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Die Lösung derzeitiger und zukünftiger Probleme im Hinblick auf die Wasserversorgung ist nur mit einem interdisziplinären holistischen Ansatz Erfolg versprechend. Dieser wird in einem von den Universitäten Köln und Bonn gemeinsam getragenen Vorhaben mit dem Namen IMPETUS realisiert.

In IMPETUS wird die vollständige Untersuchung aller Aspekte des hydrologischen Kreislaufes in zwei Flusseinzugsgebieten in Westafrika durchgeführt: dem Wadi Drâa im Südosten Marokkos und dem Ouémé in Benin. Diese Auswahl ist mit den Hinweisen auf einen Zusammenhang zwischen den Trockenperioden nördlich und südlich der Sahara seit den 70er-Jahren begründet.

In der ersten dreijährigen Projektphase standen überwiegend Diagnosen verschiedener Aspekte des Wasserhaushaltes und deren Wechselbeziehung im Vordergrund der Untersuchungen. Darauf aufbauend wurden in der zweiten dreijährigen Phase Prognose-methoden bezüglich der zu erwartende Veränderungen in den kommenden Jahrzehnten entwickelt. Die im Laufe des Projektes gesammelten Erkenntnisse werden in der abschließenden dreijährigen Phase Eingang finden in die Entwicklung und Bereitstellung von operationellen Werkzeugen für Entscheidungsträger, denen damit eine umfassende Abschätzung von Risiken und Auswirkungen auf lokaler und regionaler Ebene ermöglicht werden soll.

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Auswahl der Flusseinzugsgebiete

Westafrika wurde als Region ausgewählt, weil dort weltweit die stärkste interdekadische Klima-variabilität des 20. Jh. verzeichnet wurde. Zusammenhänge mit dem Klima Europas werden über komplexe Wechselwirkungen zwischen ozeanischen und atmosphärischen Prozessen im gesamten Bereich des tropischen/subtropischen Nordatlantiks vermutet.

Weiterhin deutet sich ein Zusammenhang hinsichtlich der beobachteten Trends zu unter-normalen Niederschlägen nördlich und südlich der Sahara seit den 70er Jahren an. Die Ergebnisse zeigen deutliche Hinweise für die Existenz eines solchen Zusammenhangs mittels atmosphärischer Feuchtetransporte aus dem Bereich der ITCZ über dem westlichen Sahel nach Norden über die Sahara bis an die Atlaskette.

Die beiden transektartig zwischen dem Atlas Gebirge und dem Golf von Guinea angeordneten Einzugsgebiete wurden nach folgenden Kriterien ausgewählt:

Handhabbarkeit (<100.000 km²), bereits existierende Datengrundlage, politische Stabilität, Bedeutsamkeit sowie Repräsentativität im folgenden Sinn: Das Einzugsgebiet des Drâa in Marokko ist ein Beispiel für ein Flusssystem im Gebirgsvorland humider bis arider Subtropen; das Becken des Ouémé in Benin ist typisch für ein Einzugsgebiet in den wechselfeuchten sub-humiden Randtropen.

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Situation

Die Verknappung der Süßwasserreserven wird das bedeutendste wasserwirtschaftliche Problem des 21. Jahrhunderts sein, das in Zusammenhang mit Problemen der Wasserqualität alle Anstrengungen zur Sicherung einer nachhaltigen Entwicklung gefährden kann. In einigen Regionen sind soziale und politische Konflikte um die Ressource Wasser zu erwarten. Bereits jetzt hat die Wasserverknappung in vielen Regionen kritische Ausmaße angenommen. Für Afrika gehen einige Schätzungen davon aus, dass heute die zur Verfügung stehende Menge an Süßwasser pro Person nur noch ein Viertel derjenigen von 1950 beträgt. Für Nordwest- und Westafrika kommt erschwerend hinzu, dass diese Regionen von einer seit mehr als 30 Jahren anhaltenden Trockenperiode betroffen sind.

Die steuernden Mechanismen für die Veränderlichkeit der Klimate in diesen Regionen sind bisher nur unzureichend verstanden. Die Möglichkeit eines vom Menschen verursachten globalen Klimawandels fügt der bereits jetzt in vielen Teilen der Erde bestehenden Herausforderung an die Sicherstellung der zukünftigen Wasserverfügbarkeit einen weiteren Risikofaktor hinzu.

Abgesehen von einem stetig abnehmenden Dargebot an Frischwasser pro Kopf in Benin und Marokko ist die gegenwärtige Situation nördlich und südlich der Sahara gekennzeichnet durch ein hohes Bevölkerungswachstum (mehr als 3% im Jahr), eine zunehmende Degradation der natürlichen Vegetation durch Überweidung (in Marokko) Bedarf an Brennholz und durch Wanderfeldbau (in Benin). Als Folge davon werden z.B. eine starke Erosion der Böden in Marokko (in geringerem Maße in Benin) und ein Anstieg der Salzkonzentration durch die Bewässerung beobachtet. Die Kombination der zuvor genannten Faktoren leistet einem beschleunigten Degradationsprozess und der Ausdehnung von Wüsten in den kommenden Jahren weiter Vorschub.

Situation im Einzugsgebiet des Wadi Drâa

Der Niederschlag in Marokko wird stark durch die großskalige atmosphärische Zirkulation über dem subtropischen und außertropischen Nordatlantik und über dem Mittelmeer beeinflusst. Der größte Teil des Niederschlags fällt im Winter zwischen November und März. Seit den späten 70er-Jahren findet man in Marokko ein verstärktes Auftreten von sehr trockenen Wintern, dessen Gründe bisher weit gehend unverstanden sind. Vor diesem Hintergrund stellt die Entwicklung eines nachhaltigen Wassermanagements eine besondere Notwendigkeit dar.

Das im Projekt betrachtete Wadi Drâa wird von zwei Nebenflüssen gespeist, die den südöstlichen und südwestlichen Teil des Hohen Atlas entwässern und die nahe der Stadt Ouarzazate zusammenfließen. An dieser Stelle wurde im Jahre 1968 ein Staudamm errichtet. Infolge starker Sedimentierung beträgt die Kapazität des Stausees heute nur noch 440 Mio. m³ von ursprünglich 560 Mio. m³. In normalen Jahren werden etwa 250 Mio. m³ für eine zu bewässernde Gesamtfläche von 26.500 ha benötigt. Da die Schneeschmelze im Frühjahr zu einem erheblichen Teil zur Auffüllung des Stausees beiträgt, ist auch eine Diagnose der räumlichen Schneeverteilung in den höher gelegenen Teilen des Flusseinzugsgebietes von besonderer Bedeutung und wird im Projekt durchgeführt. Ein effektives und nachhaltiges Wassermanagement im Tal des Drâa ist insbesondere deshalb sehr wichtig, um den konkurrierenden Verbrauchern (Energieerzeugung durch Wasserkraft, Bewässerung, Ver-brauch durch Haushalte) angemessene Ressourcen zur Verfügung stellen zu können.

Situation im Einzugsgebiet des Ouémé

Seit den frühen 70er-Jahren leidet Westafrika unter lang anhaltenden Dürreperioden, die ihren ersten Höhepunkt in der ersten Hälfte der 80er-Jahre erreichten. Das mittlere Niederschlagsdefizit im Zeitraum 1971-1990 beträgt im Vergleich zu 1951-1970 ungefähr 180 mm/Jahr. Davon betroffen waren alle Klimazonen zwischen der semi-ariden Sahel- und der sub-humiden Sudan-Zone bis herunter zur humiden Guineaküsten-Zone. Die lang anhaltende westafrikanische Dürre hat bereits jetzt zu tief greifenden Verschlechterungen in der ökonomischen und sozialen Entwicklung vieler westafrikanischer Länder geführt. So hat sich zum Beispiel die Wasserführung der Flüsse in den jüngeren Dekaden um 40-60% vermindert, was zu einer Knappheit des für die Haushalte und die Landwirtschaft benötigten Wassers geführt hat. Als Konsequenz davon konnten in der Vergangenheit umfangreiche Migrationsbewegungen der Bevölkerung beobachtet werden.

Die lang anhaltenden Dürreperioden haben zu einer spürbaren Verlangsamung der wirtschaftlichen und sozialen Entwicklung aller westafrikanischen Staaten – darunter auch Benin – geführt. Im Untersuchungsgebiet  konnten mittels Fernerkundung an verschiedenen Brennpunkten bereits dramatische Änderungen der Landnutzung und der Bodenbedeckung innerhalb der letzten 20 Jahre verfolgt werden. Die Zuwanderung ins Untersuchungsgebiet erfolgt in einem institutionellen Vakuum und ohne staatliche Kontrolle. Die Folge sind Veränderungen auf lokaler Ebene in den sozioökonomischen Strukturen und im Muster der Landnutzung sowie Auswirkungen auf die Menge und Qualität des Trinkwassers. Wasserknappheit und durch Trinkwasser übertragene Krankheiten stellen örtlich bedeutende Existenzrisiken dar.

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Methode

Die Verfügbarkeit von Süßwasser wird vom hydrologischen Kreislauf bestimmt. In IMPETUS werden die unterschiedlichen Komponenten und ihre Interaktionen in zwei Flusseinzugsgebieten in Westafrika untersucht: dem Ouémé-Fluss in Benin (Projektbereich A) und dem Wadi Drâa im Südosten Marokkos (Projektbereich B). Gegliedert in Teilprojekte werden globale und kontinentale Klimaszenarien, die regionale und lokale atmosphärische Variabilität, die kontinentale Hydrosphäre und die relevanten Prozesse bezüglich der Landnutzung und Landbedeckung betrachtet. Weiterhin wird der Einfluss der sozio-ökonomischem Entwicklung sowie der kulturellen und medizinischen Gegebenheiten auf die Verfügbarkeit von Trinkwasser untersucht. Die Bearbeitung fachübergreifender Fragestellungen erfolgt in interdisziplinären Arbeitskreisen, die mit Wissenschaftlern aus verschiedenen Teilprojekten besetzt sind.

In der ersten Projektphase (2000-2003) wurde eine Reihe von numerischen und kon-zeptionellen Modellen für die einzelnen Komponenten des Wasserkreislaufs angepasst. In Gebieten mit mangelhafter Datenlage wurden Messnetze errichtet, um die bestehenden Datenlücken zu schließen. Zur Beantwortung relevanter Fragestellungen bezüglich komplexer Themenbereiche wie Wasserverfügbarkeit, Klimaänderung, Landnutzung, Versorgungs-sicherheit oder demographischer Entwicklung werden in der zweiten Phase (2003-2006) die Modelle über Datenaustausch verknüpft und in plausible Szenarien eingebettet.

Das Ziel ist die Beschreibung möglicher Pfade zukünftiger Entwicklung, ihrer Ursachen und deren Wechselwirkungen. Übergeordnete Problembereiche werden in so genannten Problemkomplexen behandelt, die nur multidisziplinär zu analysieren und vorherzusagen sind. Für diese Problemkomplexe müssen in der Zukunft Lösungen gesucht und umgesetzt werden. Sowohl die Definition der Problembereiche, die Entwicklung von Szenarien als auch die Entwicklung von Lösungsvorschlägen setzt eine enge Kooperation mit lokalen Wissenschaftlern, Organisationen und Stakeholdern voraus. Dies bildet in der dritten Phase (2006-2009) die Grundlage für die Erarbeitung von Entwicklungsstrategien und den Entwurf von softwarebasierten Entscheidungssunterstützungsystemen (Decision Support Systems) für lokale Entscheidungsträger.

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