Worldqual

Die Sicherung einer guten Wasserqualität in Flüssen stellt eine große Herausforderung für die kommenden Jahrzehnte dar. Der Zugang zu sauberem Trinkwasser in ausreichender Menge ist eines der menschlichen Grundbedürfnisse, welches jedoch durch eine Vielzahl menschlicher Einflüsse gefährdet wird. In der Veröffentlichung “The 2030 Agenda for sustainable development” (United Nations, 2015) definieren die Vereinten Nationen 17 Ziele, um eine nachhaltige Zukunft für alle zu erreichen. Eines dieser Ziele ist das Nachhaltigkeitsziel 6 (Sauberes Wasser und sanitäre Einrichtungen), welches die Verfügbarkeit und nachhaltige Bewirtschaftung von Wasser und Sanitärversorgung für die gesamte Menschheit gewährleistet (United Nations, 2015). Mit der Definition dieses Ziels fordern die Vereinten Nationen u. a. bessere und gerechtere Wasserqualitätsbedingungen bis 2030 auf der gesamten Welt. Wasserqualitätsmodelle für Flusssysteme können zur Erreichung dieses Ziels beitragen, da sie die Möglichkeit bieten, die Bewertung der Wasserqualität in Regionen mit einer geringeren Messnetzdichte zu unterstützen, zukünftige Szenarien zu simulieren und Lösungsstrategien zu entwickeln.

Das kontinentale Wasserqualitätsmodell WordQual, welches Teil des WaterGAP3-Modell-Frameworks ist, wird verwendet, um großräumige Wasserqualitätsveränderungen zu lokalisieren und zu prognostizieren. Die räumliche Auflösung von WorldQual beträgt 5 × 5 Bogenminuten (ca. 9 × 9 km am Äquator), die verwendete zeitliche Auflösung der Modelleingabe und -ausgabe ist monatlich. Das Modell kann sowohl Frachten als auch Konzentrationen verschiedener Schadstoffe in Gewässern simulieren. WorldQual wird am Lehrstuhl für Ingenieurhydrologie und Wasserwirtschaft der Ruhr-Universität Bochum weiterentwickelt. Derzeit sind die folgenden Substanzen in WorldQual implementiert: Biochemischer Sauerstoffbedarf (BOD), fäkal-coliforme Bakterien (FC), Gesamtphosphor (TP) und gesamt gelöste Feststoffe (TDS). Schadstoffquellen sind entweder als Punktquellen (z. B. Kläranlagen, Industrieabwässer) oder als diffuse Quellen (z. B. landwirtschaftliche Abflüsse) im Modell definiert. (UNEP, 2016)  

Die Informationen über die Abflüsse und Wassernutzung werden aus den weiteren Komponenten des WaterGAP-Modell-Frameworks bezogen. Durch diese einzigartige Einbindung in das Modell-Framework besitzt WorldQual die Möglichkeit, neben klimatischen Änderungen auch Wassernutzungsänderungen in Szenarien zu integrieren, wodurch eine große Bandbreite an möglichen zukünftigen Entwicklungen untersucht werden kann.

Referenzen

UNEP, 2016: A Snapshot of the World’s Water Quality: Towards a global assessment. United Nations Environment Programme. Nairobi, Kenya. 162pp.

United Nations, 2015: Transforming our world: The 2030 Agenda for sustainable development. New York. 41pp.

Weiterführende Literatur zu WorldQual

Fink, G., Alcamo, J., Flörke, M., Reder, K., 2018: Phosphorus Loadings to the World's Largest Lakes: Sources and Trends. Global Biogeochemical Cycles 32-4, 617-634. https://doi.org/10.1002/2017GB005858

Malsy, M., Flörke, M., Borchardt, D., 2017: What drives the water quality changes in the Selenga Basin. Climate change or socio-economic development? Reg Environ Change. DOI: 10.1007/s10113-016-1005-4

Reder, K., Flörke, M., Alcamo, J., 2015: Modeling historical fecal coliform loadings to large European rivers and resulting in-stream concentrations. Environ. Modell. Softw. 63, 251–263.

Reder, K., Alcamo, J., Flörke, M., 2017: A sensitivity and uncertainty analysis of a continental-scale water quality model of pathogen pollution in African rivers. Ecological Modelling 351 (2017), 129–139.

Voß, A., Alcamo, J., Bärlund, I., Voß, F., Kynast, E., Williams, R., Malve, O., 2012: Continental scale modeling of in-stream river water quality: a report on methodology, test runs, and scenario application. Hydrol. Processes 26 (16), 2370–2384.

Williams, R., Keller, V., Voß, A., Bärlund, I., Malve, O., Riihimäki, J., Tattari, S., Alcamo, J., 2012: Assessment of current water pollution loads in Europe: estimation of gridded loads for use in global water quality models. Hydrological Processes 26 (16), 2395–2410. DOI: 10.1002/hyp.9427