Ein Mädchen trinkt klares Wasser aus einem Hahn

31. März 20239 min Lesezeit

Wie können wir Grundwasser nachhaltiger nutzen?

Wir müssen die Nutzung unserer wichtigsten Ressource neu denken

Unsere Lebensweise basiert zu großen Teilen auf einer Ressource, deren Vorhandensein wir immer als selbstverständlich angesehen haben: Grundwasser. Schöpfen wir es schneller ab, als es sich selbst erneuern kann, hat dies gravierende Folgen für unsere Gesellschaft. Wir müssen lernen, es effizienter zu nutzen und alternative Quellen für Wasser zu erschließen – und hier kommen Lösungen von KSB ins Spiel.

Infografik zur Aufteilung des weltweiten Wasservorkommens

Grundwasser ist eine Ressource mit Grenzen

Wasser bedeckt 71 Prozent unseres Planeten. Warum sind wir also so sehr auf Grundwasser angewiesen? Die Ursache ist, dass 97 Prozent des auf der Erde vorhandenen Wassers salzig ist. Grundwasser macht den größten Teil des für uns nutzbaren Frischwassers aus. Daher stammen in Europa zum Beispiel 65 Prozent des Trinkwassers in der EU aus dem Boden, während es in den USA 50 Prozent sind. Es ist nicht nur für die Versorgung mit sauberem Wasser entscheidend, sondern auch für die Produktion von Lebensmitteln, die Stabilität von Ökosystemen sowie die sozioökonomische Entwicklung und die Widerstandsfähigkeit von Gesellschaften gegenüber dem Klimawandel. Doch der Wasserverbrauch der Menschheit steigt. Gleichzeitig bringt der Klimawandel mehr Dürren und Starkregen, deren Wassermassen einfach abfließen, statt im Boden zu versickern. Wir müssen darüber nachdenken, wie wir diese entscheidende Ressource nachhaltiger nutzen können.

Welche Folgen haben sinkende Grundwasserspiegel?

Grundwasser befindet sich in Grundwasserleitern, die auch Aquifere genannt werden. Dies sind Schichten aus Sediment oder porösem Gestein, die mit Wasser vollgesogen sind. Die meisten Grundwasserleiter können sich durch versickerndes Regenwasser erneuern. Doch wenn wir mehr Wasser entnehmen als nachfließt, kann dies zahlreiche Konsequenzen haben.

Die Böden werden trockener. Einheimische Bäume reichen mit ihren Wurzeln nicht mehr an das Wasser heran und verkümmern. Invasive Pflanzen, die besser an Trockenheit angepasst sind, breiten sich aus. Quellen versiegen – und damit verschwinden auch Ökosysteme wie Bäche, Seen und Feuchtgebiete. Der Pegelstand von Flüssen und Seen sinkt. Der Boden senkt sich ab, was Gebäude beschädigen kann. Im verbleibenden Grundwasser steigt die Konzentration von Schadstoffen wie Nitraten.

Um dies zu verhindern, müssen wir Wasser langsamer entnehmen, als sich die Grundwasserleiter selbst erneuern können. Dafür brauchen wir Daten sowie politische Regelungen. Eine Voraussetzung ist, dass wir Grundwasser nicht mehr als Eigentum des Besitzers des Landes begreifen, auf dem es gefördert wird, sondern als Allgemeingut, das gemeinsam geschützt werden muss – wie die Luft, die wir atmen oder das Wasser der Ozeane.

Eine Herausforderung dabei ist, dass sich Grundwasserleiter Ländergrenzen überschreiten. Internationale Abkommen zur Nutzung von Wasserressourcen sind daher ein wichtiger Bestandteil des Nachhaltigkeitsziels 6 der Vereinten Nationen.

Doch sowohl das Sammeln von Daten als auch die Kontrolle der Entnahme von Grundwasser sind oft schwierige politische Prozesse. Nach Angaben der Vereinten Nationen gibt es daher weltweit nur 22 Länder, die mit ihren Nachbarn grenzübergreifende Abkommen zur Nutzung aller ihrer gemeinsamen Grundwasserleitern, Seen und Flüssen getroffen. Und 129 Länder sind noch nicht auf dem richtigen Weg, um bis 2030 nachhaltig bewirtschaftete Wasserressourcen zu haben.

Wie steht es um unsere Grundwasserleiter?

Wie lange reicht das Wasser unter unseren Füßen also noch? Auf diese Frage gibt es keine einfachen Antworten. Bei Grundwasserleitern können wir nicht einfach den Wasserspiegel messen, wie bei einem Fluss oder See. Um zu verstehen, wie viel Wasser sich unter der Erde befindet, müssen wir zahlreiche Bohrlöcher bohren und messen, wo das Grundwasser beginnt und wie tief es reicht. Zudem hat Grundwasser keinen einheitlichen Wasserspiegel wie ein See. Es ist sehr heterogen und kann sich über unterschiedlichste Schichten verteilen. Der Zustand am Punkt einer Bohrung kann schon ein paar hundert Meter weiter ganz anders aussehen. Um einen Grundwasserleiter zu verstehen, brauchen wir also sehr viele Bohrungen über große Gebiete verteilt. Erschwert wird dies durch die Tatsache, dass sich Grundwasserleiter oft über die Grenzen von Ländern hinweg erstrecken.

Weltweite Karte der Länder mit Wasserknappheit — Grundwasserspeicherungstrends für die 37 größten Grundwasserleiter der Erde

Einen Blick auf die Veränderungen aller Grundwasserleiter weltweit ermöglichte daher erstmals das Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) der NASA. Zwei Satelliten maßen von 2003 bis 2013 Veränderungen im Schwerefeld der Erde. Dadurch konnten sie Schlüsse über die Veränderungen in der in einer Region gespeicherten Wassermenge ziehen. Die Ergebnisse waren ernüchternd: 21 der 37 größten Grundwasserleiter der Erde schrumpfen von Jahr zu Jahr. 13 davon konnten sich sogar nur wenig oder gar nicht erneuern.

Infografik des Anteils der Landwirtschaft an der Grundwasserentnahme

Bewässerung spielt die Schlüsselrolle

Wie können wir also nachhaltiger mit unserem Grundwasser umgehen? Die entscheidende Rolle spielt hier die Landwirtschaft. Denn 70 Prozent des Grundwassers weltweit wird für die Bewässerung von Feldern verwendet, um Nahrungsmittel herzustellen. Und in der Zukunft werden wir noch viel mehr Essen produzieren müssen. Denn nach Schätzungen der Vereinten Nationen wird die Zahl der Menschen von heute 7,8 Milliarden Menschen auf 9,7 Milliarden Menschen bis 2050 steigen. Nicht nur die Zahl der Menschen wird sich ändern, sondern auch ihre Ernährungsgewohnheiten: mit wachsendem Wohlstand werden sie mehr Fleisch- und Milchprodukte konsumieren wollen. Und dafür sind wiederum neue Anbauflächen notwendig, um Futter für Hühner, Rinder und Schweine zu produzieren. Die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation (FAO) der Vereinten Nationen rechnet damit, dass wir daher bis 2050 60 Prozent mehr Nahrungsmittel herstellen müssen. Wenn wir also nachhaltiger mit unserem Grundwasser umgehen wollen, müssen wir vor allem den Umgang mit Wasser in der Landwirtschaft effizienter und produktiver machen.

Intelligente Bewässerung spart Grundwasser

Um eine Vorstellung zu bekommen, wie mit weniger Wasser mehr Nahrung produziert werden kann, lohnt ein Blick nach Israel. Obwohl das Land ein sehr trockenes Klima hat und zu mehr als der Hälfte aus Wüste besteht, produziert es nicht nur 95 Prozent seines Nahrungsmittelbedarfs selbst, sondern ist zudem auch ein bedeutender Exporteur von Agrarprodukten wie Avocados und Datteln.

Dieser Erfolg beruht zum Teil auf der Tropfbewässerung, bei der israelische Unternehmen weltweit führend sind. Anstatt Felder mit Wasser und Dünger zu besprühen, werden kleine Mengen von beidem durch ein System von Schläuchen geleitet und direkt auf die Wurzeln der Pflanzen getropft. Der Vorteil ist, dass weniger Wasser durch Verdunstung und Versickerung verloren geht und Dünger direkt die Wurzeln der Pflanzen erreicht. So ist nicht nur weniger Wasser für die Bewässerung notwendig, sondern das Grundwasser wird auch weniger durch versickernden Dünger belastet.

Eine Apfelplantage mit Tröpfchenbewässerung

Gereinigtes Abwasser wird zur Alternative

Unbestritten ist Tröpfchenbewässerung die effizienteste Methode zur Bewässerung. Wird zu zusammen mit einer staatlichen Kontrolle der Entnahmen aus Brunnen angewendet, kann sie deutlich zum Einsparen von Grundwasser beitragen. Dabei spart sie nicht nur Wasser, sondern führt auch zu einem besseren Wachstum der Pflanzen und größeren Ernten. Besonders gut geeignet ist diese Art der Bewässerung für hochpreisige Agrarprodukte wie Früchte oder Gemüse, die in warmen, wasserarmen Gegenden angebaut werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass auch die Nutzung von aufbereitetem Abwasser zur Bewässerung ermöglicht, das nicht vollständig nach Trinkwasserstandards behandelt wurde. Denn gesetzliche Vorschriften lassen in der Regel nicht zu, dass es in der Luft versprüht wird. Auch hier ist Israel das führende Land weltweit: Es recycelt 90 Prozent seines Abwassers und nutzt etwa die Hälfte des so gewonnenen Wassers für die Landwirtschaft.

Nachhaltigkeit braucht effiziente Technik

Mehr Nahrung mit weniger Wasser zu produzieren, wird nur durch effiziente Technik möglich sein. Sparsame Bewässerungssysteme wie die Tröpfchenbewässerung werden sich nur durchsetzen, wenn ihre Gesamtbetriebskosten für Landwirte attraktiv sind. Daher lassen wir Jahrzehnte an Know-how in die Entwicklung unserer Pumpen einfließen. Ein Beispiel dafür ist unsere Unterwasserpumpe UPA S, die häufig als Brunnenpumpe in der Bewässerung eingesetzt wird. Ihre verschleißfeste Konstruktion mit Metallgehäuseschließringen und Lagern aus Siliziumkarbid wurde entworfen, um den Energieverbrauch auch auf lange Sicht gering zu halten, selbst wenn große Mengen Sand im Wasser enthalten sind. Kombiniert mit einem UMA-S-Synchronmotor und einem drehzahlvariablen System senkt sie die Energiekosten weiter deutlich. Zudem ist sie völlig wartungsfrei, hat kaum Verschleiß und bietet eine maximale Lebensdauer. So sparen unsere Kunden nicht nur Energiekosten, sondern reduzieren auch ihre CO₂-Emissionen erheblich. Das ist unser Beitrag zur Nachhaltigkeit durch technischen Fortschritt.