Globale unterirdische Infrastruktur, anfällig für den Anstieg des Meeresspiegels

Mit dem Anstieg des Meeresspiegels wird das Grundwasser an der Küste näher an die Erdoberfläche gehoben und gleichzeitig salziger und korrosiver. In einer aktuellen Studie von Geowissenschaftlern der University of Hawai’i (UH) in Mānoa wurden Untersuchungen von Experten aus der ganzen Welt zusammengestellt, die zeigen, dass in Städten, in denen es komplexe Netzwerke vergrabener und teilweise vergrabener Infrastruktur gibt, die Interaktion mit diesem flacheren und salzigeren Grundwasser die Korrosion verschlimmert und Versagen kritischer Systeme wie Abwasserleitungen, Straßen und Gebäudefundamente.

Die Forschung ist veröffentlicht im Tagebuch Jahresrückblick auf die Meereswissenschaften.

„Während bekannt ist, dass flacher werdendes Grundwasser letztendlich zu chronischen Überschwemmungen führen wird, wenn es an die Oberfläche kommt, ist weniger bekannt, dass es bereits Jahrzehnte vorher zu Problemen führen kann, da das Grundwasser mit vergrabener Infrastruktur interagiert“, sagte Shellie Habel, Hauptautorin und Küstengeologin der Studie School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST) an der UH Mānoa. „Diese Wissenslücke führt oft dazu, dass Veränderungen des küstennahen Grundwassers bei der Infrastrukturplanung völlig übersehen werden.“

Ziel des Forschungsteams war es, ein Bewusstsein für diese Probleme zu schaffen und von Experten aus der ganzen Welt Ratschläge zu deren Bewältigung zu geben. Habel und Co-Autoren überprüften die vorhandene Literatur, um die unterschiedlichen Auswirkungen auf verschiedene Arten von Infrastruktur zu untersuchen. Darüber hinaus identifizierten sie mithilfe weltweiter Höhendaten und Geodaten, die das Ausmaß der Stadtentwicklung anzeigen, weltweit 1.546 tief gelegene Küstenstädte und -städte, in denen etwa 1,42 Milliarden Menschen leben, die wahrscheinlich von diesen Auswirkungen betroffen sind.

„Der 6. Sachstandsbericht des IPCC sagt uns, dass der Anstieg des Meeresspiegels über Jahrhunderte bis Jahrtausende eine unaufhaltsame und irreversible Realität ist“, sagte Chip Fletcher, Co-Autor der Studie, Interimsdekan von SOEST und Direktor der Climate Resilience Collaborative (CRC) an der UH Manoa. „Jetzt ist es an der Zeit, uns auf die Herausforderungen dieses Problems vorzubereiten, indem wir unsere Gemeinschaften neu gestalten, um sie widerstandsfähiger und sozialer zu machen.“

Verdeckter Schaden

Lange bevor die sichtbaren Auswirkungen von Oberflächenüberschwemmungen sichtbar werden, treibt der Anstieg des Meeresspiegels den Grundwasserspiegel in die Höhe und verlagert salziges Wasser landeinwärts. Dadurch wird die unterirdische Umgebung aggressiver für kritische unterirdische Infrastrukturnetze – vergrabene Entwässerungs- und Abwasserleitungen können beeinträchtigt werden und städtische Verschmutzungen verursachen, und Gebäudefundamente können geschwächt werden.

Umfangreiche vom CRC durchgeführte Untersuchungen haben bestätigt, dass kritische Infrastrukturen auf der ganzen Welt, einschließlich Entwässerung und Keller, derzeit wahrscheinlich von Überschwemmungen aufgrund des steigenden Grundwasserspiegels betroffen sind.

„Der Schaden, der durch das vom Meeresspiegelanstieg beeinflusste Küstengrundwasser verursacht wird, ist oft verborgen und nicht sofort wahrnehmbar“, sagte Habel, der am CRC und am Hawai’i Sea Grant in SOEST arbeitet. „Daher wird es bei Infrastrukturmanagement- und Planungsbemühungen häufig übersehen.“

Informieren über Managementstrategien

Die Studienautoren betonen die Bedeutung von Forschungsbemühungen, die zu fundierten Anpassungsstrategien beitragen können.

„Das Bewusstsein für diese verborgenen Auswirkungen des Meeresspiegelanstiegs ist für den Bundesstaat Hawaii von erheblicher Bedeutung, da sich die Gemeinden entlang tief gelegener Küstenzonen konzentrieren, in denen das Grundwasser im Allgemeinen sehr flach ist“, sagte Habel.

Das CRC arbeitet aktiv mit Partnern im ganzen Land und Infrastrukturmanagern in Hawaii zusammen, um eine umfassende Einschätzung der Auswirkungen auf lebenswichtige Infrastruktur, einschließlich Rohrnetze, Straßen und Gebäude, zu erhalten. Das Verständnis der Auswirkungen und Risiken, die mit dem durch den Anstieg des Meeresspiegels beeinflussten Grundwasser an der Küste verbunden sind, ermöglicht eine effektivere Bewirtschaftung und Anpassung.