, mehr bewässert oder es werden zahlreiche Pools gefüllt. Diese Wassermenge muss durch die Wasserversorger in den entsprechenden Spitzenzeiten zur Verfügung gestellt werden. 

Und auch auf die Qualität der Ressource hat der Klimawandel einen weitreichenden Einfluss. Sinkt die Grundwasserneubildung, wird beispielsweise der Verdünnungseffekt von Nitrat reduziert. Das heißt: bei gleichbleibendem Eintrag von Stickstoff auf die Felder gelangt durch geringere Verdünnung mehr Nitrat ins Grundwasser. Durch die Wetterextreme kommt es außerdem vermehrt zu Überschwemmungen oder sogar Hochwasser, die auch mikrobielle Verunreinigungen durch Bakterien zur Folge haben können.

Die Betroffenheit unserer Region

Unser Einzugsgebiet ist von den Klimawandelfolgen besonders stark betroffen. So ist der Oberrheingraben schon immer eine der heißesten Regionen in ganz Deutschland. Besonders deutlich wird dies mit Blick auf die landesweite Veränderung der Lufttemperatur innerhalb der letzten Jahrzehnte. 

Deutschland - Lufttemperatur Sommer

Quelle: DWD - Klimaatlas Deutschland

Rheinland-Pfalz - Lufttemperatur

Datenquelle: Deutscher Wetterdienst
Darstellung: Rheinland-Pfalz Kompetenzzentrum für Klimawandelfolgen

Auf ein Niveau, dass bereits zuvor schon sehr hoch war, folgt ein noch höheres. So stellen wir in Reinland-Pfalz seit dem Jahr 1881 einen signifikanten Temperaturanstieg von 1,6 Grad fest. Die Konsequenz: ein Anstieg der Verdunstung, geringer Niederschlag und hierdurch ein Rückgang der Grundwasserneubildung. Die Starkregenereignisse in Folge der erhöhten Verdunstung bringen dabei keinen Mehrwert. Das Wasser, das sonst innerhalb einer Woche fallen würde, fällt hier innerhalb einer Stunde und fließt beim Auftreffen auf den vertrockneten Boden einfach ab, anstatt zu versickern. Laut Prognosen werden Hitzesommer wie in 2018 voraussichtlich Normalität werden.

Maßnahmen der wvr zur Anpassung an die Klimawandelfolgen

Reicht das Wasser? Jene Frage wird von verschiedenen Seiten immer wieder an uns herangetragen, vor allem im Sommer. Die Antwort darauf ist keine leichte. Zum jetzigen Zeitpunkt können wir sagen JA, es folgt jedoch auch ein ABER.
Für die Wasserwirtschaft halten die Folgen des Klimawandels zahlreiche Herausforderungen bereit. Es gehört zum Tagesgeschäft der wvr sich damit auseinanderzusetzen. Und das sowohl im Sommer als auch im Winter. Blickt man auf die oben beschriebene Situation des Wasserhaushalts in Folge des Klimawandels wird schnell klar, dass wir auf die veränderten Gegebenheiten reagieren müssen, um auch langfristig eine sichere Trinkwasserversorgung gewährleisten zu können. Wir haben bei der wvr Ideen und konkrete Projekte, um das Thema Klimawandel anzugehen.

Wassergewinnung bei der wvr vor dem Hintergrund des Klimawandels

Eine zentrale Fragestellung ist unter anderem: Was passiert mit den Gewinnungsstandorten in Folge des Klimawandels?
Betrachtet man die IST-Situation, haben wir derzeit sieben Quellen, 16 Grundwasserbrunnen und 20 Uferfiltratbrunnen. Ein Bild, das voraussichtlich in naher Zukunft ganz anders aussehen wird.

Quellen sind hoch klimavulnerabel, also anfällig für die Veränderungen des Klimas. Sie benötigen viel Regenwasser, um sich aufzufüllen. Da die Niederschlagsmenge immer weiter abnimmt, können wir uns auf diese Gewinnungsmethode zukünftig nicht mehr verlassen. Aus diesem Grund werden die Quellen bei den Prognosen zum zukünftigen Wasserdargebot nicht mehr mit einberechnet.

Grundwasserbrunnen sind ebenfalls klimavulnerabel. Sie sind abhängig von der Grundwasserneubildung, die, wie oben bereits beschrieben, innerhalb der letzten Jahre um 25 % zurückgegangen ist, mit wenig Hoffnung auf eine baldige Erholung. Aus diesem Grund reduzieren wir die zukünftig verfügbare Wassermenge aus Grundwasserbrunnen bei unseren Zukunftsberechnungen um 3%.

Uferfiltrat weist im Gegensatz zu Quellen und Grundwasser eine hohe Klimavulnerabilität auf. Hier spielen jedoch auch die hydrogeologischen Gegebenheiten vor Ort eine wichtige Rolle. Unter anderem die Mächtigkeit des Aquifers, also des Grundwasserkörpers. In Bodenheim beträgt dieser lediglich 15 m. Bei einem niedrigen Rheinpegel kann es daher passieren, dass nicht genügend Wasser im Brunnen ankommt.
Anders verhält es sich in Guntersblum. Der Aquifer ist mit rund 60 m deutlich mächtiger. Dieser Standort besitzt daher eine besondere Bedeutung für die Versorgungssicherheit der wvr und kann aufgrund der günstigen hydrogeologischen Bedingungen auch als „Wasserkammer Rheinhessens“ bezeichnet werden.
Der Wasserbedarf steigt immer weiter an, bedingt durch den Bevölkerungswachstum und den Klimawandel. Die aktuellen Kapazitäten werden langfristig nicht ausreichen, eine Erweiterung der Gewinnungsanlagen ist daher ein wesentlicher Schritt zu einer langfristig sicheren Trinkwasserversorgung.

Uferfiltratgewinnung Bodenheim

Querschnitt durch den Rhein in Bodenheim mit Uferfiltrat, undurchlässiger Tonschicht, Förderbrunnen und Beschriftungen zum Mengenverhältnis von Grundwasseranteil und Uferfiltrat.

Uferfiltratgewinnung Guntersblum

Querschnitt durch Boden und Grundwasser mit Deich, Förderbrunnen, Rhein und undurchlässiger Tonschicht. Pfeile zeigen 10 % landsseitiges Grundwasser und 90 % Uferfiltrat. Schlufflinse liegt oberhalb der Tonschicht.

Ausbau der Gewinnungsstandorte

Ein zentraler Schritt, um langfristig die Wasserversorgung sichern zu können, ist vor dem oben genannten Hintergrund der Ausbau der Gewinnungsstandorte. Denn auf diese Weise kann man mehr Wasser zur Verfügung stellen, um den steigenden Bedarfen gerecht zu werden.
Dies ist jedoch nicht so leicht, denn einfach mal einen Brunnen bohren, das funktioniert nicht. Viele Faktoren spielen hier eine wesentliche Rolle. So unterliegt die Wassergewinnung beispielsweise strengen gesetzlichen Vorgaben, die im Wasserhaushaltsgesetz verankert sind. Zum Schutz der wichtigen Ressource ist jede Entnahme genehmigungspflichtig und die Menge, die gewonnen werden darf, festgeschrieben.
Wichtig für den Ausbau der Gewinnungsanlagen sind aber vor allem die hydrogeologischen Gegebenheiten. (Hydrogeologie: Befasst sich mit dem Grundwasser und den Faktoren, die es beeinflussen.)
Denn Grundwasserspeicherung ist abhängig von der Größe und Art des Hohlraums in der Erde, nicht jeder Untergrund ist gleich gut geeignet. So gibt es Poren-, Kluft und Karstgrundwasserleiter. Ersteres können beispielsweise Kiese und Sande sein. Aufgrund der durchflusswirksamen Hohlräume bestehen hier die besten Speichereigenschaften. Bei Kluft- und Karstuntergründe, also festem Gestein mit Höhlensystemen und Rissen, ist eine geringere Wasserspeicherung möglich.
Wirft man nun einen Blick auf die Grundwasserleiter in unserem Einzugsbereich wird schnell klar, dass unsere Vorfahren bei der wvr mit der Wahl der Gewinnungsstandorte bereits die bestmöglichen Entscheidungen getroffen haben. Je weiter man ins Landesinnere kommt, je mehr Kluft- und Karstuntergründe finden sich. Bei den drei größten Wassergewinnungen der wvr, nämlich Bodenheim, Guntersblum und Ingelheim, herrschen mit Porengrundwasserleitern optimale Bedingungen.

Auf diese drei Standorte haben wir nun hinsichtlich der Ausbaupotenzials einen Blick geworfen und es zeigt sich: vor allem in Guntersblum haben wir die optimalen Bedingungen. Angefangen dabei, dass wir hier auf die klimaresistente Rohwasserquelle Uferfiltrat zurückgreifen. Dazu kommt, dass der Grundwasserleiter hier rund 60 m mächtig ist, in Bodenheim sind es lediglich 10 m, weshalb es dort bei Niedrigwasser zu Einschränkungen kommen kann.

Es gibt bereits konkrete Pläne, zur Erweiterung der derzeit bestehende Uferfiltratgewinnung in Guntersblum. Hierzu haben wir Ihnen in einem eignenen Artikel umfassende Informationen zur Verfügung gestellt: Nordgalerie Guntersblum

Klimafreundliche Wasserversorgung

Wieso ist Klimaneutralität so wichtig?

Als Wasserversorger sind wir auf die natürliche Ressource Wasser angewiesen. Wie schon so oft von uns beschrieben, hat der Klimawandel einen großen Einfluss auf die Verfügbarkeit oder auch die Qualität. Wir befinden uns im Spannungsfeld zwischen einem zu viel an Wasser, z.B. in Form der Hochwasser und einem zu wenig an Wasser, z.B. durch den Rückgang der Grundwasserneubildung . Beides ausgelöst bzw. verschärft durch die Folgen des Klimawandels.

Umso wichtiger ist es für uns, einen Beitrag zum Schutz dieser lebensnotwendigen Ressource zu leisten, auch um weiterhin zuverlässig unseren Auftrag, die Menschen mit qualitativ einwandfreiem Trinkwasser zu versorgen, gerecht werden zu können. Daher ist die Klimaneutralität durch Reduktion von CO₂ ein wichtiges Ziel der wvr. Der Weg ist jedoch weit und vor allem kostenintensiv. Klimaneutralität passiert nicht über Nacht, stattdessen kann man es als ein komplexes Puzzle betrachten, das wir Schritt für Schritt vervollständigen und wo ein Teil ins nächste übergeht.

Nachfolgend ein kleiner Überblick über die Dinge, die wir schon in die Wege geleitet haben.

E-Mobilität

Schon seit mehreren Jahren forcieren wir die Umstellung unseres Fuhrparks auf klimafreundliche E-Fahrzeuge, um unseren CO₂ Verbrauch zu reduzieren. Ein Schritt, der wesentlich vom Stand der Technik abhängig war und noch immer ist. Denn unsere Mitarbeitenden, die 24/7 für Störfälle in unserem 808 m² großen Versorgungsgebiet zur Verfügung stehen, sind auf stets einsatzfähige Fahrzeuge angewiesen. Eine entsprechende Ladekapazität ist hier von wesentlicher Bedeutung. Mittlerweile sind Technologie und Ladeinfrastruktur auf dem Stand, dass wir künftig ausschließlich reine E-Autos einsetzen werden. Sobald ein Ersatz ansteht, wird das Neufahrzeug elektrisch.

Das erste E-Fahrzeug bei der wvr ist bereits seit 2022 im Einsatz, allerdings war es damals noch mit Hybrid-Technologie ausgestattet, die inzwischen aufgrund des hohen Gewichts und der geringen Ladekapazität als weniger effizient angesehen wird. Künftig soll es bei der wvr nur noch reine E-Autos geben.

Der Fuhrpark der wvr besteht aus 86 Fahrzeugen. 42 davon sind Pkws, die bei der wvr von Mitarbeitenden als Dienstfahrzeuge genutzt werden. Aktuell sind davon fünf mit E-Motoren ausgestattet. Bei den übrigen gilt, sobald der bestehende Leasingvertrag ausläuft, soll das Neufahrzeug ein E-Auto sein. Fünf neue Fahrzeuge sind, aufgrund der langen Lieferzeit, bereits bestellt.

Bei den Transportern, die vor allem für die Montage genutzt werden, lohnt sich aktuell noch kein E-Fahrzeug. Bei einer Zuladung von Werkzeug und Material mit einem Zusatzgewicht von bis zu 1,5 Tonnen, gibt es hier noch keine brauchbare Lösung am Markt. 

Ergänzend zum Ausbau der E-Mobilität hat die wvr ihre eigene Lade-Infrastruktur aufgebaut. In Guntersblum stehen zehn Wallboxen zur Verfügung, die zudem von der eigenen, neu eingerichteten PV-Anlage gespeist werden. Der Solarpark in Guntersblum wurde dieses Jahr eröffnet und hat eine Leistung von rund 4 MWp. Auch in Wörrstadt können die vier E-Ladestationen von der unternehmenseigenen PV-Anlage versorgt werden, die am 1. Januar 2024 mit rund 100 kWp in Betrieb gegangen ist. In Bodenheim stehen zehn Ladestationen zur Verfügung, die entsprechende PV-Anlage mit 400 kWp ist für 2025 in Planung.

Baustelle zur Umsetzung der Ladeinfrastruktur mit mehreren Arbeitern in orangener Schutzkleidung, zwei großen Erdhaufen, orangen Rohren und einem orangefarbenen Lastwagen vor bewölktem HimmelAusbau der Ladeinfrastruktur in Bodenheim

Damit Mitarbeitende ihr E-Dienst-Fahrzeug auch zuhause laden können, bietet die wvr die Möglichkeit an, eine private Wallbox mit einem finanziellen Zuschuss zu unterstützen und zu fördern.  

Blau-grünes wvr Elektroauto mit der Aufschrift 'TRINKWASSER.' lädt an einer Ladestation, im Hintergrund Bäume und SträucherLadestation in Bodenheim

„Als Wasserversorger spüren wir die Auswirkungen des Klimawandels unmittelbar und setzen alles daran, die wvr noch unabhängiger, resilienter, klimafreundlicher und nachhaltiger aufzustellen und da leisten unsere E-Fahrzeuge und unsere PV-Anlagen einen wichtigen Beitrag“, so Ronald Roepke.

Energiemanagement

Siegel zur Bestätigung des EnergiemanagementsDie Themen Energie und Klima hängen eng zusammen. Denn mit einem effektiven Energiemanagement kann man viel Energie einsparen und damit den CO₂ Ausstoß senken. Hier haben wir eine eigene Arbeitsgruppe etabliert, die darauf abzielt, Problemfelder zu identifizieren und Lösungen zu erarbeiten. Dass dies von Erfolg gekrönt ist, zeigt die wiederholte Zertifizierung unseres Energiemanagements.

Neben kleinen Veränderungen wie dem Austausch von Glühlampen gegen LEDs, wird bei jeder Neuanschaffung auf die Energieeffizienz geachtet. Z.B. bei Pumpen, die eine enorme Leistung benötigen, um das Wasser zu transportieren. Man muss hier stets im Hinterkopf haben: ein m3 Wasser wiegt eine Tonne und muss im hügeligen Versorgungsgebiet den ein oder anderen Berg auch nach oben transportiert werden. So machen die Pumpen in Guntersblum 50% des gesamten Stromverbrauchs aus.

Ein wichtiger Baustein ist auch die energetische Sanierung der Gebäude in Bodenheim. Der erste Bauabschnitt wurde bereits 2023 abgeschlossen. Die Arbeiten am zweiten Gebäudeteil haben im Herbst dieses Jahres begonnen. Neben einer stärkeren Wärmedämmung, einer Erneuerung des Daches und dem Austausch der Fenster wird in diesem Bauabschnitt alles umgesetzt, um das Gebäude barrierefrei zu gestalten, z.B. durch einen Aufzug, um allen gleichermaßen den Zutritt zu ermöglichen. Zugleich stellen wir von einer Gastherme auf eine Wärmepumpe um.

Mit Gerüst verkleidetes Gebäude anlässlich der Energetische Sanierung in BodenheimEnergetische Sanierung in Bodenheim     Mit Gerüst verkleidetes Gebäude anlässlich der Energetische Sanierung in BodenheimEnergetische Sanierung in Bodenheim

Photovoltaik

Einen bedeutenden Beitrag zum Klimaschutz bringen PV-Anlagen. Sie liefern erneuerbare Energie und senken somit den CO₂ Ausstoß, zeitgleich stärken  sie die Resilienz. Für uns als Wasserversorger sind dies zwei wesentliche Gründe, in diesen Bereich zu investieren.

So wurden 2023 zunächst auf dem Dach des Betriebsgebäudes in Wörrstadt Solarpaneel angebracht, um das Gebäude und die dortige Ladeinfrastruktur für die E-Autos zu versorgen.

In 2024 haben wir die Resilienz-Photovoltaik-Freiflächenanlage in Guntersblum fertiggestellt und damit einen wesentlichen Schritt nach vorn gemacht. Wie der Name schon sagt, leistet diese Anlage einen enormen Beitrag, um die Wasserversorgung wiederstandsfähiger aufzustellen. Mit einer Leistung von 4,3 MWp deckt sie rund ein Drittel der benötigten Gesamtenergie der stromintensiven Trinkwasserversorgung und bringt somit Sicherheit im Fall eines Stromausfalls oder auch eines flächendeckenden Blackouts. Neben der bereits etablierten Netzersatzanlage (NEA) und der Unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) bildet die PV-Anlage in Guntersblum nunmehr die dritte Säule, um das dortige Wasserwerk komplett autark betreiben zu können – zumindest, wenn die Sonne scheint.Und das klimaneutral!
Beim Bau wurde dabei der „Leitfaden für naturverträgliche und biodiversitätsfreundliche Solarparks“ berücksichtigt und daraus umfangreiche Öko-Maßnahmen abgeleitet. Unter anderem wurden die Reihen der PV-Module ganz bewusst mit drei Meter Abstand aufgestellt, um dadurch genug Raum für Flora und Fauna zu lassen. Außerdem hat die wvr regionales Saatgut eingesät, Bäume und Sträucher gepflanzt und ein Amphibiengewässer, Wälle aus Totholz, Steinhügel und Sandhaufen umgesetzt, die Erdbienen und Kleintieren einen Lebensraum ermöglichen. 

Luftaufnahme des wvr Geländes, angrenzend an Felder und einer Straße rechts im Bild.Drei Säulen der Reslienz - Gelände in Guntersblum

Luftaufnahme des wvr Solarparks mit mehreren Reihen von Solarmodulen neben einer Landstraße und Feldern im Hintergrund.Resilienz-Photovoltaik-Anlage   

In einem nächsten Schritt wurde 2025 das Dach des Haupthochbehälters (HHB) in Winterheim mit Solarpanelen ausgestattet.

Solarpannels auf den Dächern des HHB WintersheimSolarpanels auf den Dächern des größten Wasserspeichers der wvr in Wintersheim

Im Sommer bei gutem Sonnenschein, wenn auch der Wasserverbrauch und demnach der Energiebedarf am höchsten ist, können nun die beiden Pumpwerke der Anlage autark betrieben werden. Erzeugung und Verbrauch passen demnach optimal zusammen. Gibt es einen Stromüberschuss, wird dieser an die anderen Anlagen der wvr weitergeleitet. Insgesamt befinden sich nun 1.112 PV-Module mit einer Gesamtleistung von knapp 500 kWp auf dem Dach des HHB. Diese zur Hälfte in Richtung Osten und zur Hälfte in Richtung Westen ausgerichtet ist, wodurch sie über einen längeren Tageszeitraum Strom liefern als eine Anlage in reiner Südausrichtung. Bei gutem Sonnenschein im Sommer liefert die Anlage doppelt so viel Energie, die die Pumpwerke benötigen. Die Gesamtkosten lagen bei knapp 490.000 €. Gut investiertes Geld, da der erzeugte Strom vollständig selbst genutzt wird und die Gestehungskosten für die PV-Anlage deutlich unter den Beschaffungskosten für den Strom liegen.