Reservoirs zijn onmisbaar voor de wereldwijde drinkwatervoorziening. Om ze te beschermen tegen dichtslibben, overbemesting, en vervuiling, anticiperend toezicht op de waterkwaliteit is vereist. Een Braziliaans-Duits consortium onder leiding van Karlsruhe Institute of Technology (KIT) heeft nu gebruiksvriendelijke meet- en monitoringmethoden ontwikkeld die bijzonder geschikt zijn voor regio's met beperkte beschikbaarheid van gegevens. Onder andere, projectresultaten bevestigen het grote effect van herbebossing in het stroomgebied van het reservoir.

Indien verslechtering van de waterkwaliteit in een vroeg stadium wordt geconstateerd, tegenmaatregelen kunnen te zijner tijd worden geïmplementeerd en bedreigde reservoirs kunnen veel langer worden behouden. Milieumodellen helpen bij het monitoren en beoordelen van de input van stoffen en de waterkwaliteit. Tot nu toe gebruikte modellen, echter, enorme datavolumes nodig hebben en gepaard gaan met hoge technische uitgaven. Dit maakt ze ongeschikt voor gebruik in regio's met een beperkte beschikbaarheid van gegevens. In het kader van het interdisciplinaire onderzoeksproject "Multi-disciplinary Data Acquisition as a Key to Globally Applicable Water Resources Management" (MuDak-WRM), Braziliaanse en Duitse onderzoekers ontwikkelden gebruiksvriendelijke en algemeen toegankelijke monitoringmethoden, modellen, en meettechnologieën over een looptijd van drie en een half jaar. Voor het berekenen van de waterbalans, d.w.z. het verschil tussen wateropname en waterafvoer, en stoffeninvoer uit het stroomgebied, satellietgegevens werden gebruikt. "We hebben betrouwbare resultaten verkregen met slechts een paar gegevens, " zegt Dr. Stephan Hilgert, geo-ecoloog bij KIT's Institute for Water and River Basin Management (IWG), die het project coördineerde.

Automatisering van gegevensverwerking

In het eerder gebruikte stofinvoermodel zijn tal van verschillende gegevens verwerkt. Om deze reden, het projectteam concentreerde zich op de twee belangrijkste inputroutes:Stoffen als gevolg van erosie van het landoppervlak en afvalwater uit de stedelijke omgeving in het stroomgebied. Als voorbeelden, het stuwmeer van de rivier de Dhünn in Noordrijn-Westfalen en het stuwmeer van Passaúna in de staat Paraná in Brazilië werden bestudeerd.

"Een zeer belangrijk aspect was de automatisering van de verwerking van de satellietgegevens die worden gebruikt voor het berekenen van de waterbalans en de invoer van fosfor en vaste stoffen, " legt Hilgert uit. Succesvolle automatisering vergemakkelijkt grotendeels het gebruik van de modellen en verhoogt hun nauwkeurigheid en overdraagbaarheid naar andere stroomgebieden. Het consortium van wetenschap, gemeentelijke verenigingen, en industriële bedrijven hebben sensoren en platforms ontwikkeld voor constante bewaking van de waterkwaliteit, evenals een online platform (Sensor Web) voor gebruiksvriendelijke acquisitie, opslag, en evaluatie van gegevens.

Het effect van herbebossing werd berekend

Onder andere, de projectresultaten bevestigen dat herbebossing van slechts drie procent van het landbouwgebied in het stroomgebied van het stuwmeer van Passaúna de aanvoer van sediment tot 26 procent kan verminderen. "Het dichtslibben van reservoirs en de daaruit voortvloeiende vermindering van hun opslagcapaciteit zal de komende decennia een groot probleem zijn. verlies van opslagvolume groter is dan de toename, ' zegt Hilgert.

Andere studies toonden aan dat nutriënten die als gevolg van klimaatverandering in het sediment worden gebonden, in de toekomst de waterkwaliteit in diepere lagen van reservoirs kunnen verminderen. "In de subtropen, een grote hoeveelheid fosforbindend ijzer in de bodem aanwezig is en, Vandaar, ook in het sediment van het reservoir. Echter, ijzer bindt alleen fosfor zolang het water voldoende zuurstof bevat. Als de watertemperatuur stijgt en er voor langere tijd zuurstof ontbreekt, fosfor kan oplossen. Dit kan resulteren in een plotselinge toename van cyanobacteriën, d.w.z. algenbloei, en de waterkwaliteit plotseling verslechteren, " legt de geo-ecoloog uit. Om dit risico tijdig op te sporen, exploitanten van reservoirs dienen naast de toestand van het reservoir en de evaluatie van satellietbeelden ook de samenstelling van het reservoirsediment te monitoren, zegt Hilgert.