Kalifornien ist für eine Vielzahl von Aufgaben auf seine Flüsse und Bäche angewiesen – Wasserversorgung, Hochwasserschutz, Artenschutz und Wasserkrafterzeugung, um nur einige zu nennen. Daher ist es für die Wirtschaft und Ökosysteme Kaliforniens von entscheidender Bedeutung, den Wasserfluss durch das Flussnetz des Staates zu verstehen.
A neue Studie veröffentlicht von Forschern der UC Berkeley in Natur Nachhaltigkeit stellt jedoch fest, dass die Flüsse und Bäche Kaliforniens stark unterüberwacht werden. Dies erschwert eine angemessene Verwaltung der Wasserversorgung, die Kontrolle von Überschwemmungen sowie die Überwachung von Veränderungen der Süßwasser-Biodiversität und das Verständnis der Auswirkungen des Klimawandels auf die Wasserversorgung.
Der Analyse der Autoren zufolge werden lediglich 8 Prozent aller Flüsse und Bäche in Kalifornien durch Pegelmesser überwacht. Mit dieser Technologie wird die Strömung des Wassers flussaufwärts oder flussabwärts von ihrem Installationsort aus gemessen.
„Da der Klimawandel fortschreitet und die Anforderungen an Kaliforniens Wasserressourcen und Wasserinfrastruktur steigen, ist es von entscheidender Bedeutung, zuverlässige, aktuelle und umfassende Informationen über das Wasser in Flüssen und Bächen zu haben“, sagte die Hauptautorin Lucy Andrews, eine Doktorandin in der Abteilung für Umweltwissenschaften, -politik und -management.
„Unsere Arbeit zeigt besorgniserregende Lücken in Kaliforniens Kapazitäten zur Wasserüberwachung auf und schlägt Instrumente zur Behebung dieser Lücken vor.“
Nach der Auswertung der Abdeckung durch Wasserpegel untersuchten Andrews und Co-Autor Ted Grantham, außerordentlicher Professor für Cooperative Extension, inwieweit Wasserpegel wichtige Ziele der Wasserwirtschaft unterstützen, etwa den Staudammbetrieb, die Erhaltung der Artenvielfalt und die Überwachung für wissenschaftliche Forschung.
„Die Messung des Wasserflusses in der Nähe von Staudämmen ist für die Steuerung der Wasserversorgung und die Kontrolle von Überschwemmungen von entscheidender Bedeutung. Unsere Untersuchungen haben jedoch ergeben, dass nur 9 % der großen Staudämme in Kalifornien über einen Pegel flussaufwärts und/oder flussabwärts verfügen“, sagte Grantham.
Die Forscher stellten außerdem fest, dass nur 30 % der Wassereinzugsgebiete mit der größten Artenvielfalt im Süßwasser überwacht wurden. „Kalifornien ist ein Hotspot der Artenvielfalt, aber seine Süßwasserarten gehören auch zu den am stärksten gefährdeten der Welt“, sagte Andrews. „Um diese gefährdeten Arten zu schützen, ist eine stärkere Überwachung dieser kritischen Gewässer erforderlich.“
Schließlich werteten Andrews und Grantham die Überwachung von Flüssen aus, die durch menschliche Aktivitäten nur minimal beeinträchtigt sind. Dies gibt Forschern Aufschluss darüber, wie sich der Klimawandel auf die Hydrologie auswirkt. Sie fanden heraus, dass weniger als 1 % der unbeeinträchtigten Flüsse im Bundesstaat gemessen werden.
Um Möglichkeiten zur Verbesserung der Flussüberwachung aufzuzeigen, modellierten Andrews und Grantham Szenarien, in denen aktuelle Messgeräte verlegt und im ganzen Staat zusätzliche Messgeräte installiert werden, insbesondere in Regionen mit geringer Messgerätedichte.
Sie nutzten einen Optimierungsalgorithmus, um potenzielle Messstellen zu identifizieren und stuften diese dann nach ihrer Relevanz für die Managementziele ein.
Die Autoren fanden heraus, dass einige Standorte mehr als ein Managementziel gleichzeitig unterstützen können, wodurch ein neu konfiguriertes oder erweitertes Überwachungsnetzwerk effizienter, kostengünstiger und relevanter wird.
„Wir hoffen, dass diese Studie ein hoffnungsvolles Bild zeichnet – dass es, auch wenn die Überwachung des Wasserflusses in Kalifornien derzeit unzureichend ist, mit den entsprechenden Investitionen möglich ist, mithilfe der von uns vorgeschlagenen einfachen Computertools bessere Netzwerke zu entwerfen und aufzubauen“, sagte Grantham.
„Wenn wir mehr Informationen über die Wassermenge in unseren Flüssen und Bächen haben, können wir diese in Zukunft besser verwalten.“
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Lucy Andrews et al., Strategischer Entwurf von Messnetzen für nachhaltiges Wassermanagement, Natur Nachhaltigkeit (2024). DOI: 10.1038/s41893-024-01357-z