Kann die Wasserqualität in Stauseen aus Satellitendaten abgeleitet werden?

Das Forschungsvorhaben MuDak-WRM hat zum Ziel, ein global anwendbares Vorhersagemodell für die Veränderung der Wasserqualität in Stauseen herzuleiten. Dazu sollen die Komplexität der Modelle reduziert werden und möglichst Daten aus der Fernerkundung anstelle von In-situ-Daten als Eingabeparameter für hydrologische Modelle herangezogen werden. Die Dateninfrastruktur des Projektes basiert auf offenen Geostandards wie dem Sensor Web. Dieser Beitrag beschreibt die Ansätze zur Integration von Satellitendaten in das Sensor Web.

Stauseen sind in vielen Teilen der Erde für die Trinkwassergewinnung unerlässlich. Ihr Betrieb ist allerdings mit einem tiefgreifenden Eingriff in das Kontinuum von Flussläufen verbunden. Stauseen bilden eine Senke, in der sich insbesondere partikuläres Material sowie daran gebundene Stoffe ablagern können. Über die Verlängerung der Aufenthaltszeit dieser Stoffe verändern sich die Randbedingungen für die Primärproduktion. Eine unmittelbar spürbare Folge davon ist die Eutrophierung der Reservoire. Das starke Wachstum von Algen und Cyanobakterien führt dann zu deutlichen qualitätsbezogenen Nutzungseinschränkungen, besonders bei der Gewinnung von Trinkwasser. Klimaänderungen verschärfen durch eine zunehmende Ungleichverteilung des Wasserdargebots den Wasserstress. Gleichzeitig erhöhen die Intensivierung der Land-und Forstwirtschaft sowie die zunehmende Siedlungstätigkeit den Nutzungsdruck im Einzugsgebiet und führen zunehmend zu konfliktträchtigen Phasen der Wasserknappheit.

Derartige Bedingungen erfordern langfristig ausgelegte, integrierte Managementstrategien, welche die Wasser-und Stoffflüsse in Einzugsgebieten ebenso wie die wesentlichen Reaktionen in Wasserspeichern adäquat berücksichtigen. Für diese Aufgabe stehen grundsätzlich geeignete Modelle zur Verfügung. Die Anwendung dieser sehr leistungsfähigen Softwarepakete ist jedoch in vielen Regionen der Welt aufgrund des Fehlens von Eingangs-und Validierungsdaten in adäquater räumlicher und zeitlicher Auflösung, etwa aus einem terrestrischen Sensornetzwerk oder regelmäßiger Beprobung, stark limitiert. In der Folge werden insbesondere sehr komplexe und grundsätzlich leistungsfähige Modelle häufig mit Standardwerten parametrisiert. Sie verlieren damit zwangsläufig den regionalen Bezug und damit die maßgebliche Modellschärfe für die Ableitung von Managementstrategien.



Copyright: © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Quelle: Wasserwirtschaft - Heft 07 und 08 (August 2019)
Seiten: 4
Preis inkl. MwSt.: € 10,90
Autor: Christian Malewski
Dr. Benedikt Gräler
Christian Förster
Dr. Simon Jirka

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