Optimierung der Wasserversorgung für informelle Siedlungen – Resilienz in Wassernetzwerken

Optimierung der Wasserversorgung für informelle Siedlungen – Resilienz in Wassernetzwerken

Optimization of Water Supply for Informal Settlements – Resilience in Water Networks

Masterthesis, Bachelorthesis

Der Zugang zu sicherem und sauberem Trinkwasser wurde 2010 von der UN Generalversammlung als Menschenrecht anerkannt. Derzeit fehlt ca. 900 Mio. Menschen auf der Welt dieser Zugang zu Trinkwasser. Vor allem im Globalen Süden wohnt ein Großteil der Stadtbewohner (bis zu 93%) in informellen Siedlungen, die meist eine sehr schlechte Wasserversorgung aufweisen. Zusätzlich wird sich nach Schätzungen der Vereinten Nationen der Anteil der Menschen, die in Städten leben, bis zum Jahr 2050 weiter auf etwa 66 % erhöhen, von 54% im Jahr 2014. Besonders eindrücklich kann diese Entwicklung bei der Betrachtung von sogenannten Megastädten nachvollzogen werden, die jeweils mehr als 10 Millionen Einwohner besitzen.

Am Institut für Fluidsystemtechnik entwickeln wir deshalb einen ganzheitlichen Ansatz, um die Wasserversorgung von Slums möglichst optimal gestalten zu können. Wir haben das Ziel für unterschiedliche urbane Regionen optimale Lösungsansätze der Wasserversorgung zu identifizieren. In einem derzeit laufenden Projekt entwickeln wir ein mathematisches Optimierungsmodell für die Planung der optimalen Versorgung von Slumsystemen innerhalb einer Stadt. Im Kontext des Sonderforschungsbereichs „Beherrschung von Unsicherheiten in lasttragenden Systemen des Maschinenbaus“ (SFB805) sollen in der Optimierung auch Unsicherheiten berücksichtigt werden, um so resiliente Netzwerke zu designen.

Im Rahmen der studentischen Arbeit wird dabei untersucht, welche Unsicherheiten auftreten können und diese in Ausfallszenarien zusammengefasst. Für die unterschiedlichen Szenarien werden ihre Auswirkung auf die Wasserversorgung analysiert und dabei Handlungsalternativen basierend auf der Flexibilität durch die Kombination verschiedener Versorgungswege im Versorgungsnetzwerk berücksichtigt.

Die Aufgabenstellung gliedert sich folgendermaßen:

• Literaturrecherche zu Resilienz in der Wasserversorgung und zu möglichen Ausfällen in Wasserversorgungssystemen

• Definition von Ausfallszenarien, inkl. Analyse der Auswirkungen auf die Wasserversorgung, Entwicklung von Handlungsalternativen im Rahmen der im Optimierungsmodell berücksichtigten Versorgungsoptionen, Schätzung der Auftrittswahrscheinlichkeit

• Ableitung eines Vorschlags zur Berücksichtigung der Szenarien im aktuellen Optimierungsmodell

• Dokumentation und Präsentation der Ergebnisse

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