Wie erhöhte Temperaturen in Trinkwassernetzen entstehen

Ein kürzlich vom Technologiezentrum Wasser und 18 weiteren Partnern abgeschlossenes Forschungsprojekt zeigt auf, welche Faktoren die Erwärmung des Trinkwassers in den Netzen beeinflussen und wie sich Temperaturrisiken künftig bewerten lassen. Zwei Faktoren haben sich als zentral erwiesen: Fliessverhältnisse und Bodenbeschaffenheit.

Steigende Temperaturen und längere Hitzeperioden stellen Wasserversorgungsunternehmen vor neue Herausforderungen. Ein zentrales Thema dabei sind erhöhte Wassertemperaturen in Trinkwasserverteilungsnetzen. Im Forschungsprojekt EWaT (Erhöhte Wassertemperaturen im Trinkwassernetz) hat das Technologiezentrum Wasser (TZW) gemeinsam mit 18 Wasserversorgungsunternehmen aus Deutschland und der Schweiz sowie der RBS wave GmbH die Ursachen dieser Temperaturentwicklungen untersucht. Laut TZW zeigen die Ergebnisse, dass die Struktur der Trinkwassernetze und die Beschaffenheit der Böden (insbesondere der Bodenoberfläche) eine ausschlaggebende Rolle spielen.

Stehendes Wasser wärmt sich stärker auf

Gemäss der TZW-Analyse bestätigen die Messungen, dass erhöhte Wassertemperaturen in vielen Versorgungsnetzen bereits heute betriebliche Realität sind. In allen untersuchten Netzen wurden Temperaturen von mindestens 20 °C gemessen, in mehreren Fällen sogar über 25 °C. Einzelne Messstellen erreichten Temperaturen von bis zu 30 °C. Die Untersuchungen zeigen ausserdem, dass die Temperaturentwicklung im Netz durch das Zusammenspiel von Klima, Boden und Netzhydraulik bestimmt wird, so das TZW in einer Mitteilung. Ausserdem hält er fest: Während sommerliche Hitzeperioden das Temperaturniveau im gesamten Netz anheben, entscheiden vor allem die Fliessverhältnisse darüber, wo besonders hohe Temperaturen auftreten. Leitungsabschnitte mit langen Aufenthaltszeiten des Wassers, beispielsweise Stichleitungen, erwärmen sich deutlich stärker als gut durchströmte Hauptleitungen.

Der Boden als Wärmespeicher

Eine wichtige Rolle würde zudem der Boden als thermischer Speicher spielen. Wärme dringt zeitverzögert in tiefere Bodenschichten ein und kann dort über mehrere Tage gespeichert werden. Dadurch können erhöhte Wassertemperaturen auch dann noch auftreten, wenn die Lufttemperatur bereits wieder gesunken ist. Gleichzeitig würden die örtlichen Gegebenheiten den Wärmeeintrag erheblich beeinflussen: Unter sonnenbeschienenen Asphaltflächen wurden deutlich höhere Bodentemperaturen gemessen als unter beschatteten Bereichen.

Grundlagen für Regelwerke

Für die Untersuchung wurden laut TZW Messdaten mit numerischen Modellen kombiniert. Diese ermöglichen es, temperaturkritische Netzbereiche zu identifizieren, Ursachen zu analysieren und mögliche Auswirkungen zukünftiger Klimabedingungen zu bewerten. Damit stünden Wasserversorgungsunternehmen erstmals wissenschaftlich fundierte Werkzeuge zur Verfügung, um Temperaturrisiken systematisch in Planung, Betrieb und Risikomanagement einzubeziehen, so das TZW.