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Wasserressourcen in der Integrales Wasserressourcen-Management (IWM) Zukunft...

Wasserressourcen in der Integrales Wasserressourcen-Management (IWM) Zukunft Monitoring Politik und Raumplanung Wasserdargebot, Ökosystem, Gewässer, ihr Umland und Klimabedingter und sozioökonomischer Wan- Wassernutzung und -verbrauch grundwasserrelevante Flächen del fordern den Umgang mit Wasserressour- sowie Wirkung von Mass- schützen und wo nötig Wasserversorgung bedrängt nahmen erfassen revitalisieren cen heraus, z.B. Wasserknapp­heit, Nutzungs- konflikte, Wahrnehmungsdefizi­te, Stoffeinträ- Natürliches Ökosysteme 1956 2012 ge. Das integrale Wasserressourcen-Ma- Wasserdargebot in ihren Funktionen In der Schweiz stammt das Trinkwasser zu in ausreichender für den Wasser- Sozioökonomischer nagement (IWM) hat das Ziel, in einer Menge und guter etwa 20 Prozent aus Seen und zu 80 Prozent haushalt erhalten Wandel Klimawandel Qualität sichern Region ein nachhaltiges Wassernutzungssys- verändert Landnutzung, aus Grundwasser (Abb. 1). Ein nachhaltiger verändert Wasserdargebot Wassernutzung und -verbrauch Landwirtschaft, Sied- tem aufzubauen, um das Wasserdargebot be- und Wassernutzung lungen, Energie und Umgang mit diesen Wasservorkommen ist Bedarf von Gesellschaft und züglich Menge und Qualität zu sichern, Funk- Wirtschaft nachhaltig decken Ressourcenbedarf daher eine vordringliche Aufgabe von Ge- tionen von Ökosystemen zu erhalten und so sellschaft und Wirtschaft. den Wasserbedarf von Gesellschaft und Wirt- schaft langfristig und krisensicher zu decken Massnahmen der Minderung Massnahmen der Anpassung In Seen und Fliessgewässern wird die um Ursachen negativer um sich an negative Auswir- (Abb. 8). Grundlage zur Aushandlung eines Veränderungen zu vermindern kungen von Veränderungen Wasserqualität beeinflusst durch natürliche nachhaltigen Wassernutzungssystems in einer und zu vermeiden anzupassen und anthropogene Stoffeinträge über Atmo- Region ist ein umfassendes Monitoring. Zu- Aushandlung eines nachhaltigen Wassernutzungssystems sphäre, Oberflächenabfluss, zufliessende dem sind alle wasserbezogenen Akteure (z.B. Zielkonflikte vermeiden, Synergien nutzen und sich auf zukünftige Bedürfnisse, Oberflächengewässer sowie unterirdisch in- Veränderungen und Ereignisse vorbereiten Trinkwasserversorgung, Wasserkraft, Land- filtrierendes Boden- und Grundwasser. Die 0 200 m 0 200 m wirtschaft, Tourismus) einzubeziehen, um Ziel- Abb. 8: Integrales Wasserressourcen-Management (IWM) stoffliche Belastung der Gewässer hängt konflikte zu vermeiden, Synergien zu nutzen, stark von der Landnutzung im Einzugsge- Massnahmen festzulegen und sich so auf zu- biet ab, insbesondere durch Landwirtschaft, künftige wasserbezogene Bedürfnisse, Verän- Siedlungen, Verkehr und Industrie. derungen und Ereignisse vorzubereiten. © Hydrologischer Atlas der Schweiz Geographisches Institut der Universität Bern, Hallerstrasse 12, 3012 Bern Matthias Probst Die Qualität des Grundwassers wird durch Das IWM dient ebenfalls dazu, in Regionen die Zusammensetzung des Sickerwassers, eine nachhaltige Trinkwasserversorgung dessen Verweilzeit im Untergrund sowie die umzusetzen. Mit dem Monitoring werden Boden- und Gesteinsart beeinflusst. Im Boden Daten zu Trinkwasserdargebot, -qualität und und im darunterliegenden Gestein sterben -bedarf erfasst, um Schwachpunkte und Her- Krankheitserreger (z.B. Bakterien und Viren) ausforderungen zu erfassen, die Öffentlich- ab und Mineralstoffe reichern sich im Wasser keit für notwendige Massnahmen zu sensibi- an. Wenn diese Reinigungs- und Minerali- lisieren und in Politik und Raumplanung Abb. 9: Die Raumplanung kann präventiv und langfristig Grund- und Trinkwasserschutz stärken, ins- sierungsprozesse uneingeschränkt stattfin- 0 200 m die Stellung von Revitalisierung, Gewässer-, besondere bei Nutzungskonflikten mit Siedlungswachstum und Landwirtschaft (Foto: Juri Junkov). den, hat das Grundwasser Trinkwasserquali- Grund- und Trinkwasserschutz gegenüber tät. Hauptsächlich die Bodenschicht kann Abb. 1: Ursprünglich auf der «grünen Wiese» erstellt, liegen die Grundwasserfassungen in Nieder- wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Inter- Schadstoffe im versickernden Wasser ausfil- gösgen (n) und Schönenwerd (n) heute im Siedlungsgebiet (Quelle: Swisstopo). essen zu stärken (Abb. 9). Diffuse Stoffein- tern und abbauen. Schwer abbaubare und Sehr ergiebig träge aus Landwirtschaft und Verkehr kön- mobile Mikroverunreinigungen (z.B. Pflanzen- nen nur mit ursachenbezogenen Massnah- schutzmittel) sowie Mineralstoffe (z.B. Nitrat) Ergiebig men der Minderung wirksam vermieden kann jedoch auch der Boden nicht aufhalten. werden (z.B. Vereinbarungen, Verbote, Vor- Wenig ergiebig schriften und Grenzwerte zum Einsatz von Gelangen zu viele Verunreinigungen ins Nicht ergiebig Chemikalien). Bei unvermeidbaren Verunrei- Grundwasser, wird die Trinkwassergewinnung nigungen sind Massnahmen der Anpas- technologisch und energetisch aufwendig 0% 20 % 40% 60% 80% 100% sung nötig, z.B. Reinigungsleistung von und teuer. Dieses Risiko besteht vorwiegend Sehr ergiebig Wenig ergiebig Bestockte Flächen Landwirtschaftsflächen ARAs verbessern (Abb. 10), lokalen Ver- in Gebieten, wo ergiebige Grundwasservor- Ergiebig Nicht ergiebig Siedlungsflächen Unproduktive Flächen schmutzungen mit überregional vernetzten kommen und intensive Landwirtschaft sowie Abb. 2: Grundwasservorkommen unterschiedlicher Ergiebigkeit (links) und dort vorkommende Wasserversorgungen ausweichen. Abb. 10: Abwasserreinigungsanlage ARA Altenrhein bei der Mündung des Alten Rheins in den Siedlungen vorliegen (Abb. 1 und 2). Landnutzung (rechts) (aus NFP 61, 2014) Bodensee, 2020 (Foto: AVA Altenrhein) Transfer Fokus  Flächen- Flächen- Landschaftswandel und ein Zuströmbereich Zu festgelegt, in wel- verlust gewinn biet liegen und begehrtes Bauland darstel- tragen. Aus Industrie und Gewerbe gelangen Trinkwasserversorgung chem der Einsatz bestimmter Stoffe (z.B. Mi- Landnutzungsänderung 1979 – 2009 58422 len. Bei wirtschaftlich attraktiven Bauprojek- vielfältige Mikroverunreinigungen über Ab- Bis Anfang des 19. Jahrhunderts konnten neraldünger, Gülle, Pflanzenschutzmittel) -55557 ten werden Schutzzonen und damit die wasserreinigungsanlagen (ARA) oder als Di- Siedlungen in der Schweiz auf reichlich sau- eingeschränkt ist. Für die zukünftige Grund- Trinkwassergewinnung aus lokalem Grund- rekteinleitung mit oder ohne Vorbehandlung Phase der Entwässerung 58248 beres Trinkwasser aus dem wenig genutz- wassernutzung werden zudem vorsorglich von Feuchtgebieten wasser häufig aufgegeben. Verstärkt wird in die Oberflächengewässer. Mit der Über- 1941 – 1944 -58248 ten Umland zurückgreifen, insbesondere aus Grundwasserschutzareale ausgeschieden dieser Trend durch Planungen wie im Kanton bauung des Bodens verringern sich im Un- Siedlungsfläche auf Landwirtschafts- Grundwasser und Oberflächengewässern an mit Bauverbot für Gebäude und Anlagen. Kosten von Landwirt- flächen auf Kosten Zürich, die vorsehen, Trinkwasser langfristig tergrund auch Reinigungs- und Minerali- schaftsflächen von Feuchtgebieten Stellen ohne verschmutzende Aktivitäten Landwirtschaftsfläche Oberflächengewässer vor allem aus dem See und aus flusswasser- sierungsfunktionen, womit das Risiko des (z.B. durch Gerbereien, Schlachthöfe). In den Nutzungskonflikte ohne Alpwirtschaft und Feuchtgebiete angereichertem Grundwasser (z.B. am Rhein Eintrags von Mikroverunreinigungen und letzten 200 Jahren wurden viele Flüsse kana- In Schutzzonen einer Trinkwasserfassung be- Abb. 3: Flächenverlust und -gewinn (in ha) in Abb. 4: Landwirtschaft, zu nahe Strasse, Eisen- beim Rafzerfeld) zu beziehen. Die heute ge- Krankheitserregern ins Grundwasser steigt. lisiert, das dabei gewonnene Land entwäs- stehen Nutzungskonflikte, wenn Landwirt- der Schweiz während zwei ausgewählten Pha- bahn und Gebäude gefährden die Trinkwasser- schützten Grundwasservorkommen würden Von nicht abgedichteten und belasteten sert und für Landwirtschaft, Siedlungsbau schaft, Gebäude oder Verkehr die Wasser- sen (nach: NFP 61, 2014) fassung in Ramsei (Foto: Sarah Liechti). dann überflüssig und die Schutzzonen für Standorten (z.B. Deponien) gelangen unter- und Verkehr gewonnen (Abb. 3). Seither ge- qualität gefährden (Abb. 4). Durch Dünger- weiteres Siedlungswachstum verfügbar. schiedliche Stoffe mit dem Sickerwasser Grundwasser- Seewasser- Quellfassung rät der Trinkwasserbezug aus Grundwasser einsatz, Verkehrsunfälle, Bremsabrieb oder fassung fassung meist über längere Zeit in Gewässer. Bei Ak- S3 durch diese Landnutzungen zunehmend un- undichte Abwasserleitungen können Verun- Wasserversorgungen sind zunehmend auch tivitäten im und am Wasser (z.B. Freizeitakti- S2 ter Druck (Abb. 4). Heute sind in der Schweiz reinigungen in Boden und ins Grundwasser S1 durch den Klimawandel mit häufiger auf- vitäten, Wärme- und Kühlwasser, Gebäude) Au S3 S2 rund 3000 Wasserversorgungen für die gelangen. Solche Gefährdungen müssen bei S1 Zu Gs tretenden Trockenperioden gefordert. Um die werden UV-Filter von Sonnencrème, Biozide, Gewinnung von Trinkwasser und die Versor- Trinkwasserfassungen seit 1971 ausge- Versorgungssicherheit in Zukunft zu gewähr- Schwermetalle und andere Stoffe in Oberflä- flusswasser- gung der Bevölkerung zuständig. schlossen werden. Heute beziehen 62 Pro- angereichertes leisten, sollten Wasserversorgungen mindes- chengewässer eingetragen. Schliesslich ge- Grundwasser zent der Schweizer Bevölkerung ihr Trink- tens zwei unabhängige Trinkwasserfassun- langen auch aus der Atmosphäre langlebige Flächen für Wasserqualität wasser aus Fassungen mit bundesrechtskon- gen aufweisen oder mit anderen Wasserver- organische Stoffe (z.B. VOC) sowie Schwer- Aufgrund des zunehmenden Landnutzungs- form dimensionierten und rechtskräftig aus- S1 Im Abstand von mindestens 10 Metern um die Fassung sind bauliche Eingriffe und Tätigkeiten nur zulässig, wenn sie der Trink- sorgungen vernetzt sein. metalle auf Land- und Wasserflächen. wassernutzung dienen. drucks verlangt das Gewässerschutzgesetz geschiedenen Schutzzonen und 20 Prozent S2 Im Abstand von mindestens 110 Metern oder 10 Tagen Grundwasser-Fliessdauer um die Fassung sind Bauten, Grabungen, der seit 1971 einen flächendeckenden Schutz aus Seewasserfassungen. Rund 1 Million Austrag von Gülle und andere gefährdende Tätigkeiten verboten. S3 Im Abstand von mindestens 210 Metern oder 20 Tagen Grundwasser-Fliessdauer um die Fassung sind Deponien, industrielle Landnutzung und Gewässer Das nationale Monitoring zur Qualität von der Wasserressourcen. So ist es verboten, Schweizerinnen und Schweizer erhalten ihr Betriebe und andere gefährdende Aktivitäten verboten. Für die Wasserqualität aller Gewässer ist Oberflächengewässern (NADUF und NAWA) verunreinigende Stoffe direkt in Gewässer Trinkwasser aus Fassungen, deren Schutzzo- Abb. 5: Trinkwasserfassungen bei Grund- und Quellwasser mit Schutzzonen S1, S2 und S3, Gewässerschutzbe- die Landnutzung im gesamten Einzugsge- und zur Qualität und Quantität des Grund- einzubringen oder sie auf Landflächen aus- nen nicht den gesetzlichen Vorgaben ent- reich Au, Zuströmbereich Zu und Grundwasserschutzareal Gs im Lockergestein sowie Seewasserfassung ohne biet von Bedeutung. Gefährdet wird sie ins- wassers (NAQUA) zeigt, dass hauptsächlich zutragen, wenn die Gefahr besteht, dass sie sprechen. Grund dafür sind hauptsächlich Schutzzone besondere durch Mikroverunreinigungen in Ballungsräumen und in landwirtschaftlich ins Wasser gelangen können (qualitativer Nutzungskonflikte mit Siedlungen, Landwirt- aus der Landwirtschaft und in geringeren intensiv genutzten Gebieten des Mittellan- keine Schutz). Zudem dürfen langfristig Grundwas- schaft und Verkehr sowie vereinzelt mit Anderem Mengen auch aus Siedlungen, Verkehr und des die Wasserqualität durch Mikroverunrei-  Angaben (12 Gebiete) Landwirtschaft servorkommen mengenmässig nicht vermin- Tankanlagen, Leitungen, Deponien, Altlasten Industrie. So gelangen beim landwirtschaftli- nigungen beeinträchtigt ist. Für eine ein- keine Schliessung (16 Gebiete) 2% dert werden durch Grundwasserentnahme auf Industrieflächen, Sportanlagen, Skigebie- chen Anbau Pflanzenschutzmittel und Biozi- wandfreie Wasserqualität sind also Flächen 56% Schliessung wegen und durch Beeinträchtigung der Grundwas- ten, Steinbrüchen, Tierparks, Revitalisie- 28% Nutzungskonflikten de auf die Felder und beim Ausbringen von mit möglichst wenig Stoffeinträgen und be- mit... Landwirtschaft und serneubildung (quantitativer Schutz). rungs- und Kraftwerkprojekten. Aus solchen Siedlungsbauten (3 Gebiete) Gülle Tierarzneimittel und Schwermetalle. lastenden Aktivitäten nötig. 10% 4% Gründen musste in den letzten 20 Jahren Von Pflanzen nicht aufgenommene Stoffe Schliessung aus Schliessung wegen Der planerische Grundwasserschutz ver- rund ein Drittel der Wasserversorgungen wirtschaftlichen Gründen Siedlungsbauten (30 Gebiete) können durch Niederschläge mobilisiert und Aus diesem Grund liegt rund die Hälfte der Nutzungskonflikten und langt bei Trinkwasserfassungen seit 1971 mindestens eine Trinkwasserfassung schlies- wirtschaftlichen Gründen in Gewässer eingetragen werden. In Siedlun- Grundwasserfassungen in Wäldern, die Grundwasserschutzzonen (heute: S1 bis sen und sind zurzeit 54 Prozent von Nut- Abb. 6: Anteil Wasserversorgungen mit Schliessungen von Fassungsgebieten in den letzten 20 Jahren gen gelangen über undichte Abwasserleitun- durch das Schweizer Waldgesetz langfristig S3), um Grundwasser und Zuströmbereiche zungskonflikten betroffen (Abb. 6 und 7). (nach: Olschewski A., Reist V., 2019) gen und oberflächliche Abwaschung Mikro- geschützt sind. Demgegenüber geraten ur- vor Verschmutzungen aus der Umgebung zu verunreinigungen in Gewässer und in den sprünglich «auf der grünen Wiese» erstellte schützen, bei einem Unfall genügend Reakti- Die Öffentlichkeit nimmt kaum wahr, dass Untergrund (z.B. Biozide von Gebäudehüllen, Grundwasserfassungen zunehmend unter onszeit zu haben sowie einen ununterbro- chenen Grundwasserzufluss zu gewährleis- Siedlungs-, Verkehrs- und Industrieflächen auch in Gebieten wachsen, die als Schutzzo- keine Nutzungskonflikte Anderem (30 Gebiete)  Landwirtschaft (57 Gebiete) Brems- und Pneuabrieb der Fahrzeuge, Pflanzenschutzmittel aus Gärten). Bei der Druck, durch die intensivierte Landwirtschaft sowie den wachsenden Raumbedarf von 38% ten (Abb. 5). Der Gewässerschutzbereich nen für eine qualitativ einwandfreie Trink- 54% Nutzungskonflikte mit... Entwässerung der Verkehrswege (Eisenbahn Siedlungen, Verkehr und Industrien. Dies ist Au umfasst alle nutzbaren Grundwasservor- wasserversorgung notwendig sind. Zu die- Siedlungsbauten und Strassen) werden vorwiegend Schwer- bedenklich, da es gerade in diesen Gebieten 8% kommen im Randgebiet der Schutzzonen. sem Wahrnehmungsdefizit zur Flächen- (39 Gebiete) metalle, Mikroplastik, flüchtige Kohlenwas- zunehmend schwierig bis unmöglich ist, Nutzungskonflikte Bei ungenügender Grundwasserqualität oder nutzung kommt hinzu, dass unbebaute in Zukunft zu erwarten Landwirtschaft und Siedlungsbauten serstoffe (VOC, volatile organic compounds) neue Grundwasserfassungen ohne Nut- (27 Gebiete) Gefahr einer Verunreinigung wird zusätzlich Schutzzonen häufig nahe am Siedlungsge- und Pflanzenschutzmittel in Gewässer einge- zungskonflikte zu erstellen. Abb. 7: Anteil Wasserversorgungen mit aktuellen Nutzungskonflikten (nach: Olschewski A., Reist V., 2019) Wissen  Arbeitsblatt: Wasserversorgung bedrängt Leitfragen und Aufträge Fokus Durch den Landnutzungswandel der letzten Jahrzehnte gerät in der Schweiz die Trinkwassergewinnung aus Grundwasser und Seen zu- nehmend unter Druck. Beispielsweise ergab eine Umfrage von 2018, dass von 3000 Wasserversorgungen in den letzten 20 Jahren rund ein Drittel mindestens eine Trinkwasserfassung aufgrund anderer Landnutzungen aufgeben musste und zurzeit mehr als die Hälfte von Nutzungskonflikten betroffen sind (Olschewski A., Reist V., 2019). Welche Veränderungen der Landnutzung haben Auswirkungen auf die Trinkwasserversorgung in der Schweiz? Analysieren Sie den Landnutzungswandel bezogen auf die Trinkwasserversorgung in der Schweiz am Beispiel von Niedergösgen und Schönenwerd und beurteilen Sie die Folgen für die Trinkwasserfassungen. Landnutzungswandel im Umfeld von Trinkwasserfassungen Folgen für Trinkwasserfassungen (am Beispiel Niedergösgen und Schönenwerd) Wissen Überprüfen Sie Ihre Analyse zum Einfluss des Landnutzungswandels auf die Trinkwasserversorgung in der Schweiz anhand der aktuellen wissenschaftlichen Kenntnisse im Bereich «Wissen». Korrigieren, bestätigen und differenzieren Sie dabei Ihre Ergebnisse. Transfer Klimawandel und sozioökonomischer Wandel fordern den Umgang mit Wasserressourcen heraus, beispielsweise bei Wasserknappheit, Nutzungskonflikten und Stoffeinträgen. Demnach ist ein integrales Wasserressourcen-Management (IWM) gefragt, das solche Heraus- forderungen zukunftsorientiert angeht. Wie können Sie im eigenen Lebensraum ein möglichst nachhaltiges Wassernutzungssystem aufbauen? Stellen Sie für Ihren Lebensraum konkrete Vorschläge für die Umsetzung eines IWM zusammen, insbesondere zu Monitoring, Politik und Raumplanung, Massnahmen der Minderung und Anpassung und begründen Sie. Literatur Blanc P., Schädler B., 2013: Das Wasser in der Schweiz – ein Überblick. Schweizerische Hydrologische Kommission. Bern. Bundesamt für Umwelt BAFU, 2019: Zustand und Entwicklung Grundwasser Schweiz. Er- gebnisse der Nationalen Grundwasserbeob- achtung NAQUA, Stand 2016. Bern. Bundesamt für Umwelt BAFU, 2017: Wasser- qualität. Magazin «umwelt» Nr. 1/2017. Bern. Bundesamt für Umwelt BAFU, 2015: Mikro- verunreinigungen in Fliessgewässern aus dif- fusen Einträgen. Situationsanalyse. Bern. Bundesamt für Umwelt BAFU, 2014: Grundla- gen für die Wasserversorgung 2025. Risiken, Herausforderungen und Empfehlungen. Bern. Hug R., Schöni T., Schibli M., Lanz K., 2017: Gutes Wasser für morgen. Regionale Wasser- versorgungsplanung im Kanton Solothurn am Beispiel Olten Gösgen. Aqua & Gas, Nr. 6/2017. Zürich. Lanz K. et al., 2014: Bewirtschaftung der Wasserressourcen unter steigendem Nut- zungsdruck. Thematische Synthese 2 im Rah- men des Nationalen Forschungsprogramms NFP 61. Bern. Olschewski A., Reist V., 2019: Nutzungskon- flikte bei Trinkwasserfassungen. Aqua & Gas Nr. 6/2019. Zürich. Strahm I., Munz N., Leu C., Wittmer I., Stamm C., 2013: Landnutzung entlang des Gewässernetzes. Quellen für Mikroverunrei- nigungen. Aqua & Gas, Nr. 5/2013. Zürich.