Wasser — die elementare Ressource: Leitlinien einer nachhaltigen Nutzung

374 Pages·1996·17.264 MB·German

by  Dr. Helmut Lehn, Magdalena Steiner, Prof. Dr. Hans Mohr (auth.)

Veroffentlichungen der
Akademie fOr
Technikfolgenabschatzung
in Baden-WUrttemberg
Springer
Berlin
Heidelberg
New York
Barcelona
Budapest
Hong Kong
London
Mailand
Paris
Santa Clara
Singapur
Tokio'
H.Lehn M.Steiner H.Mohr
Wasser -
die elementare Ressource
Leitlinien einer nachhaltigen
Nutzung
mit 84 Abbildungen davon 27 in Farbe
Springer
DR. HELMUT LEHN
MAGDALENA STEINER
PROF. DR. HANS MOHR
Akademie fiir Technikfolgenabschatzung
in Baden-Wiirttemberg
IndustriestraBe 5
70565 Stuttgart
ISBN-13: 978-3-642-80161-7 e-ISBN -13: 978-3-642-80160-0
DOl: 10.1007/978-3-642-80160-0
Die Deutsche Bibliothek -CIP Einheitsaufnahme
Lehn, Helmut:
Wasser -die elementare Ressource : Leitlinien einer
nachhaltigen Nutzung / H. Lehn ; M. Steiner; H. Mohr. -
Berlin; Heidelberg; New York; Barcelona; Budapest; Hong
Kong; London; Mailand ; Paris; Santa Clara; Singapur ;
Tokio: Springer, 1996
ISBN-13:978-3-642-80161-7
NE: Steiner, Magdalena:; Mohr, Hans:
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den diirften.
© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1996
Softcover reprint of the hardcover 1st edition 1996
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Superbild
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Vorwort
Unser Buch ist ein Beitrag zum nachhaltigen Wirtschaften. Ais "nachhaltig" gilt
eine Entwicklung dann, wenn sie mittelfristigllangfristig mit den 6kologischen und
sozi06konomischen Rahmenbedingungen einer Region vertraglich erscheint. 1m
Falle der nicht-erneuerbaren Ressourcen bedeutet das Gebot der Nachhaltigkeit,
die begrenzten Vorrate so lange wie m6glich zu strecken. Erneuerbare Ressourcen
diirfen unter dem Primat der Nachhaltigkeit nur in dem MaBe genutzt werden, wie
sie sich regenerieren.
Da eine nachhaltige Wirtschaftsweise eine optimale Nutzung der erneuerbaren
Ressourcen erfordert, ist die Kenntnis iiber deren Potential eine elementare Vor
aussetzung fUr ein Umsteuern in Richtung Nachhaltigkeit. Aus diesem Grund be
faBt sich die Akademie fiir Technikfolgenabschiitzung in Baden-Wiirttemberg in
ihrem Projektverbund "Bedingungen einer nachhaltigen Entwicklung" unter ande
rem mit dem Potential der erneuerbaren Ressourcen Biomasse, Boden und Wasser.
Wasser ist eine elementare Ressource. Man kann Wasser sparen, aber man kann
nicht darauf verzichten. Wasserprobleme sind regionale Probleme. Sie k6nnen nur
regional ge16st werden.
Baden-Wiirttemberg ist von Natur aus eine wasserreiche Region. Ais ein Bei
spiel fUr eine bewiihrte regionale Probleml6sung kann die Versorgung des (grund-)
wasserarmen mittleren Neckarraums (einschlieBlich der Stadt Stuttgart) mit Fern
wasser aus dem Bodensee und aus der Donauniederung nord6stlich von Ulm gel
ten. Trotzdem erhebt sich die Frage, ob in unserer Region insgesamt der nachhal
tige Umgang mit der Ressource Wasser gewiihrleistet ist. In der vorliegenden Stu
die wird der Versuch unternommen, diese Frage umfassend zu beantworten. Dabei
stiitzen wir uns auf gutachterliche AuBerungen von Experten und auf die 6ffentlich
zugangliche Literatur.
Wir haben bei der AusfUhrung der Studie mannigfache Unterstiitzung erfahren.
Wir danken den Gutachtern, den Teilnehmern des Workshops und vor allem den
drei Obergutachtern auch an dieser Stelle fiir ihr Engagement (siehe Kapitel 1.8
und 1.9). Unser besonderer Dank gilt den Herren Dr.-Ing. Hans Mehlhorn vom
Zweckverband Bodenseewasserversorgung und Abteilungsdirektor Klaus M6hle
in der Landesanstalt fUr Umweltschutz fiir die kritische Durchsicht des Manuskripts.
Auch die Herren Dr. Helmut Biiringer vom Statistischen Landesamt, Dr. Wilhelm
VI Vorwort
Sch}oz vom Geologischen Landesamt und Dr. Klaus Ktimmerer vom Universitats
klinikum Freiburg haben uns tatkraftig und uneigenntitzig untersttitzt. Unserem
Mitarbeiter Dipl. Geogr. Thomas Gauger und unserer Mitarbeiterin Dipl. Geogr.
Barbara Richter gebtihrt Dank und Anerkennung fUr ihr Engagement. Sie waren,
wie wir, von dem Sujet der Untersuchung fasziniert.
Stuttgart, im J uli 1996
H. Lehn
M. Steiner
H. Mohr
Inhalt
1 Die Bedeutung des Wassers ffir eine nachhaltige Welt ......................... 1
1.1 Das Pinzip Nachhaltigkeit .......................................................................... 1
1.2 Wasser -eine essentielle Ressource ............................................................ 3
Exkurs: Konkurrierende Anspriiche an ein Gewasser -
das Beispiel Neckar .................................................................................... 4
1.3 Die zeitliche Dimension ............................................................................. 6
1.4 Die raumliche Dimension ........................................................................... 8
Exkurs: Angeeignete Tragekapazitat am Beispiel des Wassers ................. 9
1.5 Grenziiberschreitende Probleme der Wassemutzung ...................... '" ...... 10
1.6 Zielsetzung der Studie .............................................................................. 13
1.7 Eingeholte Gutachten ................................................................................ 13
1.8 Beteiligte Obergutachter ........................................................................... 14
1.9 Literatur ..................................................................................................... 15
2 Wasserdargebot ....................................................................................... 19
2.1 Weltweit .................................................................................................... 19
2.2 Europa und Deutschland ........................................................................... 19
2.3 Baden-Wiirttemberg .................................................................................. 22
2.3.1 Landesweite Betrachtung .......................................................................... 22
2.3.2 Regionale Unterschiede ............................................................................ 28
2.3.3 Ausgewlihlte Regionen ............................................................................. 30
2.3.3.1 Fallbeispiel Oberrheinebene ....................................................... 33
2.3.3.2 Fallbeispiel Nordschwarzwald .................................................... 37
2.3.3.3 Fallbeispiel Ostalb ....................................................................... 39
2.4 Literatur ..................................................................................................... 42
3 Wassernutzung in Baden-Wfirttemberg ............................................... 45
3.1 Wasserforderung und Wassemutzung nach Sektoren .............................. .49
3.1.1 Die Offentliche Wasserversorgung ........................................................... 49
3.1.1.1 Femwasserversorgung ................................................................. 55
3.1.1.2 Wasserforderung und Wasserverbrauch in den Kreisen ............. 65
VIII Inhaltsverzeichnis
3.1.2 Wasserversorgung von Industrie und Gewerbe ........................................ 73
3.1.2.1 Regiona1e Unterschiede der industriell-gewerblichen
Wasserwirtschaft ......................................................................... 74
3.1.2.2 Struktur der industriellen Wasserwirtschaft 1991 ....................... 76
3.1.2.3 Wasserverwendung in den Branchen .......................................... 80
3.1.2.4 Entwicklung des industriell-gewerblichen
Wasserbedarfs bis 1991 ............................................................... 82
3.1.2.5 Wasserbedarf in der Ho1zsch1iff-, Zellstoff-,
Papier-und Pappeerzeugung ....................................................... 83
3.1.2.6 Wasserbedarf in der Chernischen Industrie ................................ 86
3.1.2.7 Wasserbedarf im Emiihrungsgewerbe ......................................... 88
3.1.2.8 Wasserbedarf in der Steine-und Erdenindustrie ........................ 89
3.1.2.9 Wasserbedarf in der Kunststoffverarbeitung .............................. 90
3.1.2.10 Wasserbedarf im Texti1gewerbe ................................................. 91
3.1.3 Wasserbedarf der Energiewirtschaft ......................................................... 93
3.1.4 Wasserforderung in den Grundwasserlandschaften ................................. 95
3.1.5 Tiefes (a1tes) Grundwasser ..................................................................... 108
3.2 Konkurrierende Nutzungen .................................................................... 117
3.2.1 Konkurrierende Nutzungen eines FlieBgewi:i.ssers am Beispiel Neckar 117
3.2.2 Der Bodensee und sein Hinterland ......................................................... 125
3.3 Wasserpreise ............................................................................................ 131
3.4 Wassersparen ........................................................................................... 136
3.4.1 Wasser sparen in Baden-Wiirttemberg -warum iiberhaupt? ................. 136
3.4.2 WassersparmaBnahmen bei der Offentlichen Wasserversorgung ........... 140
3.4.2.1 Wassersparen in privaten Haushalten ....................................... 141
3.4.2.2 Wassersparen in Biirogebi:i.uden und
im Beherbergungsgewerbe ........................................................ 142
3.4.3 WassersparmaBnahmen bei der "Industrie" ............................................ 143
3.4.4 WassersparmaBnahmen in der Landwirtschaft ....................................... 148
3.5 Substitution von Trinkwasser durch Regen- und Grauwassemutzung .. 149
3.5.1 Regenwassemutzung .............................................................................. 150
3.5.2 Grauwassemutzung ................................................................................. 154
3.6 Literatur ................................................................................................... 156
4 Abwasser ................................................................................................ 165
4.1 Historische Entwicklung ......................................................................... 166
4.2 Heutiger Stand der Abwasserbehand1ung in Baden-Wiirttemberg ........ 169
4.2.1 Die offentliche (kommuna1e) Abwasserentsorgung ............................... 171
4.2.1.1 Schmutzwasserbehand1ung ....................................................... 171
4.2.1.2 Regenwasserbehand1ung ........................................................... 176
4.2.2 Die gewerb1iche Abwasserentsorgung .................................................... 183
4.2.2.1 Energiewirtschaft ...................................................................... 183
4.2.2.2 Bergbau und Verarbeitendes Gewerbe ...................................... 184
4.2.3 Die Prob1ematik der schwer abbaubaren Stoffe ..................................... 185
Inhaltsverzeichnis IX
4.2.4 . Problem Klarschlamm ............................................................................ 189
4.3 Abwasserbehandlung der Zukunft .......................................................... 192
4.3.1 Zukunftsorientierte Abwasserbehandlung in Verdichtungsrliumen ....... 192
4.3.2 Zukunftsorientierte Konzepte im llindlichen Raum ............................... 196
4.3.2.1 Gemeinsame Behandlung unterschiedlicher Abwlisser ............ 196
4.3.2.2 Getrennthaltung der Flikalien .................................................... 200
4.3.3 Pilotprojekte fUr alternative Verfahren in Baden-Wtirttemberg ............. 203
4.4 Literatur ................................................................................................... 203
5 Gewiissergiite in Baden-Wiirttemberg, Qualitiitsziele
und rechtliche Rahmenbedingungen .................................................. 209
5.1 Uberblick tiber die Gewlisserqualitlit in Baden-Wtirttemberg anhand
integrierender Untersuchungsverfahren bzw. aufgrund von Summen-
parametern ............................................................................................... 209
5.1.1 Grundwasser ........................................................................................... 210
5.1.2 Oberfllichenwasser .................................................................................. 213
5.1.2.1 Naturnlihe der FlieBgewlisser .................................................... 214
5.1.2.2 Gewlissergtite nach LAWA-Gtiteklassen .................................. 219
5.1.2.3 Biochernischer Sauerstoffbedarf (BSB 5) .................................. 224
5.1.2.4 Chernischer Sauerstoffbedarf (CSB) bzw. ge16ster
organischer Kohlenstoff (DOC) ................................................ 226
5.1.2.5 Adsorbierbare Organische Halogene (AOX) ............................ 228
5.2 Erglinzende Aussagen durch Einzelparameter ....................................... 229
5.2.1 Stickstoff aus Landwirtschaft und atmogener Deposition ..................... 229
5.2.1.1 Grundwasser .............................................................................. 231
5.2.1.2 Oberfllichenwasser .................................................................... 238
5.2.2 Phosphor aus Landwirtschaft und Abwlissern ........................................ 242
5.2.2.1 Grundwasser .............................................................................. 242
5.2.2.2 Exkurs: Bor als Indikatorparameter .......................................... 242
5.2.2.3 Oberfllichenwasser .................................................................... 244
5.2.2.4 Exkurs: Phosphatersatzstoffe .................................................... 248
5.2.3 Pestizide aus Landwirtschaft und sonstiger Anwendung ....................... 249
5.2.3.1 Grundwasser .............................................................................. 250
5.2.3.2 Oberfllichenwasser .................................................................... 253
5.2.3.3 Trinkwasser ............................................................................... 255
5.2.4 Sliurebildner aus atmogener Deposition ................................................. 256
5.2.4.1 Grundwasser .............................................................................. 257
5.2.4.2 Oberfllichenwasser .................................................................... 259
5.2.5 Schwermetalle ......................................................................................... 262
5.2.5.1 Grundwasser .............................................................................. 262
5.2.5.2 Exkurs: Sekundlirkontarninationen durch
Versorgungsleitungen ................................................................ 263
5.2.5.3 Oberfllichenwasser und Sedimente ........................................... 265
X Inhaltsverzeichnis
5.2.6 A1t1asten .................................................................................................. 280
5.2.6.1 Grundwassergefahrdung-
Beispiel halogenierte Koh1enwasserstoffe ................................ 281
5.2.6.2 Oberflachenwasser-
Abwasser aus Bergwerken ........................................................ 282
5.2.7 Ch10rid .................................................................................................... 283
5.2.7.1 Grundwasser .................................. , ........................................... 284
5.2.7.2 Oberflachenwasser .................................................................... 284
5.2.8 Aus Baden-Wtirttemberg abflieBende Frachten ..................................... 287
5.3 Rechtliche Rahmenbedingunen, Schutzkonzepte und Qua1itatszie1e .... 290
5.3.1 EU und Gewasserschutz ......................................................................... 290
5.3.2 Bestehende Schutzkonzepte und Qualitatszie1e ..................................... 299
5.3.2.1 Oberflachengewasser ................................................................ 300
5.3.2.2 Grundwasser .............................................................................. 304
5.3.2.3 Ktinftige Schwerpunkte des Gewasserschutzes ........................ 304
5.4 Literatur ................................................................................................... 305
6 Anforderungen an eine nachhaltige Gew3sserbewirtschaftung in
Baden-WUrttemberg ............................................................................. 315
6.1 Baden-Wtirttemberg, ein wasserreiches Land ........................................ 315
6.1.1 Wasserbedarf der Land- und Forstwirtschaft ......................................... 316
6.1.2 Regionale Disparitaten ............................................................................ 317
6.2 Qualitative Mangel an der Wasserressource ........................................... 320
6.2.1 Qualitative Beeintrachtigungen des Grundwassers ................................ 320
6.2.2 Qualitatsmange1 der Oberflachengewasser ............................................ 322
6.3 Wassersparen a1s flankierende MaBnahme ............................................. 325
Nachhaltige Gew3sserbewirtschaftung in Baden-WUrttemberg -
eine Synopse fUr den eiligen Leser ................................................................. 329
Nachtrag: Novelle des Wassergesetzes fUr Baden-WUrttemberg
vom November 1995 ......................................................................................... 341
1 Obersicht tiber neue oder geanderte Rege1ungen ................................ 341
2 Rege1ungen zum Schutz und zur Nutzung ortsnaher
Wasservorkommen .............................................................................. 342
3 Rege1ungen zum Schutz der Oberflachengewasser ............................ 344
4 Rege1ungen zum haushiilterischen Umgang mit der
Ressource Wasser ................................................................................ 345
5 Literatur ............................................................................................... 346
Glossar ............................................................................................................... 347
Verzeichniss der Abbildungen ......................................................................... 363
Verzeichniss der Tabellen ................................................................................ 367