Internationale WasserforschungsAllianz Sachsen

Modellregion Mittlerer Osten (SaudiModellregion Mittlerer Osten (Saudi--Arabien/Oman)Arabien/Oman)

Gefördert vom

LateinamerikaBrasilien

Mittlerer OstenOman/Saudi-Arabien

OsteuropaUkraine

ZentralasienMongolei

SüdostasienVietnam

LateinamerikaBrasilien

Mittlerer OstenOman/Saudi-Arabien

OsteuropaUkraine

ZentralasienMongolei

SüdostasienVietnam

Untersuchungsregion: SaudiUntersuchungsregion: Saudi--Arabien/OmanArabien/Oman

• Geografie: 2,2 Mio. km² / 0,3 Mio. km² subtropisch, semi-arid bis hyperarid 0 - 3.000 m ü. NN

• Wirtschaft: Erdölexporte + Landwirtschaft/Bergbau BIP 376.029 Mio. $ / 40.059 Mio. $

• Bevölkerung: 27,6 Mio. Einw. / 3,2 Mio Einw. • Hydrologie: 50 mm/a - 500 mm/a Niederschlag

Wasserbedarf: 20 Mrd. m³/a / 2 Mrd. m³/a

Problemlage SaudiProblemlage Saudi--ArabienArabien

Problemlage OmanProblemlage Oman

Küstenregion: Pilotgebiet Al-Batinah• wichtigste und bevölkerungsreichste

landwirtschaftliche Region Omans• Knappe Wasserressourcen mit hoher

raum-zeitlicher Variabilität und Dynamik• Wasserbedarf der Landwirtschaft >90%

• Bei geringer Effizienz der Wassernutzung (hohe Verluste)

• Übernutzung der Grundwasser- vorkommen für die Bewässerung

• Salzwassereintritte vom Meer in das Grundwasser

• Bewässerung mit salzhaltigen Wasser -- Bodenversalzung

• Einkommenseinbußen, Aufgabe von Farmen, Landflucht

• Starkes Bevölkerungswachstum (3%)

Bodenversalzung im Küstenbereich

Grundwasser

Landwirtschaft

Forst

Abwasser

Trinkwasser

Atmosphäre / Klimawandel

Inst

itutionel

le R

ahm

enbed

ingungen

Standgewässer

Implementation

Wadi (Fließg.)

Systemanalyse und Modellierung

Cap

acity

Dev

elopm

ent

IWAS Mittlerer Osten/Oman, Saudi-Arabien

• Wissenschaftlich:• Verbesserung der Methoden zur Abschätzung der Ressourcen• Modellsysteme zur effizienteren Bewirtschaftung etablieren

• Wirtschaftlich:• “More crop per drop” des aufwändig gewonnen Süßwassers • Stärkung deutscher Beratungsunternehmen vor Ort

• Mittelfristig:• Verstärkte Einbeziehung des Capacity Building

ZieleZiele

Ziel der Arbeitspakete Ziel der Arbeitspakete SaudiSaudi--ArabienArabienHow ‘renewable’ is ‘non-renewable’ ??

What are the resources ??

What is the ‘safe yield’ ??

Mining might be unavoidable how to do it ‘smart’ ??

How do we allocate the water and resolve conflicts ??

domestic use vs. agriculture country x vs. country y

Exploitation becomes more and more expensive

What are the socio-economic consequences ??

Transboundary conflicts e.g. springs in Bahrain ceased

Growing population & demand

Ziel der Arbeitspakete Ziel der Arbeitspakete OmanOmanPilot-Implementation eines integrierten Wasserressourcenmanagements in

einem ariden Gebiet (Oman, Al Batinah) auf Basis eines neuen Assessment-, Prognose-, Planungs- und Managementtool (APPM)

• IWRM und langfristige Planung unter sich verändernden Umweltbedingungen

• Verbesserung der Bewässerungslandwirtschaft

- Effizienz der Wassernutzung

- Wasserqualität• modernes Pipelinesystem

für optimale Wasserverteilung

Bisherige Arbeiten• Bewässerungsexperimenten mit Tomate und Alfalfa

für verschiedene Wasserstresslevels• Untersuchung zum Einfluss von Klimawandel und -

variabilität der Region auf den Pflanzenertrag am Beispiel von Hirse, Peperoni und Mais

• Wasserhaushalt von nativer Vegetation

Stand der Arbeiten (Oman) Stand der Arbeiten (Oman) –– BewBewäässerungsmodulsserungsmodul

08.07.09 10.07.09 12.07.09 14.07.09 16.07.09 18.07.09 20.07.090.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

0.22

time

moi

stur

e

Messwerte B6moisture 08-Jul-2009 21-Jul-2009

10cm unter BOK20cm30cm50cm

Bisherige Arbeiten• Datenrecherche, Gebietsbegehung• Datenanalyse:

- Datenlücken !! - Extreme zeitliche u. räumliche

Variabilität- Konsistenz, Homogenität

• Entwicklung Wasserbilanzmodell-Datenzuverlässigkeit ?

Stand der Arbeiten (Oman) Stand der Arbeiten (Oman) –– Konzept fKonzept füür r Al-Batinah

Stand der Arbeiten (Oman) Stand der Arbeiten (Oman) –– GrundwasserGrundwasser

• Aufbau eines 3D-dichteabhängigen Grundwasserströmungsmodells

• Simulation von Bewirtschaftungsszenarien und Optimierung des Pumpregimes bei Meerwasserintrusion

Ziele:

Bisherige Arbeiten• Informations- & Datensammlung

- Erfassung, Prüfung und Bearbeitung bisheriger übermittelter Daten

- Softwareauswahl, Testläufe mit Modellwerkzeug (OpenGeoSys)

• derzeit:- Detaillierte(re)s hydrogeologisches

Modell- Kalibrierungsdaten Salinität- 3D-Modell (in Arbeit)

Vegetation trends red = decrease, green = increase

Stand der Arbeiten (Oman) Stand der Arbeiten (Oman) –– Einbeziehung von Einbeziehung von FernerkundungsdatenFernerkundungsdaten

Vegetation time series

Time

EVI

Annual vegetation cycle red = strong annual cycle, blue = weak annual cycle

Vegetation time series

EVI

Time

Stand der Arbeiten Stand der Arbeiten –– Niederschlag Arabische HalbinselNiederschlag Arabische Halbinsel

all events all events vs. vs. events > 10 mm dayevents > 10 mm day--11

Stand der Arbeiten (KSA) Stand der Arbeiten (KSA) –– Grundwassermodell Grundwassermodell (TU Darmstadt /GTZ/UFZ)(TU Darmstadt /GTZ/UFZ)

• Transientes Modell

• Abschätzung der Änderungen von Grundwasserneubildung und Meerwasserspiegel

• Transfer nach OpenGeoSys (in Arbeit) als Basis zur grossflächigen Modellierung

Stand der Arbeiten (KSA) Stand der Arbeiten (KSA) –– Erste Feldkampagne endet Erste Feldkampagne endet heuteheute

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• Hydrochemische und Isotopen-Untersuchung im tiefen Grundwasser

• Profiling der ungesättigten Zone

• Aufbau unsat zone lab in Pilot Wadis

Rolle der PartnerRolle der Partner

• Vernetzung im Teilprojekt Oman– TU Dresden– Ministerium für Wasserressourcen– Ministerium für Landwirtschaft– Ministerium für Justiz– Sultan Quabus Universität Muscat

• Vernetzung im Teilprojekt Saudi-Arabien– UFZ– TU Darmstadt – GTZ-IS– Ministerium für Wasser und Elektrizität

Vernetzung mit anderen Teilprojekten Vernetzung mit anderen Teilprojekten

Osteuropa Ukraine

Szenarien & Systemanalyse

Zentralasien Mongolei

Südostasien Vietnam

Mittlerer Osten

Lateinamerika Brasilien

Implemen- tation, CD

Vor-Ort Daten zur MethodenverbesserungMethoden der Fernerkundung & Modellkopplung

Technologien zur dezentralen Abwasserentsorgung Modelle für Oberflächengewässerqualität

Methoden der Grundwasseranreicherung

Fachliche Ausbildung von OmanernE-learning Modul für praktische Schulungen

Konzepte zu nachhaltigen Bewässerungssystemen

Nachhaltige Trinkwasserversorgung in urbanen GebietenKonzepte zu nachhaltigen Bewässerungssystemen

ImplementationsoptionenImplementationsoptionen

• Regional-aufgelöste Abschätzung der Grundwasserneubildung plus seiner zeitliche Entwicklung zur präziseren Bestimmung des „Safe yield“

• Integriertes Management von Wasserressourcen mit dem Ziel eines möglichst hohen nachhaltigen Anteils

• Steuerung und Verteilung der Wassernutzung in regionalen Maßstäben auf Basis von numerischen Modellen der Ressourcenentwicklung

• Beiden Grundtypen der Wassernutzung in Trockengebieten abgedeckt, die relevant für viele aride Gebiete sind

• Strukturell andere Nutzungskonzepte einbringen, z.B. Chance zur Implementierung des innovativen Backbone-Systems

• Capacity-Development Maßnahmen in Oman und Saudi-Arabien, enge Zusammenarbeit von Wissenschaftlern und Entscheidungsträgern vor Ort

Exzellenzpotenzial Exzellenzpotenzial

• Bewässerungstechniken und -konzepte Universität Grenoble, Cemagref

• Wasserressourcen Management unter Unsicherheiten, Multikrit. OptimierungUniversity of Adelaide; Technion - Israel Institute of Technology

• Nachhaltige Landnutzung, Auswirkungen von Klimawandel Hort Research Inst., New Zealand

• Numerische Modellierung von gekoppelten Prozessen LBNL; CSIRO Land and Water

• Grundwasserneubildung in mächtigen ungesättigten Bodenzonen Pacific Northwest National Laboratory, ETH Zürich

Perspektive (langfristige Ziele, Langfristpotenzial Perspektive (langfristige Ziele, Langfristpotenzial des Teilprojekts)des Teilprojekts)WISSENSCHAFT• Etablierung von neuen Methoden und Bewirtschaftungsansätzen zur

IWRM in ariden Ländern und Übertragbarkeit der Methodik

• Umgang mit Datenknappheit (data scarcity)- Entwicklung stochastischer Werkzeuge zur Erhöhung der Datendichte- Einbeziehen von weiteren Informationsquellen (Fernerkundung, Hydrochemie)

• Land- und Wassernutzungsmodellierung- Einfluss der Landnutzung auf Boden- und Grundwasserhydraulik- Landnutzungsänderung versus Klimaänderung

• Bildung wissenschaftlicher Netzwerke und Einbindung deutscher Institutionen in die Entstehung lokaler Wissenschaftsstrukturen

- Workshops und Capacity-Building- Themenschwerpunkt bei Konferenzen vor-Ort und nationalen Konferenzen

Perspektive (langfristige Ziele, Langfristpotenzial Perspektive (langfristige Ziele, Langfristpotenzial des Teilprojekts)des Teilprojekts)

WIRTSCHAFT

• Etablierung eines Assessment-, Prognose-, Planungs- und Managementtools

• Pipeline-Systeme als technische Komponente der Wasserverteilung

• Einbindung deutscher Institutionen in die Entstehung neuer Großprojekte und Beratung von Entscheidungsträgern

• Technologietransfer- Pilotfarm in Oman- Mikrochip (Entwicklung der TU Dresden)- Filter für radioaktiv belastetes Grundwasser

Vielen Dank fVielen Dank füür Ihre Aufmerksamkeit!r Ihre Aufmerksamkeit!

Danke dem BMBF fDanke dem BMBF füür die finanzielle Unterstr die finanzielle Unterstüützung!tzung!

Weitere Informationen: Weitere Informationen: www.iwaswww.iwas--initiative.deinitiative.de