Förderung: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Projektträger: Projektträger Karlsruhe Wassertechnologie und Entsorgung (PTKA-WTE)

Kooperationen:

Deutsche Kooperationspartner

• KIT, Geodätisches Institut Karlsruhe (GIK)
• KIT, Institut für Mineralogie und Geochemie (IMG)
• KIT, Institut für Bodenmechanik und Felsmechanik (IBF)
• KIT, Institut für Massivbau und Baustofftechnologie (IMB)
• KIT, Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine (VA-SHS)
• KIT, Institut für Wasser und Gewässerentwicklung, Bereich Siedlungswasserwirtschaft und Wassergütewirtschaft (IWG/SWW)
• KIT, Institut für Funktionelle Grenzflächen (IFG)
• KIT, Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS)
• Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU), Institut für Geographie (IfG)
• Technologiezentrum Wasser (TZW)
• KSB AG, Frankenthal
• IDS GmbH, Ettlingen
• COS Systemhaus OHG, Ettlingen
• Geotechnisches Ingenieurbüro Prof. Fecker und Partner (GIF) GmbH, Ettlingen
• CIP Chemisches Institut Pforzheim GmbH
• Hans Huber AG, Berching

Indonesische Kooperationspartner

• Ministerium für öffentliche Bauvorhaben (DPU)
• Ministerium für Forschung und Technologie (RISTEK)
• Bildungsministerium (DIKNAS)
• Landesregierung der Yogyakarta Spezial Provinz (DIY)
• Nationale Atom-Behörde (BATAN)
• Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta (UGM)
• Universitas Sebelas Maret, Solo (UNS)
• Universitas Islam Indonesia, Yogyakarta (UII)
• Institut Teknologi Surabaya, Surabaya (ITS)
• Universitas Pendidikan Nasional, Yogyakarta (UPN)
• ASC, Speleological Club Yogyakarta

Kurzbeschreibung des Verbundprojektes:

Im Jahr 2002 wurde durch das KIT und die Universität Gießen ein deutsch-indonesisches Gemeinschaftsprojekt initiiert, um in der Region Gunung Kidul, Java, Indonesien, unterirdische Wasservorkommen zu erkundschaften und zu erschließen. Unter der Koordination des Instituts für Wasser und Gewässerentwicklung (IWG/KIT) und in Kooperation mit deutschen Unternehmen wurde in der Höhle „Gua Bribin“ eine Pilot-Wasserkraftanlage erfolgreich implementiert.

Unterirdische Wasserkraftanlage mit angepasster Pumpen-Technologie (links), erfolgreiche Inbetriebnahme 2008 (rechts)

Im Jahr 2008 wurde von deutscher und indonesischer Seite beschlossen die Kooperation auszuweiten und durch das Folgeprojekt „Integriertes Wasserressourcen Management (IWRM)“ in Gunung Kidul fortzuführen.

Der Distrikt Gunung Kidul gilt als eines der ärmsten Gebiete Javas und ganz Indonesiens. Eine der wesentlichen Ursachen hierfür liegt im eklatanten Wassermangel während der mehrmonatigen Trockenperiode. Auf dem zerklüfteten Karstuntergrund ist der landwirtschaftliche Ertrag gering und auch die Trinkwasserversorgung ist stark beeinträchtigt. Unterirdische Wasserläufe sind die einzige ganzjährig verfügbare Wasserquelle. Für eine nachhaltige Erschließung dieser Vorkommen muss ein Integriertes Wasserressourcen-Management alle Bereiche von der Trinkwassererschließung, über die bauliche Infrastruktur zur Wasserverteilung, bis hin zur Abwasserentsorgung berücksichtigen.

Beachtet werden dabei insbesondere die hydrologischen, hygienischen, ökologischen, sozialen und kulturellen sowie die betriebs- und volkswirtschaftlichen Randbedingungen und Folgewirkungen. Ziel ist es, eine Versorgungssituation zu erreichen, die den WHO-Standards entspricht.

Das Gesamtprojekt wurde in sechs Arbeitsschwerpunkte ("Work-Packages") untergliedert:

• WP1 Erkundung der Wasserressourcen: Erfassung des Wasserdargebots
• WP2 Wassermengen/ Wasserbewirtschaftung: Nutzbarmachung der unterirdischen Wasserressourcen
• WP3 Wasserverteilung, Wasseraufbereitung, Wassergütesicherung: Ertüchtigung des Wasserversorgungssystems und Sicherung der Wasserqualität
• WP4 Abwasser-/ Abfallbehandlung: Trennung, Aufbereitung, Nutzung und Rückführung von Abwasser- und Abfallströmen
• WP5 Sozioökonomische Bewertung und Technikfolgenabschätzung: Analyse der Lebensbedingungen und Probleme, Einschätzung der Wirkungen der Maßnahmen, Unterstützung bei Entwurf und Realisierung der einzelnen Teilprojekte
• WP6 Capacity Development: Intensiver Wissenstransfer verankert in allen Teilprojekten, Einbeziehung der jeweiligen Zielgruppen in allen Projektphasen

Grundkonzeption des Integrierten Wasserressourcen-Managements (IWRM)

Aufgabe des IWG/WK Abt. II:

Das IWG-WK Abt. II übernimmt die Koordination im Verbundprojekt und innerhalb der Arbeitsschwerpunkte (WP) 1, 2 und 6. Ziele sind die Erkundung der unterirdischen Wasserressourcen im Karstgebiet, die Entwicklung der unterirdischen Wasserkraftanlage in der Höhle Gua Seropan (Holzrohrvariante) sowie ein Capacity Development für Wissens- und Technologietransfer.

Koordination des Verbundprojektes:

• Vertretung des Projektes gegenüber den Projektträgern
• Koordination der Projektpartner innerhalb und zwischen den "Work-Packages" (Synergieeffekte und reibungsloser Ablauf des Verbundprojektes)
• Schnittstelle zu indonesischen Partnern
• Unterstützung der Projektpartner bei der Datenbeschaffung sowie Datenhaltung
• Öffentlichkeitsarbeit in Deutschland und Indonesien (Projekt-Website etc.)
• Zusammenführung der Zwischen- und Endberichterstattung

Energiewasserbau (TP1/A):

• Erfassung und Bewertung der hydrologischen, hydraulischen und hydrogeologischen Randbedingungen im Wassereinzugsgebiet der Zielregion, einschließlich des Ausbaus des regionalen hydrologischen Monitoring-Systems und der Erfassung des unterirdischen Fließgewässernetzes (WP1)
• Planung einer Wasserförderanlage unter Einsatz regenerativer Energien mit angepasster Bautechnik und die Entwicklung angepasster Steuer- und Regelungstechnik (WP2)
• Weiterentwicklung des Technologiekonzepts "Pumpen im Turbinenbetrieb" (PAT), Erarbeitung von Richtlinien zum PAT-Einsatz in Zusammenarbeit mit KSB AG (WP2)
• Kosten-Nutzen-Analyse der Anlagenvarianten Gua Bribin (Variante "Sperrwerk mit Volleinstau") und Gua Seropan (Variante "Holzdruckrohrleitung") (WP2)
• Exploration weiterer möglicher Standorte, fachliche Begleitung von Datenerhebungen und -auswertungen zur späteren Technologie-Multiplikation in Gunung Kidul und den Nachbarprovinzen (WP1)
• Begleitung der Baumaßnahmen vor Ort

Veröffentlichungen:

Nestmann, F.; Oberle, P. (2002): "Erkundung und Grenzen der Wasser- und Energiebewirtschaftung großer unterirdischer Wasservorräte in Wonosari, Yogyakarta, Java, Indonesien". Machbarkeitsuntersuchung im Auftrag des BMBF, Institut für Wasserwirtschaft und Kulturtechnik, Universität Karlsruhe (TH).

Nestmann, F.; Oberle, P. (2005): Wasser und Energiebewirtschaftung unterirdischer Fließgewässer Forschung für innovative und nachhaltige Wassertechnologien (Broschüre des BMBF), S. 21-22.

Nestmann, F.; Oberle, P.; Kappler, J. (2005): Erschließung und Bewirtschaftung unterirdischer Karstfließgewässer – ein Beispiel aus Indonesien. Akademie Natur und Umwelt.

Oberle, P.; Kappler, J.; Unger, B. (2005): "Integriestes Wasserresourcen Management (IWRM) in Gunung Kidul, Java, Indonesien BMBF Ideenwettbewerb, Abschlussbericht", May 2005.

Oberle, P., Nestmann, F., (2006), "Höhlenkraftwerk zur Trinkwassergewinnung auf Java", Fridericiana, Zeitschrift der Universität Karlsruhe (TH) Heft 66.

Oberle, P.; Nestmann, F. (2006): Bau unterirdischer Wasserspeicher in Karstgebieten auf Java (Indonesien) Abstract zum Symposium Graz 2006.

Nestmann, F., Oberle, P., Ikhwan, M., Singh, P. (2008): "Bau eines Höhlenkraftwerkes zur Trinkwassergewinnung auf Java, Teil 1 Gesamtkonzept zur energetischen Nutzung unterirdischer Wasserressourcen in Karstgebieten", Symposium Baustoffe und Bauwerkserhaltung, März 2008, Universität Karlsruhe (TH).

Nestmann F.; Oberle P.; Ikhwan, M.; Solichin: "German-Indonesian Joint Project (2009): Development of Underground Hydropower Plant in the Karstic Area, Gunung Kidul, Yogyakarta. 1st International Confernce on Rehabilitation and Maintenance in Civil Engerneering (ICRMCE), Solo, Indonesia, March 2009.

Oberle, P.; Nestmann, F.; Ikhwan, M. (2009): Bau eines Höhlenkraftwerkes zur Trinkwassergewinnung in Karstgebieten - Pilotstudie auf Java, Indonesien, Dresden Wasserbaukolloquium 2009: Wasserkraft im Zeichen des Klimawandels, S. 179-197.

Nestmann, F.; Oberle, P.; Ikhwan, M.; Lux, T.; Scholz, U. (2009): Bewirtschaftung unterirdischer Fließgewässer in Karstgebieten - Pilotstudie auf Java, Indonesien, In: WasserWirtschaft 99 (2009), Heft 7-8, S. 12-18.

Oberle, P.; Ikhwan, M.; Nestmann, F.; Fritz, J.; Ravisundar, T. (2009): Angepasste Wasserfördertechnologie unter Einsatz von Pumpen im Turbinenbetrieb. In: WasserWirtschaft 99 (2009), Heft 7-8., S. 57-63.

Walcher, H.; Lösche, M.; Oberle, P. (2009): Steuer- und Regelungskonzept für den modularen Betrieb der unterirdischen Wasserförderanlage Bribin. In: WasserWirtschaft 99 (2009), Heft 7-8, S 69-73.

Nestmann, F.; Oberle, P.; Ikhwan, M.; Klingel, P. (2010): Adaptive Water Resources Management under Extreme Climatic and Hydrogeological Conditions - Interdisciplinary Research activities in Karst Regions of South East Asia. IWRM-Karlsruhe 2010, Nov. 2010, S. 300-307.

Brunsch, A.; Adji, T. N.; Stoffel, D.; Ikhwan, M.; Oberle, P.; Nestmann, F. (2011): Hydrological Assessment of Karst Area in Southern Java with Respect to Climate Phenomena. Asian Trans-Disciplinary Karst Conference, Yogyakarta, Indonesia, January 2011. S. 55-68.

Nestmann, F.; Oberle, P.; Ikhwan, M.; Klingel, P.; Solichin (2011): Development of Underground Hydropower Systems for Karst Areas – Pilot Study Java, Indonesia. Asian Trans-Disciplinary Karst Conference 2011, Yogyakarta, Indonesia, January 2011, S. 155-164.

Nestmann, F.; Oberle,P.; Ikhwan, M.; Klingel, P. (2011): Interdisciplinary Research for an Adapted Water Resource Management in Karst Regions of South East Asia. Int. Conference Water Resources Engineering and Management (ICWREM) – 2011, Lahore, Pakistan, March 2011.