Der Klimawandel hat großen Einfluss auf die Grundwasserreservoirs. Auf der ganzen Welt sinken in vielen Regionen die Grundwasserspiegel, weil zum einen der Bedarf an Trinkwasser steigt und auch die landwirtschaftliche Bewässerung kontinuierlich zunimmt. Die Folge ist, dass belastetes Oberflächenwasser aus Flüssen und Bächen zunehmend ins Grundwasser fließt und unser „Ökosystem“ Grundwasser belastet. Hinzu kommt, dass durch die Klimaerwärmung und dem Abschmelzen der Gletscher weltweit die Meeresspiegel steigen. Dadurch sind vor allem die Trinkwasserreserven der Küstenregionen bedroht. Nach Einschätzung amerikanischer Hydrologen könnten bis zu 50 Prozent des Grundwassers versalzen, weil Meerwasser in die Wasserspeicher eindringt.
In einer Simulation haben Wissenschaftler festgestellt, dass die Durchmischung von Salz- und Süßwasser am meisten forciert wird, wo der Meeresspiegel stark ansteigt und zudem der Untergrund besonders viele Bodenschichten aufweist. Dadurch kann sich die unterirdische Brackwasserzone viel stärker ins Landesinnere ausdehnen als das Meerwasser an der Erdoberfläche.
Wasserversorger überwacht Qualität
Aber wie kann man sich vor der Versalzung des Grundwassers schützen? Dafür hat die französische Firma imaGeau eine Lösung entwickelt. imaGeau ist ein Tochterunternehmen der SAUR-Gruppe, die Wasserwerke und Infrastruktur zur Distribution von Trinkwasser sowie Kläranlagen zur Abwasserbehandlung betreiben und Anlagen zum Wassertransport und zur Wasseraufbereitung projektieren. Sie ist der drittgrößte Wasserversorger in Frankreich. imaGeau wiederum ist auf die Überwachung der Grundwasserqualität spezialisiert. Hierfür hat das Unternehmen eine spezielle Software für Wassermanagement entwickelt, die Veränderung der Wasserqualität an verschiedenen Stellen in der überwachten Region zuverlässig anzeigt. Diese digitale Lösung integriert künstliche Intelligenz, um die Verwaltung und den Erhalt der Wasserressourcen zu optimieren und ermöglicht es, rechtzeitig Maßnahmen zu ergreifen, um eine weitere Verschmutzung des verbleibenden kostbaren Wassers zu vermeiden. Mehr als 200 Kommunen und Industrieunternehmen zählen mittlerweile zu den Kunden.
Sonderleitung mit bis zu 60 Elektroden
Ein Aspekt der Überwachung des Grundwassers ist auch die Messung des Salzgehalts. Für die Messung zu verschiedenen Zeiten des Jahres und unter verschiedenen Wetterbedingungen müssen von imaGeau patentierte Sonden in der Erde platziert werden, um den Salzgehalt in verschiedenen Tiefenstufen zu verfolgen. Und hier kommt LAPP ins Spiel. Für diese Sonden hat LAPP eine speziell für die Kundenanforderung entwickelte Sonderleitung geliefert. „Unser Kunde schlägt nur die Softwarelösungen vor. Wir kümmern uns um die Hardwarelösung. Das heißt, wir passen unser System individuell an die jeweiligen geologischen Eigenschaften des betroffenen Bohrlochs in der zu überwachenden Region an“, sagt Attila Reinelt, verantwortlich für die Sonderleitungen für imaGeau bei LAPP, und fügt hinzu: „Das dielektrische Verhalten von Salzwasser ist anders als das von Süßwasser. Um diese Werte erfassen zu können, verwenden wir ein Kabel aus unserer Produktion mit den Maßen 60×0,25mm² und einem Kabelmantel aus Polyurethan.“ In den von den Kunden vorgegebenen Abständen werden von LAPP gefertigte Elektroden in das Kabel integriert und mit einem Leiter verbunden. Pro Sensorkabel sind bis zu 60 Elektroden möglich, die die Veränderung der Wasserqualität messen. Diese wird anhand der Veränderung des Leitungswiderstands und der Kapazität zwischen den Elektroden erfasst. Diese Werte werden dann mit der Software von imaGeau analysiert, sodass notfalls Maßnahmen zügig eingeleitet werden können.
Messung an der Côte d’Azur
Ein Kunde ist zum Beispiel der kommunale Wasserversorger Eau d’Azur an der Côte d’Azur. Eau d’Azur wandte sich vorbeugend an imaGeau, bevor die Wasserentnahmestellen unwiderruflich von der Salzschicht betroffen wurden. Denn die Schwierigkeit bei Brackwasser besteht darin, dass es, wenn es einmal in den Grundwasserspiegel eingeleitet wurde, aufgrund seiner höheren Dichte als Süßwasser nicht mehr zurückgedrängt werden kann.
Eau d’Azur besitzt etwa 20 Bohrlöcher im Schwemmland des Flusses Var, die einen Teil der Metropole Nizza versorgen. Dies entspricht etwa 400.000 Einwohnern im Winter und 600.000 im Sommer. Die Wasserentnahmestellen sind über den gesamten Fluss Var verteilt, einige davon befinden sich sehr nah am Meer. Diese Nähe zur Küste begünstigt das Eindringen von Salzwasser beim Pumpen, wodurch einige Bohrungen unbrauchbar zu werden drohen.
Intelligente Steuerung der Wasserentnahmen
imaGeau wurde daher im Jahr 2021 von der Wasserbehörde von Nizza beauftragt, eine verstärkte Überwachung der Salzschräge einzurichten, um ihnen bei der Steuerung ihrer Wasserentnahmen zu helfen. Die Sonden ermöglichen eine Live-Visualisierung der Daten und fördert ein dynamisches Management der Wasserentnahmestellen. So werden die Entnahmen unter Berücksichtigung der Grundwasserverhältnisse und der Jahreszeiten auf Orte verteilt, an denen Salzwasser keine Bedrohung ist.
Lösung aus einer Hand von LAPP
Attila Reinelt: „Unsere Sonderleitung passt perfekt in unsere sogenannte Solution-Produktpalette für bestückte Spezialkabel. Diese Tatsache macht einen großen Unterschied zu unseren Mitbewerbern. Wir bieten alles im eigenen Haus an, von der Entwicklung bis zur Umsetzung. Bei Produkten wie diesen bieten wir einen After-Sale-Service aus Expertise, Wartung, Nachrüstung und Installationsunterstützung vor Ort an, den beispielsweise von Kunden aus der Ölindustrie häufig angefragt wird.“ Die mit Elektroden bestückte Sonderleitung ist bereits seit ein paar Jahren auf dem Markt und inzwischen sehr gefragt in Europa. Seit Januar 2024 kommt sie auch in Nordafrika zum Einsatz.