Grundwasser entsteht, wenn Niederschläge wie Regen und Schnee in den Boden sickern und Flüsse und Seen auffüllen. Diese Ressource liefert Trinkwasser. Eine aktuelle Studie hat die Wissenschaftsgemeinschaft jedoch alarmiert, denn sie sagt voraus, dass bis 2080 etwa drei Millionen Menschen in derzeit unerschlossenen Gebieten Koreas von einer Erschöpfung des Grundwassers betroffen sein könnten.
Ein Forschungsteam unter der Leitung von Professor Jonghun Kam von der Abteilung für Umweltwissenschaften und -technik und Dr. Chang-Kyun Park vom Institut für Umwelt- und Energietechnologie (derzeit für LG Energy Solution tätig) an der Pohang University of Science and Technology (POSTECH) verwendete eine fortschrittliche statistische Methode, um Daten zum Oberflächen- und tiefen Grundwasserspiegel von 2009 bis 2020 zu analysieren und kritische räumlich-zeitliche Muster des Grundwasserspiegels aufzudecken. Ihre Ergebnisse waren veröffentlicht im Journal Wissenschaft der Gesamtumwelt.
Grundwasser ist für Ökosysteme und die sozioökonomische Entwicklung von entscheidender Bedeutung, insbesondere in Bergregionen, in denen Wassersysteme nur begrenzt vorhanden sind. Jüngste soziale und wirtschaftliche Aktivitäten sowie die Stadtentwicklung haben jedoch zu einer erheblichen Übernutzung des Grundwassers geführt.
Darüber hinaus verändern steigende Temperaturen an Land die regionalen Wasserströme und -vorräte. Um dem Klimawandel wirksam zu begegnen, sind daher Wasserpolitiken erforderlich, die sowohl natürliche als auch vom Menschen verursachte Einflüsse berücksichtigen.
In einer aktuellen Studie verwendeten Forscher eine fortschrittliche statistische Methode namens „zyklostationäre empirische orthogonale Funktionsanalyse (CSEOF)“, um Wasserstandsdaten von fast 200 Oberflächen- und tiefen Grundwasserstationen auf der südkoreanischen Halbinsel von 2009 bis 2020 zu analysieren. Diese Analyse half ihnen, wichtige räumlich-zeitliche Muster im Grundwasserspiegel zu identifizieren.
Die erste und zweite Hauptkomponente zeigten, dass die Wasserstandsmuster wiederkehrende saisonale Veränderungen und Dürren widerspiegeln. Während Grundwasser in flachen Schichten stärker auf die Saisonalität der Niederschläge als auf Dürreperioden reagiert, reagiert Grundwasser in tiefen Schichten stärker auf Dürreperioden als auf die Saisonalität der Niederschläge. Dies deutet darauf hin, dass sowohl Grundwasser in flachen Schichten als auch in tiefen Schichten entscheidend ist, um den Wasserbedarf der Bevölkerung zu decken und Dürrefolgen abzumildern.
Die dritte Hauptkomponente war der Rückgang des Grundwasserspiegels im Westen der koreanischen Halbinsel seit 2009. Die Forscher prognostizierten, dass, wenn dieser Rückgang des tiefen Grundwassers anhält, mindestens drei Millionen Menschen in unerschlossenen oder neu erschlossenen Gebieten, vor allem im südwestlichen Teil der Halbinsel, bis 2080 mit einem beispiellosen Grundwasserspiegel als neuem Normalzustand (definiert als Grundwassererschöpfung) konfrontiert sein könnten.
Sollten die Vorhersagen des Forschungsteams zutreffen, wären die Auswirkungen in dürregefährdeten, ungenutzten Gebieten, in denen wir in hohem Maße auf Grundwasser angewiesen sind, besonders gravierend.
Professor Jonghun Kam von POSTECH erklärte: „Durch die Nutzung langfristiger, mehrschichtiger Daten zum Grundwasserspiegel in Korea und modernster statistischer Techniken konnten wir die sich ändernden Muster der tiefen und flachen Grundwasserspiegel erfolgreich analysieren und das Risiko einer Grundwassererschöpfung vorhersagen.“
„Unverzichtbar ist ein integrierter nationaler Entwicklungsplan, der nicht nur regionale Entwicklungspläne, sondern auch Pläne für ein ausgewogenes Wasserressourcenmanagement berücksichtigt.“
Mehr Informationen:
Chang-Kyun Park et al., Räumlich-zeitliche Muster des Grundwassers über Südkorea, Wissenschaft der Gesamtumwelt (2024). DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.172221