Das blaue Wunder
Vom Wert und Preis des Wassers
Mit den steigenden Temperaturen des Klimawandels, der Urbanisierung und dem Wachstum der Weltbevölkerung wird Trinkwasser in vielen Regionen zu einem raren Gut. Die Hälfte der Weltbevölkerung verfügt schon heute über weniger Wasser als die Bewohner des antiken Roms und Prognosen der UNO zu Folge wird die verfügbare Wassermenge bis 2025 um ein Drittel weiter sinken. Besonders betroffen sind Afrika und der Mittlere Osten, aber auch Megastädte wie Beijing und Las Vegas, deren Grundwasserpegel schon bald auf Null stehen wird. Doch die Wasserknappheit betrifft nicht nur Entwicklungs- und Schwellenländer: In jeder zweiten europäischen Stadt wird schon heute mehr Grundwasser entnommen als sich natürlich nachbilden kann. Gleichzeitig wächst der Bedarf an Lebensmitteln und Produkten aus der Landwirtschaft, die mit 70 Prozent den größten Anteil des Wasserverbrauchs bestimmen und zu einem großen Teil aus wasserarmen Regionen stammen. Die Exportgüter tragen so indirekt zum Wassermangel bei. Nach Rohöl und Elektrizität ist Süßwasser der drittgrößte Wirtschaftssektor der Welt und längst im Zentrum geopolitischer Strategien.
Massive Investitionen in die Infrastrukturen begleiten die Entwicklung. Die geschätzten Infrastrukturausgaben für Wasser nach Region bis 2030 liegen im asiatisch-pazifischen Raum bei circa 53 Prozent, in Europa immerhin bei 25 Prozent. Der Aufbau der Infrastrukturen hält kaum Schritt mit dem Wachstum der Megalopolen und dem wirtschaftlichen Aufstieg der Schwellenländer. Doch auch die Infrastruktur der Industrienationen bedarf der Erneuerung. In London versickern wegen der veralteten viktorianischen Leitungen geschätzte 50 Prozent des Wassers auf dem Weg zum Konsumenten. Die gigantischen Investitionen in China um die Wasserversorgung zukünftig zu sichern, das Risiko unsanierter Dämme, die problematische Hoffnung auf Meerentsalzungsanlagen, die Umweltschäden aus veralteten Infrastrukturen und ungeklärtem Abwasser machen deutlich, dass die ganze Matrix der Zivilisation bei weitem nicht reichen wird, um der Wasserknappheit entgegenzuwirken.
Umso wichtiger werden lokale, dezentrale und semizentrale Lösungen, die auch kleine Wasserquellen als Ressource wertschätzen und auf ein nachhaltiges Wasser-Ressourcenmanagement setzen. Als beispielgebend haben sich die Projekte der wassersensitiven Stadtgestaltung gezeigt, aber auch neuere Ansätze in der Wasseraufbereitung und im Einsatz von definiertem Wasser. Die ökologische Bedeutung der kleinen Wasserflächen wird in einem aktuellen Artikel der Zeitschrift Nature (Biggs, Fumetti, Kelly-Quinn 2018) gerade zum ersten Mal herausgestellt, die gestalterischen Potentiale dieser Ansätze aber, bei denen es um die Schaffung attraktiver Freiräume und Stadträume geht, sind in ersten Projektbeispielen nachgewiesen und aus Planersicht noch sehr lange nicht erschöpft.
Kritische Infrastrukturen
Über Jahrzehnte hinweg galten technische Infrastrukturen als zivilisatorische Errungenschaft, die nicht nur die Ressourcen und ihre Verteilung sichern, sondern auch das Selbstverständnis moderner Gesellschaften tragen. Die Grenzen dieser Strategie hat China im großen Maßstab ausgelotet.
Mit dem South-to-North Water Diversion Project hat sich China 1996 auf den Weg gemacht, um mit der weltweit größten Infrastrukturinvestition in die Wasserversorgung seinen steigenden Bedarf zu sichern. Mit dem Bau von drei Kanälen mit einer Gesamtlänge von 1200 Kilometern soll Wasser vom Jangtse-Fluss über eine westliche, eine mittlere und eine östliche Route in die nordchinesische Ebene transportiert werden. Das Ziel ist, bis 2050 durch diese Kanäle 44,8 Milliarden Kubikliter Wasser pro Jahr umzuleiten. Doch bereits seit 2013 zeichnet sich mit der schrittweisen Inbetriebnahme ab, dass selbst dieses Megaprojekt, das weit über die eigenen Landesgrenzen greift, nicht in der Lage sein wird, Wasser in ausreichender Qualität für die chinesischen Städte zu liefern: Zu einem hohen Preis, der noch weit über den hohen Baukosten liegt, denn Kritikpunkte wie Umsiedlungen und Ressourcenverschwendung durch Verdunstung sind dabei noch nicht berücksichtigt.
Jenseits der vernetzten Stadt
Es mag auf der Hand liegen, auf große Herausforderungen mit großen Infrastrukturlösungen zu antworten. Spätestens seit der Industrialisierung zählt der Zugang zu städtischen Infrastrukturen als Wesensmerkmal urbanen Lebens. Mit der Urbanisierung und dem Anbruch der Moderne wurde die Versorgung mit Wasser und sanitären Anlagen im 19. Jahrhundert zu einem fest verankerten Zeichen des technischen Fortschritts. In der Folge bildeten große Tiefbauprojekte, bestehend aus Dämmen, Reservoirs, unterirdischen Leitungen und Versorgungsnetzen, einen zentralen Standard der Wasserversorgung. Und mehr noch: Das Ideal der vernetzten Stadt ist seit den Anfängen der Industrialisierung in der westlichen Welt politisches Projekt und Erfolgsmaßstab für die Modernisierung der wachsenden Metropolen (Dupuy et al. 2008). Dieses Ideal zentralisierter Versorgung ist bis heute der Maßstab für Standards in der Wasserversorgung, auch wenn die urbane Realität in den meisten Teilen der Welt auf sehr vielfältigen Versorgungsstrukturen beruht (Graham und Marvin 2001).
Der zentralisierte Ansatz der Wasserversorgung hält aber weder dem Realitätscheck noch den anstehenden Herausforderungen durch Urbanisierung und Klimawandel stand. Die Kritik an Missmanagement, mangelnder Flexibilität und erheblichen negativen Umweltauswirkungen im konventionellen Ansatz der technischen Infrastruktur in der Wasserversorgung (vgl. Sauri und Del Moral 2001) und die Forderung nach neuen Ansätzen sind schon seit langem laut (Libbe et al. 2017). Der World Water Council weist darauf hin, dass 80 bis 90 Prozent der wasserarmen Flusseinzugsgebiete der Welt erschöpft sind und 70 Prozent der großen Flüsse nicht mehr auf das Meer treffen. Es wird nicht möglich sein, die wachsende Weltbevölkerung mit Oberflächenwasser zu versorgen, weder in Bezug auf die benötigten Wassermengen noch in Bezug auf die Verteilung der Süßwasserkörper. Die Berücksichtigung neuer Wasserquellen ist aber auch im Hinblick auf die Wasserqualität unabdingbar, da Oberflächenwasser oft mikrobieller Verschmutzung ausgesetzt und durch industrielle Verunreinigungen belastet ist. Darüber hinaus hat die Übernutzung des Grundwassers in den Großstädten zu einem Absinken des Grundwasserspiegels geführt, was gefährliche Landabsenkungen zur Folge hat. Im Global Risk Report 2016 des Weltwirtschaftsforums wird die globale Wasserkrise als das größte gesellschaftliche Risiko (World Economic Forum 2016) bezeichnet.
Ressourcen-sensitive Strategien
Das Verhältnis zwischen den natürlichen Wasserkreisläufen und der menschlichen Wassernutzung ist entscheidend, wenn es um eine nachhaltige Wasserwirtschaft für die zukünftigen Städte geht. Es ist an der Zeit, unsere Ressourcen und unseren Verbrauch an Frischwasser zu hinterfragen und unseren Bedarf nach erforderlichen Wasserqualitäten (Trinkwasser, Badewasser, Brauchwasser für Industrie, ingenieurtechnisch definiertes Wasser für die Landwirtschaft) neu zu definieren. Die Möglichkeiten adaptiver Wasseraufbereitung stehen vonseiten der Technologie zur Verfügung. Unsere Akzeptanz in der Nutzung von aufbereitetem Wasser ist die eigentliche Herausforderung. Die Kosten für unseren Frischwasserverbrauch und für den Umgang mit Brauch- und Regenwasser, das wir auf schnellstem Weg in die Kanalisation und weit weg von uns leiten (Urban Stream Syndrome) werden jetzt durch den Klimawandel sichtbar. Diese Kosten dürfen wir nicht weiter in die Zukunft verlagern. In Abkehr von den harten Infrastrukturlösungen fordert Peter Gleick (2003) „weiche“ Ansätze, die in ressourcensensitiven Strategien den Menschen einbeziehen, denn es gilt, die Ressourcen wie auch die Nachfrage neu zu betrachten.
Es ist unerlässlich, ein breiteres Spektrum an umweltfreundlichen Wasserressourcen zu erschließen und kombinierte Lösungen in der Wasserversorgung in Betracht zu ziehen, einschließlich der Einbeziehung kleinerer Quellen (Wright et al. 2017) und der Nutzung von aufbereitetem Wasser als alternative Quelle. Neben dezentralen Lösungen und Managementtechniken zur Qualitätskontrolle sind auch lokale Lösungen in semizentralem Wassermanagement und in kombinierten Lösungen (Rudolph-Cleff 2015) denkbar: beispielsweise durch die Bereitstellung von Brauchwasser für die Industrie, wie NEWater in Singapur (siehe S. 64–69), oder zur teilweisen Deckung des häuslichen Wasserbedarfs für Toiletten und Waschmaschinen oder durch ein semizentrales Ressourcen- und Rückgewinnungszentrum (RRC), wie in Qingdao, China. Letzteres integriert neben der Wasserversorgung und ‑aufbereitung auch die Abfallwirtschaft und gewährleistet so Synergien und einen autarken Betrieb. Dies führt zu geringeren Treibhausgasemissionen, während der Wasserverbrauch um 30 bis 40 Prozent gesenkt wird. Der Übergang von ausschließlich großflächiger, zentralisierter Infrastruktur zu integrierten und flexiblen Strukturen gilt inzwischen als das Hauptziel in Strategien zur Stärkung städtischer Resilienz (Brown et al. 2016). Die Rückkehr zu dezentralen Systemen beruht nicht zuletzt auf der Erkenntnis, dass die gegenwärtigen Ansätze zur Infrastrukturentwicklung nicht auf die komplexen wasserbezogenen Herausforderungen und den Klimawandel reagieren können.
Innovative Ansätze im Water Sensitive Urban Design berücksichtigen standortspezifische und naturbasierte Lösungen, bei denen jeder einzelne Tropfen Wasser als wertvolle Quelle gilt. Ursprünglich im Kampf gegen die Trockenheit entwickelt, hat sich die wassersensitive Stadtgestaltung auch im Hochwasserschutz bewährt. Australien gilt seit 1994 als Vorreiter im nachhaltigen Wassermanagement (siehe S. 58–63), dicht gefolgt von den vergleichbaren Ansätzen „Low-Impact Development“ in den USA und „Sustainable Drainage System“ im UK. Auch China folgt in seinem Plan B seit 2015 diesem Weg. Der Plan des Staatsrats sieht vor, dass 80 Prozent des Regenwassers lokal gespeichert und wiederverwendet werden sollen. In 30 chinesischen Städten werden unter dem Titel „Schwammstadt“ innovative Modellprojekte gefördert. Dabei gelten die Erhaltung bestehender Ökosysteme, die Renaturierung städtischer Gebiete und die Regenwasserbewirtschaftung als die zentralen Ziele (Xie et al. 2016).
Dezentralisiertes und semizentrales Wassermanagement kann auf Standortbedingungen und spezifische Bedürfnisse der Bevölkerung reagieren. Darüber hinaus können Interdependenzen zwischen städtischen Systemen berücksichtigt werden, wie etwa die Integration von grauer und grüner Infrastruktur, klimatische Bedingungen und Landmanagement, Sektorkopplung und integrierte Energiekonzepte und nicht zuletzt die nachhaltige Gestaltung der Städte. Integriert in die Stadtgestaltung gehen diese Konzepte weit über einfache Off-Grid-Lösungen hinaus und bieten einen Mehrwert bei der Gestaltung nachhaltiger und naturnaher Lösungen (Gehrmann 2018). Diese Gestaltung der Stadtlandschaft ist nicht zuletzt auch eine Chance für einen bewussten Umgang mit dem kostbaren Gut Wasser.
Wassersensitive Städte
Zwar erscheint uns der Zugang zu Wasser heute sehr einfach, doch verbergen sich hinter dem unsichtbaren Weg des Wassers von seiner Quelle durch die Stadt bis hin zum Wasserhahn unzählige Geschichten über Ursprung, Qualität, Quantität, Lagerung, Verteilung, Zugang und Kontrolle der Wasserressourcen (Wamuchiro 2018). Die unsichtbaren Infrastrukturnetze haben die Stadtentwicklung weiterhin geprägt und werden im Gegenzug von den städtischen Bedingungen geformt (Graham und Marvin 2001).
Die Infrastruktur der Wasserversorgung neu zu denken und das Narrativ neu zu gestalten, eröffnet uns die Möglichkeit, Brücken zu schlagen zwischen grauer und blau-grüner Infrastruktur, zwischen der Ressource Wasser und uns Menschen. Diese Gestaltungsaufgabe an der Schnittstelle zwischen Infrastruktur und Mensch ist eine große Chance, um unsere Städte lebenswerter und nachhaltiger zu gestalten, und um ein anderes Verständnis für den Wert von Wasser und seine jahreszeitliche Verfügbarkeit zu gewinnen. Oder, um Henk Ovink (2017), den niederländischen Sondergesandten für internationale Wasserangelegenheiten bei den Vereinten Nationen zu zitieren: „Die große Vielfalt der Wasserprobleme (…) bedeutet, dass Herausforderungen auch Chancen sind.“
Prof. Dr.-Ing. Annette Rudolph-Cleff studierte Architektur an der TH Karlsruhe und an der Ecole d´Architecture Paris-Belleville. Sie arbeitete nach dem Diplom (1991) bei Jean Nouvel in Paris und ab 1994 als wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Universität Karlsruhe, an der sie 1995 mit Auszeichnung ihre Promotion ablegte. Seit 1994 ist sie freiberuflich tätig. Nach einer Vertretungsprofessur an der Bergischen Universität Wuppertal wurde sie 2006 an das Fachgebiet Entwerfen und Stadtentwicklung der Technischen Universität Darmstadt berufen. Sie ist in verschiedenen Forschungsprojekten tätig und leitet als akademische Direktorin den internationalen Master-Studiengang „International Cooperation in Urban Development – Mundus Urbano“ sowie seit 2013 das europäische Team des Wettbewerbs „Designing Resilience in Asia“. Sie ist Mitglied im Redaktionsbeirat dieser Zeitschrift.
Literatur
Brown, R. / Rogers, B. / Werbeloff, L.: Moving toward water sensitive cities. A guidance manual for strategists and policy makers, Melbourne 2016.
Dupuy, G. / van Schaick, J. / Klaasen, I. T.: Urban networks. Network urbanism, Amsterdam 2008.
Gehrmann, S.: ReSource water. Closing the cycles, Darmstadt 2018.
Gleick, P. H.: Water use, in: Annual review of environment and resources, 28. Jg., 2003, S. 275–314. Graham, S. / Marvin, S.: Splintering urbanism. Networked infrastructures, technological mobilities and the urban condition, London 2001.
Kelly-Quinn, M. / Biggs, J. / von Fumetti, S.: The importance of small water bodies. Insights from research, in: Nature, Hydrobiologia, Heft 793 / 2017, S. 3–39.
Libbe, J. / Schramm, E. / Winker, M. / Deffner, J.: Integrierte Infrastrukturplanung, in: Winker, M. / Trapp, J. H. / Libbe, J. / Schramm, E. (Hrsg.): Wasserinfrastruktur: Den Wandel gestalten. Technische Varianten, räumliche Potenziale, institutionelle Spielräume [Edition Difu, Bd.16], Berlin 2017, S. 81–90
Ovink, H.: Water as a Leverage, Singapur 2017.
Rudolph-Cleff, A. / Gehrmann, S.: Water as a resource, in: Wang, F. / Prominski, M. (Hrsg.): Water-Related urbanization and locality, Singapur 2020, S. 219–236.
Rudolph-Cleff, A.: Urban interplay, in: Prominski, M. / Wang, F. (Hrsg.): Urbanization and locality, Berlin 2015, S. 77–96.
Sauri, D. / Del Moral, L.: Recent developments in spanish water policy. Alternatives and conflicts at the end of the hydraulic age, in: Geoforum, Heft 2 / 2001, S. 351–362.
Winker, M. / Gehrmann, S. / Schramm, E. / Zimmermann, M. / Rudolph-Cleff, A.: Greening and cooling the city using novel urban water systems. A European perspective, in: Sharma, A: Approaches to water-sensitive urban design, Amsterdam 2019.
Wamuchiru, E. K.: Rethinking the networked city. The (co-)production of heterogeneous water supply infrastructure in Nairobi, Kenya, Darmstadt 2017.
Xie, J. / Zhang, Y. / Xiong, L. / He, S. / Wang, L. / Yu, Z.: Opportunities and challenges of the Sponge City construction related to urban water issues in China, in: Science China Earth Science, Heft 4 / 2017: S. 652–658.
Wright-Contreras, L. / March, H. / Schramm, S.: Fragmented landscapes of water supply in suburban Hanoi, in: Habitat International, 61. Jg., 2017, S. 64–74.
der architekt 5/2020
