Wie funktioniert die Wasserversorgung?

Steht Grundwasser nicht in ausreichender Menge zur Verfügung, wird Oberflächenwasser zur Trinkwassergewinnung genutzt. So stammen etwa 12 Prozent des Trinkwassers in Deutschland aus Talsperren, die Flüsse und Bäche zu enormen Wasserspeichern aufstauen. Sie können gleich mehrere wichtige Aufgaben übernehmen und neben der Wasserversorgung auch dem Hochwasserschutz oder der regenerativen Energieerzeugung dienen. Das aus der Talsperre entnommene Wasser muss mehrere Aufbereitungsprozesse im Wasserwerk durchlaufen und noch desinfiziert werden, bevor es als reines und meist sehr kalkarmes Trinkwasser zum Verbraucher gelangt.

Rund 61 Prozent des Trinkwassers in Deutschland werden über Brunnen aus Grundwasser gewonnen, das die wichtigste Ressource für die öffentliche Wasserversorgung darstellt. Es speist sich aus versickerndem Regenwasser und ist durch die natürliche Filterwirkung des Bodens meist sehr gut geschützt. Mit Pumpen wird das Grundwasser aus bis zu mehreren Hundert Metern Tiefe gefördert und zur Aufbereitung ins Wasserwerk transportiert. Auf Grund der großen Bedeutung für die Trinkwasserversorgung sind die Grundwasservorkommen in Deutschland besonders schützenswert. Vor allem landwirtschaftliche Einflüsse wie Nitrat oder Pestizide stellen aber in manchen Regionen eine zunehmende Gefährdung dar.

Bei Quellwasser handelt es sich um Grundwasser, das nicht mit Pumpen gefördert werden muss, sondern auf ganz natürlichem Wege an die Oberfläche tritt. Die Nutzung von Quellen war einst die wichtigste Form der Trinkwassergewinnung, ihr Anteil an der öffentlichen Wasserversorgung in Deutschland beträgt heute noch etwa 9 Prozent. Das Quellwasser liegt in der Regel nicht sonderlich tief unter der Erdoberfläche und seine Beschaffenheit sowie Menge unterliegen größeren Schwankungen, was die Wasserversorger bei der Förderung berücksichtigen müssen.

Vor allem entlang größerer Flüsse wird auch mit Oberflächenwasser angereichertes Grundwasser für die Wassergewinnung genutzt, wobei man sich die natürliche Filterwirkung im Boden zunutze macht. Das auf natürlichem Wege versickernde Flusswasser speist das Grundwasser im Erdreich als sogenanntes Uferfiltrat und wird anschließend über Brunnen gefördert. Diesem Prozess kann auch durch die Entnahme von Flusswasser und dessen gezielter Versickerung über spezielle Becken und Gräben „nachgeholfen“ werden. Bevor das Flusswasser bei der sogenannten Grundwasseranreicherung in die Versickerungsanlagen geleitet wird, kann es bereits vorgereinigt bzw. aufbereitet werden, um gröbste Verunreinigungen zu entfernen.

In Deutschland wird das Ziel verfolgt, mit einfachen, naturnahen Aufbereitungsverfahren ein reines Trinkwasser bereitzustellen. Um Gefährdungen der Trinkwasserressourcen bereits im Vorfeld auf ein Minimum zu reduzieren, werden im Interesse der öffentlichen Daseinsvorsorge Wasserschutzgebiete ausgewiesen. Diese sind für den präventiven Schutz von entscheidender Bedeutung, da Schadstoffe und Krankheitserreger von vornherein erst gar nicht ins Wasser gelangen sollten. Wasserschutzgebiete sind meist in drei Zonen mit unterschiedlich strengen Vorgaben eingeteilt, die wassergefährdende Handlungen, Nutzungen und Bauten betreffen. So können etwa Sicherheitsvorkehrungen für die Lagerung wassergefährdender Stoffe, Beschränkungen für die Landwirtschaft oder die Ausweisung von Industriegebieten bestehen. In Schutzzone I, die sich unmittelbar um den Brunnen oder die Talsperre befindet, sind die Sicherheitsauflagen so hoch, dass der Zutritt für Unbefugte komplett verboten ist.

Bevor das aus Brunnen, Talsperren oder Quellen geförderte Wasser weiter in Richtung der Verbraucher fließt, muss es zunächst im Wasserwerk zu Trinkwasser aufbereitet werden. Je nach Beschaffenheit des Wassers kommen hierbei ganz unterschiedliche technische sowie chemische Verfahren zum Einsatz, um in erster Linie unerwünschte Stoffe zu entfernen. Nach der Aufbereitung muss das Wasser den strengen Anforderungen der Trinkwasserverordnung entsprechen und ist von höchster Qualität. Die anschließende Verteilung des Trinkwassers in das Rohrnetz wird ebenfalls im Wasserwerk gesteuert und überwacht.

Damit das Trinkwasser vom Wasserwerk über weite Strecken durch das Rohrnetz zum Verbraucher fließen kann, muss ein ausreichender Druck vorhanden sein. Liegen keine natürlichen Gefälle vor, kommen in der Regel sogenannte Förderanlagen zum Einsatz, die den Wasserdruck mittels Pumpen erhöhen. In der Regel pumpt man das Wasser zunächst in große Speicherbehälter, von wo es dem Bedarf entsprechend ins Rohrnetz weiterverteilt wird.

Das Trinkwassernetz in Deutschland ist rund 530.000 Kilometer lang und würde aneinandergelegt 13 Mal um die Erde reichen. Obwohl es in der öffentlichen Wahrnehmung kaum eine Rolle spielt, ist dieser „Schatz unter der Straße“ unerlässlich für den uneingeschränkten Zugang zu sauberem Trinkwasser und damit entscheidend für einen hohen Lebensstandard. Die Instandhaltung des weitverzweigten Rohrnetzes ist jedoch sehr aufwendig und auch mit hohen Kosten verbunden. So investieren die Wasserversorger jährlich über eine Milliarde Euro.

Je nach Tages- oder Jahreszeit kann der Wasserverbrauch im Leitungsnetz stark schwanken. Wird z.B. in den Morgenstunden besonders viel Wasser verbraucht, kommen Wasserspeicher zum Einsatz, die diese sogenannten Verbrauchsspitzen abdecken. Sie dienen im Netz als Puffer, damit immer genügend Wasser zur Verfügung steht und Schwankungen problemlos ausgeglichen werden können. Ist die Wasserabnahme gering, also meist über Nacht, werden die Wasserspeicher wieder aufgefüllt. Auch bei Störfällen im Wasserwerk oder notwendigen Leitungsarbeiten können die Wasserspeicher kurzfristig die Wasserversorgung sicherstellen.

Wassertransportleitungen sorgen dafür, dass das Trinkwasser über weite Strecken zu den Verbrauchern gelangt. Da die großen Rohre oftmals aus Stahl bestehen und im Erdreich liegen, werden spezielle Maßnahmen ergriffen, um sie vor Schäden durch Rost zu bewahren und somit ihre Lebensdauer zu erhöhen. Beim sogenannten passiven Korrosionsschutz werden die Stahlrohre mit speziellen Materialien umhüllt bzw. isoliert. Zusätzlich verhindert der Kathodische Korrosionsschutz (KKS), ein elektrochemisches Schutzverfahren, mittels eines leichten Gleichstroms, dass das Leitungsmaterial im Erdreich rostet. Über Messeinrichtungen erhalten die Wasserversorger genaue Auskünfte über den Zustand der Rohre bzw. die Qualität des Schutzes.

Obwohl das Trinkwassernetz gut geschützt im Erdreich liegt, kommt es immer wieder zu Beschädigungen durch Baggerarbeiten beim Straßen- oder Hausbau. Dies betrifft auch andere Leitungssparten wie z.B. Strom, Gas sowie Telefon und es entstehen jährlich Schäden im dreistelligen Millionenbereich. Der DVGW hat deshalb gemeinsam mit der Deutschen Telekom und weiteren Partnern die Arbeitsgemeinschaft BALSibau ins Leben gerufen, um mit Anleitungen und Schulungen die Schäden bei Erd- und Tiefbauarbeiten in Leitungsnähe nachhaltig zu reduzieren bzw. zu vermeiden.

Als Lebensmittel Nr. 1 muss das Trinkwasser in Deutschland höchste Qualitätsanforderungen erfüllen, was in Laboren intensiv überwacht und kontrolliert wird. Regelmäßige Analysen von Wasserproben geben detaillierte Auskunft über die Beschaffenheit und Inhaltsstoffe – von der Quelle bis zum Verbraucher. Entscheidend ist hierbei die Einhaltung der strengen gesetzlichen Grenzwerte für bestimmte Stoffe, die in der Trinkwasserverordnung festgelegt sind. Sie verpflichtet die Wasserversorger auch dazu, die Verbraucher mindestens einmal jährlich über die Wasserqualität bzw. Analyseergebnisse zu informieren.

Etwa 6 000 Betriebe und Unternehmen mit ca. 38 000 Mitarbeitern tragen in Deutschland die Verantwortung für die öffentliche Wasserversorgung und bilden damit eine unverzichtbare Stütze der Gesellschaft. Jährlich transportieren die Wasserversorger mehr als 5 Milliarden Kubikmeter Trinkwasser zu den Verbrauchern und sichern rund um die Uhr die hohe Qualität des Lebensmittels Nr. 1. Bevor das Trinkwasser jedoch aus dem Hahn sprudeln kann, ist ein erheblicher Aufwand notwendig – von der Wassergewinnung über die Aufbereitung im Wasserwerk bis hin zum Transport durch das engmaschige Leitungsnetz. Die zunehmende digitale Durchdringung aller Lebensbereiche und die damit einhergehende Bedrohung durch Cyber-Attacken, erfordern zusätzlich einen immer stärkeren Schutz der Wasserversorgung bzw. ihrer Infrastruktureinrichtungen.

In vielen Industriezweigen werden große Mengen Wasser benötigt, da es in den unterschiedlichsten Produktionsschritten eingesetzt wird – vom Kühlmittel bis zum Produktbestandteil. Ein besonders hoher Wasserbedarf besteht bei der Herstellung von Chemikalien, Papier und Lebensmitteln. Doch auch in Produktionsprozessen der Schwer- und Automobilindustrie nutzt man Wasser etwa zur Dampferzeugung oder als Reinigungsmittel. Häufig gelten besonders hohe Anforderungen an die Qualität des Wassers, da es z. B. in der Pharma- und Lebensmittelindustrie auch als Zutat für Medikamente oder Nahrung dient. In der Arzneimittelproduktion muss das Trinkwasser sogar noch zusätzlich zu sogenanntem Pharmawasser aufbereitet werden.

In zahlreichen Regionen müssen natürliche Höhenunterschiede bei der Wasserversorgung ausgeglichen werden, um einen ausreichenden Druck im Leitungsnetz zu erhalten. Damit auch in höher gelegenen Gebieten Wasser aus dem Hahn fließen kann, werden Druckerhöhungsanlagen (DEA) installiert. Mittels automatischer Pumpen erhöhen sie den Wasserdruck und halten ihn so konstant. In besonders hohen Gebäuden kann eine eigene DEA erforderlich sein, da der Druck aus dem öffentlichen Wassernetz nicht ausreicht, um das Wasser in alle Etagen zu transportieren.

Der tägliche Wasserverbrauch in Deutschland liegt bei rund 121 Liter pro Person, wovon etwa ein Drittel zum Trinken oder zur Nahrungszubereitung verwendet wird. Das restliche Wasser entfällt auf die Körperhygiene, Toilettenspülung oder Waschmaschine. Als wichtigstes und am strengsten kontrolliertes Lebensmittel muss das Trinkwasser in Deutschland besonders hohe Vorgaben erfüllen, die in der Trinkwasserverordnung genau festgelegt sind. Auch bei der Trinkwasser-Installation im Gebäude und auf Grundstücken müssen klare Regeln eingehalten werden. Für die Trinkwasser-Installation ist der Eigentümer des Gebäudes verantwortlich. Er hat dafür Sorge zu tragen, dass die allgemein anerkannten Regeln der Technik eingehalten werden, die das DVGW-Regelwerk beinhaltet. So ist jederzeit und überall sichergestellt, dass das Trinkwasser von höchster Qualität ist und bedenkenlos getrunken werden kann. Im Vergleich zu Mineralwasser aus Flaschen ist es nicht nur erheblich günstiger, sondern auch deutlich umweltfreundlicher.

Das Gasnetz in Deutschland wird von mehr als 730 Netzbetreibern unterhalten, die für den Erdgastransport von der Quelle bis zum Verbraucher zuständig sind. In sogenannten Dispatching-Zentralen steuern und überwachen die Gasnetzbetreiber rund um die Uhr sämtliche Prozesse im Gasnetz, um jederzeit die Netzstabilität und eine zuverlässige Energieversorgung zu gewährleisten. Auf Grund der gesetzlich vorgeschriebenen Trennung von Netz und Vertrieb sind die Netzbetreiber in der Regel jedoch nur für den Transport zuständig. Den Verkauf von Erdgas an die Endkunden übernehmen Gaslieferanten, die das Netz hierfür gegen Gebühr nutzen. Mit dieser Entflechtung (sog. Unbundling) wird für einen fairen Wettbewerb gesorgt und eine Ungleichheit im Energiemarkt verhindert.