Kann der 20 Milliarden US-Dollar teure Bau neuer Wasserversorgungssysteme in Kalifornien eine durch den Klimawandel verursachte Katastrophe verhindern?

Der Großteil der Bevölkerung Kaliforniens befindet sich im wahrsten Sinne des Wortes zwischen Baum und Borke.

Der Fels ist die Sierra Nevada, die größte Bergkette der USA (ohne Alaska), die durch die zentrale/östliche Seite des Staates verläuft und etwa 25 % der Landesfläche Kaliforniens bedeckt. Der harte Ort ist ein Meer aus hartem Wasser – genauer gesagt Salzwasser – in Form des Pazifischen Ozeans entlang der Westküste des Staates.

Historisch gesehen stammt der Großteil des Trinkwassers für die Kalifornier aus den Bergen. Eine komplexe Wasserinfrastruktur mit Dämmen, Deichen, Ein- und Auslässen leitet geschmolzenes Schneegestöber durch das Wassersystem zu Haushalten, Unternehmen und Bauernhöfen.

Doch kalifornische Behörden erklärten, der Klimawandel habe das ohnehin fragile Wassertransportsystem noch weiter belastet, und die bestehende Infrastruktur liefere weniger Wasser als in den Vorjahren.

Aus diesem Grund planen das California Department of Water Resources (DWR) und sein State Water Project (SWP) ein gewaltiges Transportinfrastrukturprojekt im Wert von über 20 Milliarden US-Dollar.

Das Projekt, das den Namen Delta Conveyance Project (DCP) trägt, sieht neue Wassertransportanlagen vor, sowie die Modernisierung bestehender Anlagen. Außerdem sollen 72 km lange Betontunnel durch ein regionales Flussdelta zwischen der Hauptstadt des Bundesstaates Sacramento und der Stadt San Francisco gebaut werden. Das „Delta“ ist der Zusammenfluss des San Joaquin River und des Sacramento River, wobei letzterer im Rahmen des Projekts zwei neue Wassereinlassstellen erhält.

Wenn man bedenkt, dass das DCP-Wassersystem schätzungsweise knapp 30 Millionen Menschen (oder rund 70 % der Einwohner Kaliforniens) versorgen wird, ist dies ein enormer Moment für den bevölkerungsreichsten Bundesstaat der USA.

Ein genauerer Blick auf den Bau des DCP-Megaprojekts in Kalifornien

Eine Karte der geplanten Arbeiten für das California Delta Conveyance Project ab Januar 2024. Der Entwurfsteil des Projekts befindet sich noch in der Entwicklung. (Bild: DCP Design and Construction Authority)

Große Probleme erfordern oft große Lösungen, und die DCP Design and Construction Authority (DCA), die gemeinsame Organisation, die das Megaprojekt verwaltet, schreckt sicherlich nicht davor zurück, das Projekt zu vergrößern.

Das DCA besteht aus Vertretern von 16 kalifornischen öffentlichen Wasserversorgungsunternehmen (PWA) und wird vom California DWR State Water Project betreut, dem landesweiten Versorgungsunternehmen, das für die Wasser- und Energieinfrastruktur zuständig ist.

Graham Bradner ist der geschäftsführende Direktor des DCA. Er erläuterte für das Construction Briefing den riesigen Versorgungsbau im Detail und gewährte einen Einblick in einige der Methoden und Materialien, die zum Einsatz kommen werden.

„Das Projekt würde aus zwei neuen Einlaufstellen entlang des Hauptarms des Sacramento River bestehen“, sagte er. „Diese würden dazu dienen, die Ströme des State Water Project [aus] dem nördlichen Delta [innerhalb eines] 45 Meilen langen und 36 Fuß (11 m) im Innendurchmesser umfassenden Transporttunnels umzuleiten.“

Für größere Tunnelarbeiten werden im Rahmen des Projekts Tunnelbohrmaschinen (TBM) eingesetzt.

„Dieser Tunnel würde diese Einlaufstellen im nördlichen Delta mit der bestehenden Infrastruktur des State Water Project im südlichen Delta verbinden“, erklärte Bradner.

Zu den Modernisierungsmaßnahmen würde auch der Bau einer neuen Pumpanlage gehören, um das Wasser aus dem Tunnel zu heben und etwa 76 m bergauf zum Bethany Reservoir zu leiten, das etwa 97 km östlich von San Francisco und etwas mehr als 64 km südwestlich der Quelle liegt.

Das neue Pumpwerk in Bethany würde aus „einer Reihe von vier parallelen Aquädukt-Pipelines aus geschweißtem Stahl mit einem Durchmesser von 4,6 m bestehen [die] etwa 4 km den Hang hinaufführen und dann durch eine neue Abflussstruktur in das bestehende Reservoir münden würden“, sagte Bradner.

Bradner sagte, Beton werde das am häufigsten verwendete Material für das Projekt sein, und verwies auf die Verwendung von vorgefertigten Betonsegmenten und Schlitzwänden für unterirdische Arbeiten.

Stahl, insbesondere in Form von Betonstahl und für die Aquäduktleitungen, wird ebenfalls ein gemeinsames Element sein. Bradner sagte, dass auch Diskussionen über die Verwendung von stahlfaserverstärkten Materialien im Spiel sein könnten, obwohl er anmerkte, dass diese Gespräche zum Zeitpunkt der Auftragsvergabe in den kommenden Jahren stattfinden würden.

Wie geht es weiter mit dem Delta Conveyance-Projekt?

Ein Wasserpumpen- und Aquäduktsystem des State Water Project in Kalifornien, USA, am südlichen Ende des San Joaquin Valley. (Bild: Adobe Stock)

Für das Programm müssen bis 2026 noch verschiedene Genehmigungen eingeholt werden, es erhielt jedoch nach der Veröffentlichung des Umweltverträglichkeitsberichts der Behörde für das DCP die Zustimmung des staatlichen DWR.

Als nächstes würden Genehmigungen im Zusammenhang mit dem Schutz bedrohter Arten anstehen, gefolgt von der Genehmigung von Wasserrechten Anfang nächsten Jahres.

Derzeit werden Entwicklung und Entwurf intern fortgesetzt und man hofft, die Pläne nach Abschluss der Genehmigungsverfahren, die voraussichtlich noch mehrere Jahre dauern werden, umsetzen zu können.

Die Organisation hat mit der Ermittlung potenzieller bevorzugter Vertragspartner für die Planung begonnen, doch offizielle Ausschreibungen für die Vorbauarbeiten dürften auch noch Jahre auf sich warten lassen.

„Wir planen, Mitte 2029 mit dem Bau zu beginnen“, sagte Bradner. „Das würde mit den Vorarbeiten beginnen, sodass unsere Strominfrastruktur und die für den Bau erforderlichen Anschlüsse, der Straßenzugang und alle logistischen Elemente in diesen frühen Phasen errichtet würden.“

Die größten Maschinen, die Tunnelbohrmaschinen, würden zu den ersten Maschinen gehören, die beschafft würden, sagte Brander. Aufgrund der Länge der Bohrphasen schlug er vor, die Tunnelbohrmaschinen möglichst bald vor Ort zu haben.

„Wir würden … zumindest die Auftragnehmer [die die TBMs bereitstellen] relativ früh beauftragen, damit wir mit dem Bau der Tunnelschächte und der Startschächte beginnen können“, bestätigte Bradner und rechnet damit, dass die Bohrungen 2033 oder 2034 beginnen werden. „2035 ist also ungefähr der Höhepunkt der Bautätigkeiten.“

Die Inbetriebnahme könne bereits 2042 erfolgen, der Betrieb könne 2045 beginnen, sagte er.

Der Klimawandel machte das Delta Conveyance Project obligatorisch

Carrie Buckman, Umweltprogramm-Managerin des kalifornischen DWR, hatte schon immer eine neue Transportanlage im Sinn, die über 27 Millionen Menschen und 750.000 Hektar Ackerland von nördlich von Sacramento bis südlich von Los Angeles versorgt. Doch der Klimawandel hat das Projekt vom Status einer „Wunschliste“ auf die Ebene „So bald wie möglich“ verschoben.

„Der Klimawandel und der Anstieg des Meeresspiegels, die wir bereits erleben, werden einige bestehende Probleme verschärfen“, sagte sie gegenüber Construction Briefing . „Wir werden mehr Regen und weniger Schnee sehen.“

Dies stellt für die Wasserbehörde ein Problem dar, da das bestehende Transportsystem und die Infrastruktur auf der Annahme gebaut wurden, dass der Schnee in den Bergen (der sich von November bis März ansammelt) im Frühjahr schmilzt und dann kontrolliert über das Wassernetz verteilt werden kann.

Die geringere Schneedecke der letzten Jahre und höhere Niederschlagsmengen in einem kürzeren Zeitraum führten zu mehr Überschwemmungen und einer geringeren Wasserzufuhr in die Gemeinden.

Buckman sagte, wenn die Regierungsbehörden nicht „jetzt Maßnahmen ergreifen“, könnten einige Einwohner Kaliforniens Gefahr laufen, ihren regelmäßigen Zugang zu sauberem Wasser zu verlieren.

Offizielle Stellen sagen, DCP könne Schutz vor Überschwemmungen und Erdbeben bieten

Das Wasserpumpwerk und Aquädukt „Dos Amigos“ in Zentralkalifornien, USA. (Bild: Adobe Stock)

Da ein Plan in Gang ist und Gelder zugewiesen wurden – das SWP finanziert das Projekt durch DWR-Einnahmeanleihen, die von den teilnehmenden PWAs zurückgezahlt werden – bleibt nur noch die Frage: Kann das DCP abgeschlossen werden, bevor eine größere Naturkatastrophe eintritt?

Der steigende Meeresspiegel, der Wasser aus der San Francisco Bay im Westen in die Deltaregion drückt, könnte zu Überschwemmungen führen, die eine erhebliche Gefahr für Leben und Eigentum darstellen, insbesondere für eine Kette von fast 60 Inseln im Landesinneren.

Buckman sagte, inoffiziell würden die Inseln „Teacup Islands“ heißen, weil ihr Inneres bis zu 6,1 Meter unter dem Meeresspiegel liege.

„[Und] das Delta hat ein ziemlich fragiles Deichsystem“, fügte sie hinzu. „Wenn diese Deiche beispielsweise bei einem Erdbeben versagen, strömt Wasser aus der Bucht hinein und bringt Salz mit.“

Kalifornien wird jedes Jahr von etwa 10.000 Erdbeben heimgesucht (ein Beben der Stärke 4,4 erschütterte erst am 12. August den Großraum Los Angeles), und die Deltaregion ist regelmäßig in höchster Alarmbereitschaft wegen seismischer Aktivitäten. Unter dem Delta verlaufen zwei große Verwerfungen – Cleveland Hills und Sierra Nevada – und es liegt in der aktiven San-Joaquin-Verwerfungszone.

Direkt weiter westlich – näher an San Francisco – verlaufen die San-Andreas- und die Hayward-Verwerfung, wodurch das größere Deltagebiet zu einem der erdbebengefährdetsten Gebiete in den USA wird.

Sollte selbst ein mäßiges Erdbeben das alte Deichsystem beschädigen, könnte dies laut Buckman für mehr als die Hälfte der knapp 40 Millionen Einwohner des Staates verheerende Folgen haben.

„Dies könnte zu einem einjährigen Ausfall der Wasserversorgung führen“, sagte Buckman. „Und dann über ein Jahr lang mit wirklich stark beeinträchtigter Wasserqualität.“

„Deshalb ist es wirklich wichtig, einen alternativen Lieferpunkt zu haben, der keinen [bestehenden] Einschränkungen unterliegt.

„Im Wesentlichen betrachten wir dieses Projekt als eine Möglichkeit, das staatliche Wasserprojekt [DWR] zu modernisieren, um es an den Klimawandel anzupassen.“