Urbanes Wassermanagement: Deutsche Expertise für Kasachische Städte

Das Projekt TERESA entwickelt innovative und nachhaltige Konzepte für das städtische Wassermanagement in Nur-Sultan, Kasachstan - unterstützt durch digitale Simulationswerkzeuge zur Vorbeugung, zum Schutz und zur Vorhersage negativer Auswirkungen von Klimawandel und Urbanisierung auf die lokalen und regionalen Wasserressourcen.

Nachhaltiges urbanes Wassermanagement nach dem Vorbild der Natur

Die Anfälligkeit für Überschwemmungen und der steigende Bedarf an Trinkwasser betreffen vor allem die städtischen Gebiete Kasachstans. Um beide Probleme auf einmal anzugehen, ist ein integriertes Wassermanagement erforderlich, das die Bewirtschaftung von Oberflächenwasser (Regenwasserrückhalt, Hochwasserschutz) mit der Bewirtschaftung von Grundwasser (Anreicherungsmaßnahmen, Rückgewinnung für verschiedene Nutzungen) kombiniert. TERESA wird naturbasierte Lösungen für städtische Einzugsgebiete in Kasachstan entwickeln, indem es die Vorteile von nachhaltigen Lösungen für die Stadtentwässerung und Systemen zur künstlichen Grundwasseranreicherung kombiniert. Das übergeordnete Ziel ist es, natürliche Prozesse wie Wasserrückhalt und Infiltration zu nutzen und zu verstärken, um die Auswirkungen der Urbanisierung und des Klimawandels auf den natürlichen Wasserkreislauf zu reduzieren. Die vorgeschlagenen multifunktionalen Lösungen zielen darauf ab, den Oberflächenwasserabfluss zu verringern und die Grundwasserneubildung zu erhöhen, um Überschwemmungen in städtischen Gebieten zu mindern und grundwasserabhängige städtische Ökosysteme zu schützen.

Nachhaltige Lösungen für die städtische Entwässerung (engl. sustainable urban drainage solutions - SUDS) sind eine Sammlung von Wassermanagementpraktiken, die moderne Entwässerungssysteme mit natürlichen Prozessen in Einklang bringen. Durch ihre Anwendung wird Wasser vermehrt verdunstet und gespeichert, die Fläche für die Versickerung vergrößert. Damit unterstützen sie das Hochwasserrisikomanagement und erhalten und schützen gleichzeitig den natürlichen Wasserkreislauf. Weitere Vorteile sind die Verbesserung der Wasserqualität und die Schaffung besserer Lebensbedingungen für Mensch und Natur. Um ihre Effizienz zu erhöhen und der zunehmenden Saisonalität der Wasserverfügbarkeit gerecht zu werden, wird zusätzliche Wasserspeicherkapazität durch die darunterliegenden Aquifere genutzt. Standortspezifische Lösungen, die darauf abzielen die Anreicherung der Grundwasserleiter durch verbesserte Infiltration zu steuern, werden den benötigten Flächenbedarf optimieren und für mehr Flexibilität bei der Integration von SUDS in die Stadtplanungsstrategien sorgen. Die künstliche Anreicherung der Grundwasserleiter mit Wasser, das durch SUDS gesammelt und zurückgehalten wird, ermöglicht die potenzielle Wiederverwendung von Wasser für andere städtische Bedürfnisse, wie z. B. die Bewässerung von Grünflächen im Sommer.

Virtuelles Stadtmodell mit modernen Simulationswerkzeugen

Um Stakeholder in Kasachstan dabei zu unterstützen, nachhaltige Lösungen für das Wassermanagement zu entwerfen und einzuführen, wird im Rahmen des Projekts ein virtuelles Stadtmodell mit modernen Simulationswerkzeugen entwickelt. Das Modell wird sich auf die szenariobasierte Bewertung des technischen Entwässerungssystems und des natürlichen Wasserhaushalts in ausgewählten Bereichen der Stadt Nur-Sultan konzentrieren und intelligente, sensorbasierte Monitoring-Ansätze einbeziehen, um mit der schnellen Entwicklung der Stadt Schritt zu halten. Um dies zu erreichen, verwendet TERESA einen kombinierten Ansatz zur Integration eines Modells des öffentlichen Kanalnetzes mit einem Modell für den Oberflächenabfluss und einem Grundwasserströmungsmodell. Die vorgeschlagene IT-Infrastruktur wird die bestehenden, von den Projektpartnern TUD und itwh entwickelten Softwarelösungen erweitern und in das von Astana Innovations JSC entwickelte Astana Smart City Konzept integriert werden.