November 30, 2021

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Ostafrika: Wie man die Konfrontation um Afrikas größten Wasserkraftwerks-Staudamm in Kooperation umwandelt

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Aus Äthiopien Bekanntmachung Beim Bau des Grand Ethiopian Renaissance Dam (GERD) im Jahr 2011 gab es Meinungsverschiedenheiten zwischen Ägypten und Äthiopien über die Füllung und den Betrieb des Damms. Mit Turbinen von rund 5.100 MW hat es mehr als die doppelte Stromerzeugungskapazität des nächstgelegenen großen Wasserkraftwerks – dem vor 50 Jahren in Betrieb genommenen Upper Assuan Dam in Ägypten.

Äthiopien, als Land stromaufwärts des Nilbeckens, trägt den Löwenanteil des Nilwassers bei. Dies sind drei Nebenflüsse – der Blaue Nil, der Sobat und der Atbara – die 86% des Gesamtflusses des Nils. Mit einer Bevölkerung von über 100 Millionen es ist für seinen Süßwasserbedarf in einzigartiger Weise vom Nil abhängig.

Entsprechend 1959 Nilgewässer-Abkommen zwischen Ägypten und dem Sudan erhält Ägypten einen durchschnittlichen jährlichen Fluss von 55,5 km3 / Jahr (ca. 75% des Flusses aus Äthiopien). Damit stellt das GERD-Projekt die historische Hegemonialstellung Ägyptens am Nilbecken in Frage. Und er strebt danach, die Macht Äthiopiens auf die gemeinsame Nutzung des Nilwassers zu übertragen.

Jenseits der eskalierenden Spannungen und der Komplexität der Politik zwischen den Nilländern lautet eine zentrale Frage: Welche Auswirkungen wird GERD auf die zukünftige Wasserversorgung des Nilbeckens und der Region haben?

Diese Frage hat mich inspiriert Promotionsforschung. Meine Ergebnisse zeigen verschiedene Wege auf, die die von GERD auferlegten Herausforderungen reduzieren und gleichzeitig die Entwicklungsziele aller Länder sicherstellen könnten. Sie sind von der Vorstellung geprägt, dass ein Mangel an Daten – wie Betriebspolitik oder Speicherplänen – die Bewirtschaftung und den Betrieb von Stauseen behindert. Länder mit diesen Daten und deren Weitergabe an ihre Nachbarn wären ein Game-Changer.

Meine Arbeit konzentrierte sich auf den Upper Assuan Dam und GERD als typische Paradigmen großer Wasserkraftwerke in einem grenzüberschreitenden Becken.

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Die in meiner Promotion vorgestellten Wege beantworten folgende Fragen:

  • Können Satellitenbeobachtungen mit hydrologischer Modellierung verwendet werden, um die Funktionsweise von Dämmen im Nilbecken zu verstehen?
  • Wie kann der Assuan-Staudamm seinen Betrieb an die Befüllung und den Betrieb von GERD anpassen?
  • Welchen Wert haben Abflussvorhersagen für die Verbesserung des Funktionierens des Oberen Assuan-Staudamms?
  • Wie können wir vorhandene Modelle und Daten nutzen, um ein operatives System aufzubauen, das die Entscheidungsfindung im Nilbecken unterstützt?

Reise

Kanal 1: Überwachung des Dammbetriebs aus dem All: In eines meiner studienhaben wir die Integration hydrologischer Modellierung mit terrestrischen Satellitenbeobachtungen über dem Nilbecken als Mittel zur Überwachung des Dammbetriebs untersucht.

Dies bietet die Möglichkeit, die Herausforderung des Datenaustauschs zwischen den Nilländern zu bewältigen. Diese Herausforderung zeigt sich insbesondere bei grenzüberschreitenden Flüssen, die von Entwicklungsländern geteilt werden. In den meisten Fällen haben Nachbarländer keine gemeinsamen Betriebsrichtlinien oder Speicherpläne.

Der Erfolg dieses Satellitenrahmens wird wichtige Auswirkungen auf die politischen Entscheidungsträger haben. Es wird ihnen zeitnah Informationen über den Betrieb der Staudämme liefern. Dies wiederum wird ihnen helfen, fundiertere Entscheidungen zu einer Vielzahl von Fragen der Wasserwirtschaft zu treffen.

Pfad 2: Anpassung an zukünftige Herausforderungen

Der Obere Assuan-Staudamm ist als Wasserhahn bekannt, der die einzige Oberflächenwasserquelle in Ägypten kontrolliert. Sein Betrieb basiert auf der Annahme, dass der größte Teil des Flusses des Blauen Nils zu seiner Stromproduktion und Wasserversorgung beitragen wird. Ein Mangel an Vorkehrungen für die Befüllung und den Betrieb von GERD wird den Zustrom weniger vorhersehbar machen.

Daher ist es für Ägypten wichtig, die Veränderungen zu verstehen, die GERD für seine Wassersicherheit bringen wird. Insbesondere muss er wissen, wie der Assuan-Staudamm seinen Betrieb an die bevorstehenden Herausforderungen anpassen muss.

In einem Kürzlich durchgeführte Studie, haben wir einen adaptiven Ansatz für den Upper Assuan Dam vorgeschlagen. Es könnte seinen saisonalen Betrieb ändern, indem es während des Sommers mehr Wasser speichert, anstatt Wasser in der Vergangenheit während der Hochwassersaison (Juni bis September) freizugeben.

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Pfad 3: Verwenden Sie Vorhersagen, um den Betrieb von Staudämmen vorherzusagen und zu verbessern

Die Vorhersage des zukünftigen Klimas kann helfen, effektive adaptive Betriebsentscheidungen zu treffen. Wird ein Dammbetreiber beispielsweise über ein bevorstehendes Trockenjahr informiert, kann er frühzeitig Maßnahmen ergreifen, indem er mehr Wasser speichert, um den erwarteten Rückgang des Flusses auszugleichen.

EIN Vorausschauender adaptiver Lagerstättenbetrieb (FARO; ausgesprochen „Pharao“) wird vorgeschlagen, Strömungsprognosen in die Entwicklung einer adaptiven Betriebspolitik zu integrieren. Dies bietet eine weitere Gelegenheit, die Forschung in die Praxis umzusetzen, indem der Zustrom von GERD (12 Monate im Voraus) vorhergesagt und der Betrieb des Oberen Assuan-Staudamms im Voraus geplant wird.

Das FARO-Framework entwickelt gezeigt dass die Verwendung von Vorhersageinformationen den Betrieb des Oberen Assuan-Staudamms unter verschiedenen Bedingungen erheblich verbessern kann.

Weg 4: Entwickeln Sie gebrauchsfertige Entscheidungsunterstützungssysteme.

Indem ich mir kostenlose Satellitenbeobachtungen zunutze machte, die weltweit in hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung verfügbar sind, operationalisierte ich die Ergebnisse meiner Forschungsarbeit durch a Webportalsystem. Es zielt darauf ab, gesellschaftliche Auswirkungen zu fördern, indem die Ergebnisse wissenschaftlicher Forschung in ein robustes Entscheidungsunterstützungssystem umgewandelt werden.

Das System integriert komplexe Backend-Modelle mit den Bedürfnissen der Frontend-Benutzer. Integration wissenschaftlicher Forschungsergebnisse in das System:

  • Förderung der gesellschaftlichen Anwendungen verschiedener Satelliten-/Vorhersageprodukte im Zusammenhang mit Wasser im Nilbecken;
  • das Potenzial dieser Produkte kommunizieren, um Wassermanagementprobleme zu verstehen; und
  • ein Echtzeit-Tool zur Verfügung stellen, um Verhandlungen über neue Staudammpläne zu erleichtern.

Pfad 5: Förderung von Ausbildung und Kapazitätsaufbau. Die Stärkung der Kompetenzen der Bewohnerinnen und Bewohner der Anrainerstaaten ist unabdingbar, um die bestehenden Instrumente und Modelle zu verstehen und damit zukünftigen Herausforderungen zu begegnen. Die Ergebnisse von a Werkstatt Vor kurzem habe ich über 20 Teilnehmer aus den Nilländern (insbesondere Ägypten, Sudan und Äthiopien) organisiert, um ihre Fähigkeiten mit Satellitenfernerkundungsdatensätzen zu entwickeln. Diskussionen und Kommentare der Teilnehmer tragen dazu bei, die laufenden Forschungsbemühungen zu fördern und führen so zu praxisnäheren Ergebnissen.