Brugervenlige metoder til forudgående evaluering af vandkvaliteten i reservoirer

Reservoirer er uundværlige for global drikkevandsforsyning. For at beskytte dem mod siltning, overbefrugtning, og forurening, Det er påkrævet at overvåge vandkvaliteten. Et brasiliansk-tysk konsortium ledet af Karlsruhe Institute of Technology (KIT) har nu udviklet brugervenlige måle- og overvågningsmetoder, der er særligt velegnede til regioner med begrænset datatilgængelighed. Blandt andre, projektresultater bekræfter den store effekt af genplantning i reservoirets opland.

Hvis der på et tidligt tidspunkt opdages forringelse af vandkvaliteten, modforanstaltninger kan implementeres i tide, og truede reservoirer kan bevares meget længere. Miljømodeller hjælper med at overvåge og vurdere input af stoffer og vandkvalitet. Modeller brugt hidtil, imidlertid, har krævet enorme datamængder og har været forbundet med en høj teknisk udgift. Dette gør dem uegnede til brug i regioner med en begrænset datatilgængelighed. Inden for rammerne af det tværfaglige forskningsprojekt "Multi-disciplinary Data Acquisition as a Key to Globally Applicable Water Resources Management" (MuDak-WRM), Brasilianske og tyske forskere udviklede brugervenlige og generelt tilgængelige overvågningsmetoder, modeller, og måleteknologier over en varighed på tre og et halvt år. Til beregning af vandbalancen, dvs. forskellen mellem vandoptagelse og vandudledning, og stofindgange fra oplandet, satellitdata blev brugt. "Vi opnåede pålidelige resultater med kun få data, "siger Dr. Stephan Hilgert, geo-økolog ved KIT's Institute for Water and River Basin Management (IWG), der koordinerede projektet.

Automatisering af databehandling

Talrige forskellige data er blevet inkorporeret i den tidligere anvendte stofindgangsmodel. Af denne grund, projektteamet koncentrerede sig om de to vigtigste inputveje:Stoffer, der skyldes erosion af landoverfladen og spildevand fra bymiljøet i oplandet. Som eksempler, reservoiret ved floden Dhünn i Nordrhein-Westfalen og Passaúna-reservoiret i delstaten Paraná i Brasilien blev undersøgt.

"Et meget vigtigt aspekt var automatisering af behandling af satellitdata, der blev brugt til at beregne vandbalancen og input af fosfor og faste stoffer, "Hilgert forklarer. Vellykket automatisering letter i høj grad brug af modellerne og øger deres nøjagtighed og overførsel til andre opland. Videnskabskonsortiet, kommunale foreninger, og industrielle virksomheder har udviklet sensorer og platforme til konstant vandkvalitetsovervågning samt en online platform (Sensor Web) til brugervenlig erhvervelse, opbevaring, og evaluering af data.

Effekten af ​​genplantning blev beregnet

Blandt andre, projektresultaterne bekræfter, at genplantning af kun tre procent af landbrugsarealet i oplandet til Passaúna -reservoiret kan reducere sedimenttilførslerne med op til 26 procent. "Siltning af reservoirer og den deraf følgende reduktion af deres lagerkapacitet vil være et stort problem i de næste årtier. I øjeblikket vil tab af lagermængde overstiger dets stigning, "Siger Hilgert.

Andre undersøgelser viste, at næringsstoffer bundet i sedimentet på grund af klimaforandringer kan reducere vandkvaliteten i dybere lag af reservoirer i fremtiden. "I subtropikken, der kan findes en stor mængde fosforbindende jern i jorden og derfor, også i sedimentet i reservoiret. Imidlertid, jern binder kun fosfor, så længe vandet indeholder en tilstrækkelig mængde ilt. Hvis vandtemperaturen stiger, og ilt mangler på længere sigt, fosfor kan opløses. Dette kan resultere i en pludselig stigning i cyanobakterier, dvs. algeblomst, og vandkvaliteten pludselig forringet, "forklarer geo-økologen. For at opdage denne risiko i tide, operatører af reservoirer bør overvåge sammensætningen af ​​reservoarsediment ud over reservoirets tilstand og evaluering af satellitbilleder, Siger Hilgert.