Hydrologie ist die wissenschaft vom wasser
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Hydrologie in Malta
(von Philip Mewes)
Hydrologie ist die Wissenschaft vom Wasser. Ihr Forschungsgegenstand ist in allen Bereichen des Lebens und unserer Umwelt gegenwärtig und von existentieller Bedeutung. Die Hydrologie befaßt sich mit dem Wasser über, auf und unter der Erdoberfläche, seiner raum-zeitlichen Verteilung und Zirkulation und den damit in Zusammenhang stehenden physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften einschließlich seiner Wechselwirkung mit der Umwelt und anthropogenen Einflüssen. Sie schafft wesentliche Grundlagen für die Planung, den Entwurf und die Durchführung wasserwirtschaftlicher Maßnahmen zur Erkundung, Erfassung, Erschließung und Nutzung der Wasserressourcen nach Menge und Beschaffenheit. Um die hydrologischen Gegebenheiten Maltas genauer zu untersuchen möchte ich im folgenden mehrere Gesichtspunkte genauer darstellen, die zu Erfassung der o.g.
Eigenschaften nötig sind.
Klima
Das subtropische Mittelmeerklima der Inselgruppe zeichnet sich durch trocken, heiße Sommer und milde, aber nicht übermäßig feuchte Winter aus. Bei einer Jahresdurchschnittstemperatur von 18,8 °C ist der August mit 26,5°C der wärmste und der Januar mit12,3 °C der kälteste Monat. Oft wehen kräftige Winde, u.a. im Mai und von Mitte September bis Oktober der heiße Schirokko aus der Sahara.
Durschnittstemperatur für Malta (Valetta)
NiederschlagDie mittlere Jahresniederschlagsmenge beträgt ca. 600mm.Feuchtester Monat ist der Oktober mit durchschnittlich 144 mm Niederschlag.
Obwohl die Jahresniederschlagsmenge mit 519 mm relativ hoch ist, fehlen wegen der Durchlässigkeit des Kalksteinbodens, oberirdische Wasserläufe. Große Teile des Niederschlages dunsten bereits bevor sie der Pflanzenwelt nützlich werden kann oder versickert tief im Boden, wo das Wasser dann für die Wurzel unzugänglich ist.
Niederschlag und Temperatur im Vergleich
Aus den Angaben über Niederschlagsmenge, Temperatur, Bodenbeschaffenheit und Verdunstung lassen sich Folgen für Landwirtschaft und allgemeine Vegetation ableiten, die ich im Weiteren Näher behandeln möchte.
Auswirkungen für die Landwirtschaft
Land- und Forstwirtschaft sowie die Fischerei trugen 1995 zu 2,9% zum BIP (Bruttoinlandsprodukt)bei und beschäftigten 2% der Erwerbstätigen. Die Agrarproduktion reicht für die Selbstversorgung nicht aus, was ausschließlich auf die klimatischen Eigenschaften im mediteranen Raum zurückzuführen ist. Die landwirtschaftliche Fläche betrug 1992 ca. 13000ha (davon 82% auf Malta und 18% auf Gozo) und verringert sich seit 1970 um 15%.84% der Landwirtschaftlichen Nutzfläche sind Trockenland, 4% bewässertes Land und 12% Ödland. Durch die Wasserknappheit bleibt die Entwicklung der Landwirtschaft stark begrenzt.
Wichtigste Anbauprodukte sind Weizen, Gerste, Kartoffeln, Tomaten, Zwiebeln, Weintrauben (maltesischer Wein!) Zitrusfrüchte und Feigen. Da die Betriebe überwiegend kleinbäuerliche Strukturen aufweist und die zu bebauende Fläche relativ gering ist, ist der Maschineneinsatz kaum rentabel.
Landwirtschaft ist in Malta also nur auf extensiver Basis möglich. De Grundbedarf an Lebensmittel kann also nur durch Exporte gesichert werden.
Zur Verdeutlichung ist hier eine Tabelle dargestellt, die die Entwicklung der Ernteerträgen von 1998 bis 1994 zeigt.
Ernteergebnisse (1000 t)
Durchschnitt
1989
1990
1992
1994
Weizen
4
5
5
5
5
Gerste
3
4
k.
A.
4
4
Kartoffeln
21
13
17
24
25
Bohnen
1
1
k.A.
k.A.
k.
A.
Tomaten
16
16
19
20
21
Weintrauben
3
3
k.A.
k.A.
k.
A.
Zitrusfrüchte
1
1
k.A.
12
12
Gemüse und Melonen
k.A.
k.
A.
k.A.
k.A.
54
Insgesamt ist eine Steigerung der Ernteerträge erkennbar von der Selbstversorgung ist Malta allerdings noch weit entfernt.
Pflanzen und Tierwelt
Die aus dem ursprünglichen Hartlaubwald entstandene Vegetation, die Garrigue, ein Strauchwerk aus Wolfsmilch Federgras, Tymian, Lavendel u.a. ist weitgehend verschwunden. landschaftsbestimmender sind vom Menschen eingeführte pflanzen wie Johannesbrotbaum, Aleppokiefer, Feigenkaktus, Agaven, usw. Die Aufforstungsbemühungen stecken noch in den Anfängen. Die Pflanzen kommen fast alle mit relativ wenig wasser aus und haben tiefe Wurzel um das Wasser zu erreichen.
Die Tierwelt ist von geringer Größe. Auch sie leidet unter Wassermangel. Kaninchen, Wiesel, igel Ratten, Mäuse (bevorzugt in Hotelzimmern!), Kaninchen, Eidechsen und Schlangenstellen ebenfalls keine Großen Anforderungen an den Wasservorat und zählen nicht zu besonders entwickelten Spezies. Trotz der kargen Landschaft Maltas, ist die Insel ein Eldorado für Blumen- und Pflanzenliebhaber. Einen Wald findet man auf Malta nicht. Die Blütenpracht des Frühlings wird beherrscht von Gänseblümchen-Teppichen auf den Wiesen und dem roten
Inkarnatklee, der so typisch für die Inseln ist.
Ferner insbesondere von Fresien, Anemonen, Kamillen, Hahnenfuß, Storchen-und Reiherschnabel, Aronstab und Goldblumen dazu gibt es 15 verschiedene Orchideenarten. Im trockenen Sommer findet man Disteln und Fenchel. Heidekraut blüht das ganze Jahr über und Kapern gedeihen hier. Mit dem herbstlichen Regen beginnt dann die Grüne Jahreszeit, auch zweiter Sommer genannt.
Einige Beispiel dafür,dass trotz der Wasserknappheit.
Eine farbenfrohe Vegitation aufzufinden ist.
..
Umweltproblem=WasserproblemeDie Sicherung von Trinkwasser ist eine der wichtigsten ziele der maltesischen Regierung. Der Trinkwasserbedarf von rund 127 Mio. l/Tag wird zu 45% aus zwei grundwasserstockwerken gedeckt, die das einzige natürliche Süßwasserreservoir der Inseldarstellen, aber zunehmend durch Rückstände aus der Landwirtschaft verunreinigt oder auf grund hocher Entnahemengen versalzen. Zur Klärung des Abwassers steht nur eine einzige Kläranlage zur verfühgung, die aber nur 15% der Abwassermenge erfassen kann.
Fünf Meerwasserentsalzungsanlagen (weitere in Planung) mit hohem Primärenergieeinsatz (Energie, die nötig ist um überhaupt eine Entsalzungsanlage zu betreiben).
Meerwasserentsalzung
Ich möchte nun auf die Funktionsweise einer Bestimmten Entsalzungsanlage eingehen, die eventuell das Wasserproblem auf Malta lösen könnte. Danach noch ein Beispiel für eine gebräuchliche AnwendungGrundprinzip
-Rohwasser wird mit einer Pumpe in einen Vorspeicher gepumpt. Die Steuerung der Pumpe erfolgt mit
einem Schwimmerschalter. Bei zentraler Versorgung von mehreren Einzelanlagen erhalten die
Vorspeicher Schwimmerventile.
-Das Rohwasser gelangt über die Regelung zum Destillierkollektor 'Flachmodell Rosendahl'.
Auf
diesem Weg ist ggf. ein Filter vorzusehen. Bei grob verschmutztem Rohwasser ist auch in der
Pumpenleitung ein Filter erforderlich.
-Die Regelung führt dem Destillierkollektor strahlungsabhängig eine aktuelle Rohwassermenge zu.
Die gewünschte Konzentrierung des Abwassers, bzw. der Sole ist einstellbar.
Eine Mindestmenge ist
für einen störungsfreien Betrieb erforderlich..
-Im Destillierkollektor wird das Rohwasser über ein Sickervlies geführt und auf Spitzentemperaturen
von ca. 90°C erwärmt. Etwa 50 - 70% verdampfen und werden wieder kondensiert. 30 - 50%
verbleiben als Abwasser, bzw.
Sole.
-Das Produkt ist reines Wasser, ohne schädliche Mineralien, Salze oder Keime. Durch die hohen
Temperaturen findet eine ständige Hygienisierung statt. Das Produkt wärmt über einen eingebauten
-Wärmetauscher das zugeführte Rohwasser vor.
-Das Produkt kann sowohl als Trinkwasser, als auch für technische und industrielle Zwecke verwendet
werden. Eine hervorragende Eignung ergibt sich für die Bewässerung von Pflanzen und für
Viehtränken.
Durch den Salzmangel reduziert sich der Wasserbedarf insgesamt.
-Das Produkt hat trotz der eingebauten Wärmerückgewinnung eine hohe Ausgangstemperatur. Bei der
Verwendung als Warmwasser ergeben sich zusätzliche Energieeinsparungen und die Einsparung
anderer Warmwasserbereiter.
-Das Abwasser kann für die Bewässerung von Pflanzen mit hoher Salzverträglichkeit verwendet
werden. Bei der Destillation von Meerwasser ist die Sole in Salinen zu nutzen. Pro Kubikmeter
Rohwasser sind dort 35 kg Salz zu gewinnen.
Verfahrenstechnik der Umkehrosmose
Im Allgemeinen versteht man unter der Osmose den Transport von Lösungsmittel durch eine Membran von der Seite der verdünnten Lösung zur Seite der konzentrierteren.
Die Membran stellt ein Maß für die Durchlässigkeit (Permeabilität) bzw. für die selektive Durchlässigkeit Permselektivität von Anionen oder Kationen dar. Da die Membran nur für bestimmte Inhaltsstoffe permeabel (durchlässig) ist und das Lösungsmittel (H2O) nur in eine
bestimmte Fließrichtung durchlässig ist, wird die Membran auch als halbdurchlässig bzw. semipermeabel bezeichnet.Durch einen "künstlichen" Druck der von einer Pumpe auf der Seite der konzentrierteren Lösung bewerkstelligt wird, kommt es zu einem umgekehrten Lösungsmittelfluß, als es bei der Osmose der Fall wäre.
Somit wird dieses Verfahren Umkehrosmose genannt. Dieser angesetzte Druck auf der Seite der konzentrierteren Lösung muß höher sein als der osmotische Druck, um einen umgkehrten Lösungsmittelfluß zu sichern.Das Resultat dieses Verfahrens bewirkt eine Trennung zwischen einer an Lösungsmittel verarmten Lösung (Retentat) und dem Lösungsmittel (Permeat).
Umkehrosmoseanlage und Funktionsweise einer solchen Anlage
Vor- und Nachteile der Membran-Trennverfahren
Vorteile
-physikalische Trennung ohne Veränderung der Ausgangsstoffe
-selektive Stofftrennung ohne Zusatzstoffe möglich
e-infacher Aufbau, bzw. wenig Bauteile (Module möglich)
-Automatisierbarkeit
-geschlossenes System (keine Emissionen in die Luft)
-geringer Platzbedarf
-keine zusätzliche Umweltbelastungen (z.B.
durch Regenerationsmedien)
Nachteile
- Aufarbeitung / Konzentrierung des Retentates und eventuell auch des Permeates teilweise erforderlich
-niedrige spezifische Permeat-Flächenleistung
-hoher Betriebsaufwand und Betriebskosten
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