Als beispielhafte Referenz dienen die Stadt Kopenhagen und ein urbanes Hochwasser.
Der Hauptverursacher für die globale Mortalität ist eine Kontamination mit Schmutz- bzw. Abwasser. In Ländern mit einem niedrigen und mittleren Einkommen sind 58 % aller Fälle von Diarrhö auf unzureichende Trinkwasserversorgung und mangelnde Hygiene zurückzuführen. Die Konsequenz daraus sind jährlich rd. 842.000 Tote infolge einer mangelhaften Wasserversorgung und -entsorgung und der dadurch entstehenden massiven Unterernährung infolge der Diarrhö (WHO 2016).
Das risikobasierte Wassermanagement ist eine anerkannte Methode zur Sicherstellung einer akzeptablen Wasserqualität. Die WHO und IWA (International Water Association) fördern diesen Ansatz, da eine risikobasierte Wasserbewirtschaftung es ermöglicht, sich zunächst auf die wichtigsten Fragen zu konzentrieren und so eine sukzessive Verbesserung der Wasserqualität zu realisieren.
Als Lösungsansatz kombiniert DHI hydraulische Modelle mit mikrobiellen Risikomodellen, um den Verlauf einer Infektion mit Diarrhö-Erregern besser zu verstehen, z. B. über städtisches Hochwasser, Freizeit- und Trinkwasser.
Die Stadt Kopenhagen verfügt teilweise über eine Mischwasserkanalisation und eignet sich daher für ein Modellszenario. Der modellierte Anwendungsfall ist das urbane Hochwasser vom 2. Juli 2011. Während des Hochwassers kam es zu einem flächendeckenden Überstau der Kanalisation, und kontaminiertes Wasser trat an die Oberfläche. DHI hat dieses Ereignis modelliert, indem zunächst ein vernetzt-eindimensionales MIKE URBAN Abwassermodell mit einem zweidimensionalen MIKE 21 Oberflächenwassermodell gekoppelt wurde. Das Ergebnis ist in Animation 1 /Abbildung 1 dargestellt. Die Farbskala zeigt den modellierten Anteil des Abwassers während der Überschwemmung an.
Modellierte Verteilung des Hochwassers und der Abwasseranteile während der Flut im 2. Juli 2011, Kopenhagen, Dänemark.
Das so entstandene hydraulische Modell wurde anschließend mit einer quantitativen mikrobiellen Risikobewertung (QMRA) gekoppelt. Die QMRA kombiniert die Kenntnis über pathogene Konzentrationen und Volumina mit dem Dosis-Wirkungsverhalten, um das Risiko einer Infektion abschätzen zu können.
Modellierte mittlere Wahrscheinlichkeit einer Infektion durch Rotaviren bei Kleinkindern, während des Hochwassers am 2. Juli 2011, Kopenhagen, Dänemark.
Basierend auf den Erkenntnissen aus dem Modell können Problem- und Risikobereiche identifiziert und Schutzmaßnahmen vorbereitet werden, wie beispielsweise eine umfangreiche Reinigung der kontaminierten Oberflächen. Diese stellen nach einem Hochwasser auch eine Infektionsquelle dar, welche bei bestimmten Bevölkerungsgruppen zu massiven Erkrankungen führen kann.
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