Как возможно более рациональное использование воды?

Украина по остроте водных проблем намного ближе к Чили, чем к Германии, но похоже в стране это ещё не осознали. М.П.

Исследователи собирают данные о водных объектах, чтобы иметь возможность лучше изучить водный баланс в Германии во времена изменения климата. | Фото: М. Брейг

Будь где, – в саду, на поле или в лесу – сейчас слишком сухо. Правительство не только рекомендует экономить  энергию, но и настаивает на том, чтобы как можно более разумно использовать воду. Это становится всё более важным и влияет, как на частные домохозяйства, так и на национальную экономику.  Чтобы быть уверенным в принятых решениях и даваемых рекомендациях надо знать точно закономерности изменения водного баланса под влиянием разных  факторов и их сочетаний. Именно поэтому необходимо постоянно собирать гидрологические, климатические, экономические и иные  данные,  которые послужат фактической базой для разработки будущей системы  устойчивого управления водными ресурсами.

Технологический институт Карлсруэ (KIT) хочет объединить данные о водных ресурсах Германии, чтобы выяснить, как изменение климата влияет на водный баланс различных ландшафтов. Результат должен быть доступен в 2023 году и находиться в свободном доступе. На вопрос о том, как вода в будущем может  более устойчиво использоваться в разных регионах, быть легче ответить  при сравнении актуальных  данных. Это также может упростить управление сельским и лесным хозяйством, которые уже сейчас страдают из-за нехватки воды,  вызываемой засухой. 

В долгосрочной перспективе исследователи хотят использовать инициативу CAMELS-DE, чтобы облегчить обмен данными между исследователями и руководителями разных земель и отраслей.  Объединенные гидрологические исследования, являющиеся вспомогательной базой данных проекта «ViTamins — активизация гидрологической науки и преподавания: объединение ключевого наследия  с новыми концепциями и парадигмами», должны дать представление об устойчивом управлении водными ресурсами в условиях изменения климата.

Пробел в знаниях: природа между засухой и проливным дождем

Воздействие засух, проливных дождей и изменения уровня воды в реках на природу может стать более прозрачным в будущем благодаря более легкодоступным и сопоставимым данным. В Германии одна из самых разветвленных сетей гидрометеорологических измерений, но, согласно KIT, до сих пор нет всеобъемлющего и единообразного набора данных. В рамках проекта под названием «CAMELS-DE», что означает «Атрибуты водосбора и метеорология для исследований с большой выборкой» в Германии, этот пробел в знаниях должен быть устранен. Работа эта будет выполняться совместно  с партнерами из других связанных  областей науки и практики.

«Инициатива CAMELS позволит упростить разработку и проверку моделей и гипотез по всей Германии, а после объединения с подобными наборами уже существующими, к примеру в  США, Великобритании и Чили, и по всему миру. В лучшем случае полученные знания могут вернуться в земельные и федеральные учреждения и стать основой для устойчивого управления водными ресурсами, а также  и источником информации для специалистов практиков, в частности аграриев и лесоводов, позволяя для конкретных условий подобрать растительные сообщества, которые подойдут им наилучшим образом, к примеру, через тридцать лет», — говорит доктор. Ральф Лориц из Института развития водных ресурсов и рек, факультета гидрологии КИТ.

Что такое  устойчивое водопользование?

Согласно определению, цель состоит в том, чтобы «оставить водные потоки и связанные с ними энергетические и материальные потоки в их естественном равновесии, насколько это возможно. На практике это означает, что из водосборного бассейна не берется больше воды, чем в среднем в долгосрочной перспективе естественным образом возобновляется. Падение уровня грунтовых вод и связанные с этим периоды маловодья во многих частях Германии из-за изменения климата и использования человеком воды показывают, что мы должны коренным образом переосмыслить наше использование воды, а также наше управление лесами», — говорит Лориц. Потому что устойчивое использование воды должно также обеспечивать запасы для будущих поколений.

Основные данные для устойчивого водопользования и оценки рисков

Текущий проект направлен на создание научной основы для устойчивого управления водными ресурсами. «Потому что федеральное государство или границы земель  всегда означают новые обязанности и часто лишь ограниченную доступность данных  наук об окружающей среде. Это препятствует гидрологическим исследованиям». Однако будущие решения властей земель  и федерального государства могут быть основаны на этих результатах. «С набором данных CAMELS-DE мы хотим облегчить межнациональный анализ в области гидрологии в Германии», — говорит Лориц. Вместе с исследователями из Фрайбургского университета, Кильского университета, Немецкого исследовательского центра геонаук GFZ и других учреждений Германии он создает новую базу данных.

С этой целью также обрабатываются геологические данные. «В CAMELS-DE мы хотим последовательно собирать длинные временные ряды измерений уровня воды и расходов по всем федеральным землям. С помощью связанных границ водосбора мы также генерируем метеорологические временные ряды из свободно доступных данных Немецкой метеорологической службы и интегрируем их в набор данных», — объясняет Лориц. «Уже опубликованные наборы данных CAMELS из других стран служат для нас шаблоном. Мы хотим добавить атрибуты, которые особенно актуальны для Германии, например, высокий или низкий уровень воды».

Количество стока воды, землепользование, свойства почвы, осадки и температура – все это определяет, сколько воды доступно в почве Германии. Чем больше данных об этих параметрах соберут исследователи, тем надежнее можно будет прогнозировать гидрологические события в будущем и оценивать риски для разных типов ландшафта.