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Umwelttechnik, Abwasser, Trinkwasser, Wasserkraft

Die Wasserforschung


Forschung rund ums Wasser

Sowohl im Hinblick auf die Aspekte der Trinkwassergewinnung- und Aufbereitung wie auch in Bezug auf den Schutz unserer Wasserressourcen hat sich in der Vergangenheit fürwahr sehr viel getan. Zahlreiche Institutionen, Universitäten, bürgerliche und auch öffentliche Vereinigungen tragen mit hohem Engagement und sehr viel Ehrgeiz dazu bei, dass das kostbarste aller Elemente auch noch in Zukunft unseren Ansprüchen und Bedürfnissen genügen wird: nicht nur hinsichtlich der bis dahin zur Verfügung stehenden Menge, sondern auch im Zusammenhang mit der Qualität und Güte des Wassers an sich.

Hydrologie

Hydrologie ist als die klassische Wissenschaft des Wassers bekannt. Die Begriffsbezeichnung selbst leitet sich vom griechischen Wort „hydros“ (sprich: Wasser) und „logia“ (sprich: Lehre) ab und bedeutet im Allgemeinen die Aufgliederung des Wassers innerhalb der Erdatmosphäre bzw. unterhalb der Erdoberfläche. Damit verbunden sind natürlich gleichermaßen die chemischen, physikalischen und auch die biologischen Charakteristika von H²O.

Des Weiteren werden im umfassenden Bereich der Hydrologie die Zusammenhänge des Wasserkreislaufs, die Veränderungen des Wassers bzw. dessen unterschiedliche Erscheinungsformen analysiert und aufgezeigt. Die entsprechenden Forschungsergebnisse sind aus heutiger Sicht insbesondere für die Bereiche der Wasserkraftgewinnung, der Wasserversorgung sowie für den Hochwasserschutzes von großer Wichtigkeit.

Aktuelle, hydrologische Forschungen befassen sich unter anderem mit der wirtschaftlicheren Nutzbarmachung wasserwirtschaftlicher Abläufe sowie mit der Sicherheit im Bereich der Wassergewinnung bzw. der Wasserbereitstellung bei unterschiedlichsten (sozialen, klimatischen und ökologischen) Bedingungen. Auch die Vorbereitung und Entwicklung innovativer Hochwasserschutzsysteme etc. stehen hierbei oft im Vordergrund.

Hydrogeographie

Man kann mit Fug und Recht behaupten, dass die Hydrogeographie in der Hydrologie ihren Ursprung hat. Denn sie bezeichnet nicht nur die Wasserverteilung unter der Erdoberfläche bzw. in der Erdatmosphäre, sondern sie analysiert und bewertet darüber hinaus gewissermaßen die ganzheitliche Zusammensetzung sämtlicher Gewässer der Erde.

Im weitesten Sinne gehört folglich auch der umfassende Bereich der Ozeanographie zur Hydrogeographie, jedoch geht es dennoch in erster Linie um die Untersuchung und Entdeckung des gesamten Wasserhaushaltes unseres so genannten „Blauen Planeten“. Gerade in Anbetracht der drohenden Wasserknappheit ist die Analyse des noch zur Verfügung stehenden Wasserpotentials also von unschätzbarem Wert. Wie wichtig vor allem die Erfassung des Belastungsgrades im Hinblick auf die Gewässer als „Schadstoffträger“ mittlerweile bereits ist, stellt sich aktuell auch in Bezug auf die Erschließung neuer Wassergewinnungs- und Aufbereitungsanlagen heraus.

Hydrogeologie

Zum breit gefächerten Bereich der Hydrogeologie gehören die Hydrochemie sowie die Geohydraulik. Hierbei werden unter anderem die Ströme und die Bewegungsabläufe des Grundwassers erforscht, darüber hinaus geht es gleichermaßen um die Beschaffenheit bzw. die physikalische und chemische Zusammensetzung von Wasser. Von besonderer, globaler Bedeutung ist die Hydrogeologie auch vor dem Hintergrund der gegenwärtig drohenden Wasserknappheit, wobei das Grundwassermanagement hinsichtlich der Kontrolle und Überwachung von Trinkwasserschutzgebieten eine besonders entscheidende Rolle spielt. Aktuelle, diesbezügliche Forschungen befassen sich beispielsweise mit den Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf die Qualität und Nutzbarkeit von Grundwasser.

Meereskunde , Ozeanologie

Interessantes und Wissenswertes über die Eigenschaften von Meerwasser, die Bewegungsabläufe in den Schichten des Meeres sowie die Tier- und Pflanzenwelt der Ozeane… - all‘ das und vieles mehr wird in der Meereskunde / Ozeanologie aufgegriffen, analysiert und erforscht. Auch die Aspekte des Wasser- und Wärmehaushaltes, die atmosphärische Beschaffenheit des Meeresgrundes sowie die dort existenten Lebewesen sind Faktoren, die unbedingt zum facettenreichen Fachgebiet der Meereskunde dazugehören. Derzeit von besonderer Relevanz ist unter anderem die Forschung in Sachen „Klimaschutz“. So ist zum Beispiel in den Medien vom stark umstrittenen, so genannten „Dünge-Versuch“ die Rede, welcher im Endeffekt langfristig die vermehrte Entstehung von Biomasse in den Ozeanen fördern soll. Durch dieses Experiment soll letztendlich ein effektiver Beitrag zur gegenwärtigen Klimaschutzproblematik geleistet werden.

Limnologie

Die Limnologie ist eine Wissenschaft, die sich hauptsächlich mit Binnengewässern beschäftigt. Sie betrachtet diese als Ökosysteme und untersucht die Struktur, den Energie- und Stoffhaushalt der Binnengewässer. Ebenfalls werden die biologisch-ökologische Struktur, sowie die Funktion der Binnengewässer in der Limnologie untersucht.

Zu den Binnengewässern, die in diesem Bereich untersucht werden, zählen vorrangig stehende Gewässer, zu denen Seen oder Weiher gehören. Diese dürfen nicht an den Ozean angeschlossen sein, um in den Forschungsbereich der Limnologie zu fallen. Des Weiteren werden Fließgewässer und Grundwasserkörper untersucht, außerdem gehören teilweise Salzwasser-Binnengewässer-Systeme zu den untersuchten Objekten.

Als Beispiel sei hier das Tote Meer genannt. In der Wissenschaft ist die Limnologie als Teilbereich der Ökologie bzw. der Ozeanologie anzusiedeln. Ebenfalls kann man sie in den Bereich der Hydrologie sowie der Geowissenschaften einordnen. Ursprünglich unterteilte man diesen Forschungsbereich in zwei Richtungen, die theoretische und die angewandte Limnologie.

Die beiden Teilbereiche der Limnologie lassen sich jedoch nur schwerlich voneinander trennen, denn beide sind eng miteinander verbunden. Die theoretische Limnologie zum Beispiel untersucht die Systemeigenschaften, die die Gewässer aufweisen und stellt diese dar. Damit ist sie auch gleichzeitig die Grundlage für die angewandte Limnologie.

Die theoretische Limnologie kann man außerdem noch in die allgemeine und die spezielle Limnologie unterscheiden. Bei ersterer geht es vor allem um Eigenschaften des Wassers, welche ökologisch gesehen von Bedeutung sind, die Grundlagen des Stoffhaushaltes und der Produktionsbiologie. Weiterhin umfasst sie die Forschung im Bereich Stoffabbau und -kreislauf im Binnengewässer und charakterisiert die Belastungszustände, um nur einige Teilbereiche zu nennen.

Bei der speziellen Limnologie hingegen werden die limnischen Lebensräume untersucht, die wiederum auf den Ergebnissen der allgemeinen Limnologie aufbauen. Hierzu werden insbesondere das Grundwasser, Quellen, Fließ- und Stillgewässer untersucht. Bei der angewandten Limnologie werden vorrangig die Gewässerpflege, die Abwasserreinigung, die Wasseraufbereitung und der Gewässerschutz untersucht.

Meteorologie

In der Meteorologie, die zu den Atmosphärenwissenschaften gehört, beobachtet man die Dynamik, die in der unteren Erdatmosphäre entsteht. Ebenso wird das durch diese Dynamik hervorgerufene Wetter im Bereich der Meteorologie untersucht. Geprägt wird die Meteorologie durch die Atmosphärenphysik.

Obwohl sie aber nun im Bereich der Physik beheimatet ist, wird sie häufig auch den Geowissenschaften zugeordnet. Innerhalb der Meteorologie findet man noch weitere Unterteilungen, so etwa die Klimatologie. Unter dieser versteht man die Betrachtung der zeitlichen Skalen von Wetter und Klima, weniger jedoch die Erdatmosphäre selbst. Bekannt wurde die Klimatologie als Teilbereich der Meteorologie allerdings erst in den letzten Jahren.

Aufbauend auf den Ergebnissen aus der Klimatologie kann man dann einige Konsequenzen für die Praxis in anderen Bereichen der Meteorologie ziehen. Wichtig ist ebenfalls die Beobachtung der Vorgänge in der Atmosphäre, die für das Wetter und das Klima eine Rolle spielen.

Diese Beobachtungen der Atmosphäre finden sowohl aus der Luft, als auch aus dem Weltraum und vom Boden aus statt. Das Ergebnis der Beobachtungen und der daraus resultierenden Ergebnisse, die den künftigen Verlauf des Wetters und des Klimas darstellen, ist die Wettervorhersage, die wohl Jedermann ein Begriff ist.

Glaziologie

Die Wissenschaft der Glaziologie ist in gewisser Weise sehr eng mit der Hydrogeographie bzw. mit der Hydrologie verwandt. Geht es hierbei um den umfassenden Bereich des Wasserhaushalts im weitesten Sinne, so werden bei der Glaziologie unterschiedlichste Fragen rund um den Themenbereich „Gletscher“ erörtert und untersucht: der Einfluss des Eises auf unseren Erdball rückt vor allem auch in Bezug auf die aktuell vieldiskutierte, drastische Klimaerwärmung immer weiter ins Interesse der Öffentlichkeit. Begriffe wie „Eisabbruch“, „Gletscherrückgang“, „Flutwellen“, „Hochwasser“ oder „Ausdünnen von Eismassen“ sind gerade in der heutigen Zeit im Hinblick auf den Umweltschutz von einer zentralen Bedeutung.

Hydrometrie

Die Hydrometrie ist eine Erfassung des Wasserkreislaufs, die mengenmäßig erfolgt. Das Wort selbst stammt aus dem Griechischen, von den Worten hydros für Wasser und metron für Maß. Dabei werden Daten erhoben, die sowohl aus den Oberflächengewässern als auch aus dem Grundwasser, sowie dem Niederschlag stammen.

Die Daten werden nach einer wissenschaftlichen Auswertung entsprechend grafisch dargestellt. Von einer einmaligen Beobachtung kann man jedoch keine langfristigen Erkenntnisse erwarten. Bei der Hydrometrie kommt es auf eine ständige Beobachtung des Wasserstandes und des Abflusses insbesondere bei den Oberflächengewässern an. Wird diese Beobachtung über einen längeren Zeitraum durchgeführt, kann man davon ausgehen, dass eine Hochwassergefahr frühzeitig erkannt wird.

Hierbei spielt dieses Erkennen auch eine wichtige Rolle beim eigentlichen Zweck der Forschung in der Hydrometrie. Der Wasserstand, sowie der erfolgte Ablauf werden mit Hilfe von Pegeln gemessen. Durch Statistiken, die bereits vorliegen oder auf Grund der entnommenen Daten auch wieder neu erstellt werden, kann man ein Mittel bilden, aus dem hervorgeht, wie der Wasserstand des betreffenden Gewässers sich über das Jahr entwickelt. Sollten Abweichungen auftreten, kann man dementsprechend schnell reagieren.