„Die Wassersicherheit ist weltweit aufgrund verschiedener Faktoren wie schlechtem Ressourcenmanagement und einem beschleunigten Klimawandel gefährdet.“ Im Juni vergangenen Jahres erinnerte ein offizieller Bericht des Weißen Hauses die Welt an die Dringlichkeit, etwas gegen die Wasserproblematik zu unternehmen. Eine Warnung, die leider einige Wochen später durch einen Hitzesommer bestätigt wurde, der in vielen Teilen der Welt zu zahlreichen Bränden und erheblicher Wasserknappheit führte. Angesichts einer solchen Bedrohung zielt das Programm ATARA (Assistance Tool for wAter Resources mAnagement) von SEGULA Technologies darauf ab, mithilfe der numerische Modellierung bessere Einschätzungen, bezüglich Auswirkungen des Klimawandels sowie menschlichen Einwirkungen auf Gewässer, liefern zu können. „Dieses Programm beruht auf der Entwicklung von Werkzeugen für die hydrodynamische Modellierung und die Wasserqualität. Es wird auf verschiedenen Maßstabsebenen angewandt – vom Gebiet (1D) bis zum See-Ökosystem (2D und 3D). Sobald die Modelle erstellt sind, werden sie in eine von unseren Teams entwickelte Anwendung integriert, die die Ergebnisse analysiert und zusammenfasst“, erklärt Sébastien Bretéché, Leiter Forschung und Innovation (R&I) bei SEGULA Technologies. Mit anderen Worten: ATARA bietet eine Kombination aus Simulation, Data Science, Satellitenbildern und Monitoring, um Entscheidungsfindungen vor Ort in den Ökosystemen zu erleichtern.

Die Qualität von Wasserflächen bewerten und vorhersagen

Im Jahr 2016 begann das ATARA-Programm mit einer ersten Mission zur Optimierung der Wasserkraftproduktion in großer Höhe. Es folgten weitere Experimente, die auf unterschiedliche Herausforderungen wie Landwirtschaft, Wasserkraft, Stauseen oder Biodiversität fokussieren. So hat SEGULA Technologies 2019 beispielsweise die Zusammenarbeit mit dem R&D-Pol ÉCosystèmes LAcustres (ECLA) begonnen, die insbesondere Forscher des Office Français de la Biodiversité (OFB) und des INRAE umfasst (Projekt „ALAMODE“). Die aus dem ATARA-Programm hervorgegangenen Werkzeuge werden seither verwendet, um eine automatisierte 1D-Modellierung der französischen Wasserflächen und ihrer Qualität zu gewährleisten. „Aufgrund der Folgen des Klimawandels gewinnen gute Kenntnisse und Vorhersagen über die Qualität von Gewässern an Bedeutung“, sagt Sébastien Bretéché. „Die größte Herausforderung des Projekts bestand darin, Werkzeuge zur Modellierung von Hydrosystemen in einer Webschnittstelle zusammenzufassen und sie mit nationalen Datenbanken, insbesondere meteorologischen Daten, zu verbinden. Unsere Partner sind nun in der Lage, die Entwicklung der Wasserqualität besser vorherzusagen und somit die Umweltmaßnahmen von nationaler bis lokaler Ebene besser zu priorisieren.“ Im Rahmen dieses ALAMODE-Projekts werden die mit SEGULA Technologies gemeinsam entwickelten Werkzeuge vom F&E-Zentrum ECLA im Rahmen eines nationalen Programms zur Überwachung der Auswirkungen des Klimawandels eingesetzt und verwertet.

Reisfelder besser bewässern

Die Problematik der Wassersicherheit kennt keine Grenzen. In Spanien arbeiten die Teams von SEGULA Technologies am Projekt RISO* in Partnerschaft mit der Universität Córdoba und dem Institut Flumen der Polytechnischen Universität von Katalonien. Die Herausforderung: Die Erstellung eines Modellierungswerkzeugs für die Bewirtschaftung von Reisfeldern. „Die Reisproduktion wird von verschiedenen Faktoren wie Wetter, Wasserstand und -temperatur, Nährstoffgehalt oder Salzgehalt beeinflusst“, erklärt Jordi Prats, Doktor der Umwelttechnik und R&I SEGULA-Pilot, verantwortlich für das RISO-Projekt. „Um den Landwirten zu helfen, ihre Arbeit zu optimieren, entwickeln wir eine Lösung, die auf der Instrumentierung der Reisfelder mithilfe von Messstationen und Satellitenbildern beruht. Diese Informationen werden dann direkt oder über Verbände und lokale Behörden an die Landwirte weitergeleitet.“ So kann verschiedene Herausforderungen begegnet werden, wie die Steigerung der Reisproduktion, die Verbesserung der Reisqualität, die Begrenzung der Methanemissionen oder die Optimierung der Wassernutzung. Während die Bedrohungen rund um die Wasserversorgung noch mehrere Jahrzehnte bestehen bleiben dürfte, soll das RISO-Projekt 2023 enden. „Der Welt ist bewusst geworden, dass uns im Bereich der Wasserwirtschaft extrem komplizierte Situationen bevorstehen. Angesichts dieser Herausforderung können Modellierungswerkzeuge wie die unseres ATARA-Programms konkrete Lösungen bieten. Es scheint dringend geboten, sie einzusetzen, bevor es zu spät ist“, betont Jordi Prats. Im Jahr 2022 ist ein besseres Management der Wasserressourcen keine Frage der Technologie, sondern eine Frage des Überlebens.