TU BRAUNSCHWEIG

BRAMAR (BMBF):

Strategies and Technologies for Water Scarcity Mitigation in Northeast of BRAzil: Water Reuse, Managed Aquifer Recharge and Integrated Water Resources Management

Strategien und Technologien zur Verminderung der Wasserknappheit in Nordost-Brasilien: Wasserwiedernutzung, kontrollierte Grundwasseranreicherung und integriertes Wasserressourcenmanagement

Hintergrund

Nordostbrasilien mit seinen neun Bundesstaaten ist eine semiaride bis aride Region, die zunehmend von Wasserknappheit betroffen ist.  Die räumliche und zeitliche Variabilität der Niederschläge und hohen Evaporationsraten zusammen mit regelmäßigen Dürren charakterisieren diese Region, auch bekannt als “Polygono das Secas”. Klimawandel und beständiges Wachstum von Industrie und Bevölkerung verschärfen die massive Wassermangelsituation weiter. Zudem führen unzureichende Abwassersysteme mit nur 34% abgeleitetem und behandeltem Abwasser zur Verschmutzung der Gewässer. Die Übernutzung der verfügbaren Wasserressourcen verschlechtert in steigendem Maße die Frischwasserquellen, z.B. durch Salzwasserintrusion. Signifikante Auswirkungen sind bereits in den urbanen Küstenzonen zu beobachten, aber auch das meist landwirtschaftlich geprägte Hinterland leidet unter einer nicht nachhaltigen Wassernutzung. Eingebettet in die neue brasilianische Wasserpolitik und institutionelle Rahmenbedingungen hat die brasilianische Regierung begonnen, den Weg zur Implementierung des IWRM-Konzeptes zu ebnen, um eine ausreichende Wasserversorgung aller Anspruchsberechtigten in Nordostbrasilien sicher zu stellen und zukünftige Konflikte ausschließen zu können.  Aktuell fehlen immer noch geeignete Strategien zur nachhaltigen Bewirtschaftung der knappen Wasserressourcen der Region ebenso wie angepasste Technologien. Moderne Prinzipien, wie die Verbundbewirtschaftung und Wasserwiedernutzung, kommen bislang nicht ausreichend zum Tragen.

Zielsetzung

Das in deutsch-brasilianischer Kooperation geplante multi-disziplinäre Forschungsvorhaben BRAMAR sieht vor, Wasserwiedernutzung und kontrollierte Grundwasseranreicherung als Teil integrierter Wasserresourcenplanung und –bewirtschaftung zu erforschen, um Wasserknappheit zu bekämpfen und eine nachhaltige Entwicklung des semiariden Nordostens von Brasilien zu gewährleisten. Durch das Vorhaben werden innovative und angepasste Umwelttechnologien und Dienstleistungen in einer sozial und wirtschaftlich unterentwickelten Region Brasiliens eingebracht, die erheblich zur nachhaltigen Entwicklung und zum Umweltschutz beitragen werden. Das Vorhaben liefert ebenfalls einen wesentlichen Beitrag zum Abbau sozialer Ungleichheit und Armut.

 Das BRAMAR-Konsortium umfasst 7 deutsche und 16 brasilianische Partnerinstitutionen, die sich auf Universitäten, Forschungszentren, Privatunternehmen und Regierungsstellen aufgliedern. Das Projekt wird die Chancen deutscher Forschungsinstitute und Unternehmen verbessern, zur Entwicklung des brasilianischen Wassersektors beizutragen und in Schlüsselbereichen Zugang zum brasilianischen Markt zu erhalten. Die Arbeiten konzentrieren sich auf repräsentative Fallstudien, um die spätere Übertragbarkeit der Ergebnisse zu gewährleisten. Der Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung adaptierter Technologien und Methoden für die kontrollierte Grundwasseranreicherung, Wassergewinnung und –wiederverwendung sowie wasserwirtschaftlicher Informations- und Expertensysteme für die nachhaltige Wasserbewirtschaftung.

Arbeitsschwerpunkte Wasserbilanzen und hydro(geo)logische Modellrechnungen WP2

Die Projektleitung des Teilvorhabens  liegt bei Professor Günter Meon von der TU Braunschweig, Leichtweiß-Institut für Wasserbau, Abteilung Hydrologie, Wasserwirtschaft und Gewässerschutz. Ziel des Arbeitspaketes ist die Anwendung mathematischer hydrologischer sowie hydrogeologischer Modellwerkzeuge (PANTA-RHEI/FEFLOW), welche die Basis für die Entwicklung des integrierten Wasserressourcenmanagements liefern. Die Simulationsmodelle dienen zur Untersuchung der Auswirkungen der IWRM-Strategien auf Wasser und Umwelt, der Ermittlung des nutzbaren Wasserdargebots als auch zur Steuerung des durch technologische Maßnahmen veränderten wasserwirtschaftlichen Systems.

Numerische Modellrechnungen werden zum einen zur Analyse der dichteabhängigen Grundwasserströmung im Küstengrundwasserleiter von Joao Pessoa sowie für das alluviale System Sumé im semiariden Inland eingesetzt. Die Simulationsmodelle decken zudem lokal die detaillierte modelltechnische Abbildung der Strömungs- und Transportprozesse zur Analyse der SAT-Systeme unter wechselhaft gesättigten Bedingungen ab. Die Anwendung der Simulationsmodelle soll die Bewertung unterschiedlicher Planungsvarianten der kontrollierten Grundwasseranreicherung (MAR) unterstützen. Aus den interpretierten Modellergebnissen werden Endscheidungskriterien berücksichtigt, welche u.a. die Entwicklung der Grundwasserstände und Wasserqualität in signifikanten Bereichen erfassen.

Die Durchführung der Modellrechnungen wird zur hydrologischen und hydraulischen Charakterisierung durch ein übergreifendes Monitoringprogramm unterstützt. Dieses umfasst u.a. die die Einrichtung von Grundwasserbeobachtungsbrunnen zur kontinuierlichen Messdatenerfassung als auch die Durchführung von Pumpversuche und  Erkundungsbohrungen.

Deutsche Projektpartner

  • RWTH Aachen University, Department of Sanitary Engineering (RWTH-ISA)
  • RWTH Aachen University, Department of Chemical Engineering (RWTH-AVT)
  • Georg-August-University Göttingen (GU)
  • TU Braunschweig – Leichtweiß-Institut – Department of Water Resources (TU-BS)
  • Centre for Environmental Research - Centre for Environm. Biotechnology (UFZ-UbZ)
  • EnviroChemie GmbH (ENVIRO)
  • Huber SE (HUBER)
  • AP System Engineering GmbH (AP)

Brasilianische Projektpartner

  • Federal University of Campina Grande (UFCG)
  • Agência Nacional das Águas (ANA)
  • Instituto Nacional do Semi-Árido (INSA-MCT)
  • Empresa Brasileira de Pesquisa Agro-pecuária – Semi-Árido (EMBRAPA)
  • Universidade de São Paulo, SP (USP)
  • Agência Executiva de Gestão das Águas da Paraiba, PB (AESA)
  • Universidade Federal da Paraíba, PB (UFPB)
  • Universidade Federal de Pernambuco, PE (UFPE)
  • Universidade Federal Rural de Pernambuco, PE (UFRPE)
  • Instituto de Gestão das Águas do Estado do Rio Grande do Norte, RN (IGARN)
  • Agência Pernambucana de Aguas e Clima, PE (APAC)
  • Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Mossoró, RN (UFERSA)
  • Fundação Cearense de Meteorologia e de Recursos Hídricos (FUNCEME)
  • Universidade Federal de Ceará (UFC)
  • Universidade de Fortaleza (UNIFOR)
  • Fundacao Parque Technologico da Paraiba (PAQTC-PB)

Förderung

Das Projekt wird vom BMBF im Rahmen des Programms "CLIENT Brasilien" im Zeitraum vom 01.10.2014 bis 01.10.2017 finanziell gefördert.

 

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  last changed 08.09.2017
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