Ausarbeitung Klimawandel Wasserverfugbarkeit Brasilien

Ostfalia Hochschule fr angewandte Wissenschaften Standort Suderburg Fakultt Bau Wasser Boden Master Klimawandel und Wasserwirtschaft Arbeiten in Wissenschaft und Technik Leitung: Professor Dr. Birke Wintersemester 2010/2011 Hausarbeit

Klimanderung auf die Wasserverfgbarkeit in Brasilien

Ausgearbeitet von: Bianca Souza Krupinsk Matrikel-Nummer: 70106213

Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis

Seite Abkrzungsverzeichnis.....3 Abbildungsverzeichnis..3 Tabellenverzeichnis...3

1. Einfhrung ....................................................................................................... 4 1.1 Problemstellung ............................................................................................. 4 2. Charakterisierung und regionale Klima in Brasilien in Jahrhundert XX .... 6 3. Problematik und Lsungsmglichkeiten ...................................................... 7 3.1 Das Problem .................................................................................................. 7 3.2 Wasserkreislauf und terrestrischer Wasserhaushalt ...................................... 7 3.3 Wasserverfgbarkeit und Weltwasserverbrauch ............................................ 8 3.4 Wasser in der Atmosphre und im Klimasystem ........................................... 9 4. Auswirkungen des Klimawandels auf verschiedene Wassernutzungen in Brasilien ............................................................................................................... 11 4.1 Wasserdargebot .......................................................................................... 11 4.2 Wasserreserven ........................................................................................... 13 4.3 Zuknftige Flussmenge fr die Grten Flssen in Brasilien....................... 13 4.4 Wasserqualitt ............................................................................................. 15 4.5 Umgang mit der Ressource Wasser ............................................................ 15 4.6 Wasserversorgung und Wasserentsorgung ................................................. 16 4.7 Wasserverbrauch pro Kopf .......................................................................... 16 4.8 Wasserkraft.................................................................................................. 17 4.9 Binnenschifffahrt und Wassertransportwege ............................................... 19 5. Regionale Projektionen zuknftiger Wasserverfgbarkeit in Brasilien ... 22 6. Zusammenfassung und Ausblick ................................................................ 24Literaturverzeichnis ..25


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Abkrzungsverzeichnis

Abkrzungen EUWRRL WBGU Europische Wasserrahmenrichtlinie Wissenschaftliche Beirat der Bundesregierung Globale Umweltvernderungen

Institutionen IPCC IBGE Intergovernmental Panel on Climate Change Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica (Brasilianischen Instituts fr Geografie und Statistik) United Nations

UN

AbbildungsverzeichnisSeite Abb.1 Vernderung des Flussmenge (%) in Sd-Amerika fr 2061-2100......14 Abb. 2 Wasserverbrauch Brasiliens im Vergleich zum weltweiten Wasserverbrauch ......17 Abb. 3 a,b Wasserkraftwerk Tucuru (Amazonas-Nebenfluss Tocantin), Itaipu Staudamm .............................................................18 Abb. 4 Transportwege Brasiliens....20 Abb. 5 Energiequellen Brasiliens....21

TabellenverzeichnisSeite Tab.1 Wasserdargebot nach Lndern....11 Tab. 2 Die fnfte Brasiliens Regionen12


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1. EinfhrungSeit der Entstehung der Erde verndert sich das Klima stndig (KROPP, J. 2009). Klimavernderungen knnen jedoch unterschiedliche Ursachen haben. Neben natrlichen Faktoren kann auch der Mensch das Klima beeinflussen. So kam die Zwischenstaatliche Sachverstndigengruppe fr Klimavernderungen (Intergovernmental Panel on Climate Change, kurz: IPCC), die den Stand der Wissenschaft im Auftrag der Vereinten Nationen zusammenfasst, zu dem Schluss, dass die Erwrmung der Erdatmosphre seit Beginn der Industrialisierung hauptschlich durch die Anreicherung von Treibhausgasen durch den Menschen hervorgerufen wird (IPCC 2007). Unter dem Begriff Klimaschutz werden Manahmen verstanden, die einer anthropogen verursachten globalen Erwrmung entgegen wirken und mgliche Folgen ab mindern oder ganz verhindern sollen (Mitigation). Da der Klimawandel aus Sicht vieler Experten jedoch bereits nicht mehr vllig gestoppt, sondern lediglich noch gemildert bzw. begrenzt werden kann, sind Anpassungsmanahmen an die Folgen der Klimavernderung zwingend notwendig geworden (Adaptation). Jedoch wirkt sich der Klimawandel auf unterschiedlichste Bereiche aus, die in einem Gesamtkontext betrachtet werden mssen (ZEBISCH et al. 2005). Die Auswirkungen einer Klimavernderung sind sehr komplex und meist nicht mit einfachen Mitteln fassbar. Wichtigsten Faktoren der natrlichen Klimabeeinflussung: Vulkaneruptionen, Land-, MeerVerteilung, Meere, Biosphre, Bodenbeschaffenheit, Atmosphrisch Zusammensetzung, Solarstrahlung und Astrophysikalische Parameter. Wichtigsten Faktoren der anthropogener Klimabeeinflussung: Wassermanagement, Bebauung, Industrie, Verkehr, Verbrennung, Landwirtschaft, Knstliche Bewsserung, etc. (Uwe R.Wesp, 2011). In der vorliegenden Arbeit wurde daher vom Verfasser ein Einblick ber dem heutigen und zuknftigen Brasilien Situation mit dem Ausgang mit dem Wasserverfgbarkeit und Klimawandel.

1.1 Problemstellung

Der Planet Erde hat zwei Drittel seiner Oberflche belegt mit Wasser - sind etwa 360 Millionen km2. Allerdings ist 98% des verfgbaren Wassers auf der Erde salzig. Es gibt viele Nutzung des Wassers, z.. Wasser zum Trinken, husliche Versorgung, Industrie-


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Versorgung, Landwirtschaft, Erholung und Freizeit, Stromerzeugung, Navigation, Harmonie Landschaft, Artenschutz, Flora, Bewsserung, etc. Brasilien hat eine privilegierte Stellung in der Welt in Bezug auf die Verfgbarkeit von Wasserressourcen. Der durchschnittliche jhrliche Fluss der Flsse in Brasilien ist etwa 180.000 m3/s. Dies entspricht etwa 12% der weltweiten Verfgbarkeit von Wasserressourcen, die 1,5 Millionen m3/s. Wenn Bercksichtigung der Flsse in einem fremden Land und die in Brasilien gekommen, haben wir viel mehr Wasser (Amazonas: 86,321 Mio. m3/s; Uruguay: 878 m3/s Paraguay: 595 m3/s) erreicht die Summe der durchschnittlichen Flow-Werte von rund 267 000 m3/s (18% der weltweiten Verfgbarkeit). Der Amazonas hlt 74% der Oberflchengewsser Ressourcen und hat weniger als 5% der Bevlkerung bewohnt. Die niedrigste Abflussmenge durchschnittliche Pro-Kopf ist fr das Einzugsgebiet3

der

Nord-Ost

beobachtet,

im

Durchschnitt

weniger

als

1.200

m /Einwohner/Jahre. In einigen Becken dieser Region sind aufgezeichneten Werte von weniger als 500 m3/Einwohner/Jahr. In der semi-ariden Regionen, wo das Phnomen der Drre besonders schwer ist, ist Wasser ein entscheidender Faktor fr die lokale Menschen (GEO Brasil, 2007). Die Verfgbarkeit von Wasser in Brasilien ist stark abhngig vom Wetter. Der jhrliche Zyklus der Niederschlge und Abflsse im Land schwankt zwischen die Variabilitt des Klimas mit den Phnomenen der El Nio, La Nia, oder die Variabilitt der Temperatur der Meeresoberflche von Atlantik. Die Anomalie in Klima (Klimanderung), produziert schwere Drre, wie in 1877, 1983 und 1998 im Nordosten Brasilien, 2004-2006 in Sd-Brasilien, 2001 in den Mittleren Westen und Sdosten, und im Jahre 1926, 1983, 1998 und 2005 im Amazonas Gebiet. (JOS A. MARENGO, 2007). Die Beziehung zwischen menschlichen Aktivitten und den Klimawandel, wichtigen Anlass zur Sorge und Interesse der ganzen Welt. So knnen wir nicht leugnen, dass das Klima verndert und dass menschliche Aktivitten teilweise verantwortlich sind. In der Tat, des IPCC Third Assessment ist zu einem

Bericht hat festgestellt, dass "es gibt neue und strkere Beweise dafr, dass Groteil der Erwrmung zu beobachten in den letzten 50 Jahren ist auf menschliches Aktivitten vergeben. (IPCC 2007).


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2. Charakterisierung und regionale Klima in Brasilien in Jahrhundert XXDie Identifizierung des menschlichen Einflusses auf den Klimawandel ist eines der wichtigsten Aspekte (IPCC, 2001 c). Die beobachteten Vernderungen des Klimas sind unwahrscheinlich aufgrund interner Variabilitt des Klimas, dh dass die Klima nder sich mit externe Einflsse. Die beobachteten Vernderungen stehen aufgrund einer Kombination von anthropogenen und natrlichen Wirkungen Antriebe. (IPCC 2001 a-c). Im Sden Brasiliens und im Norden Argentiniens, wurde Trends fr strkere Niederschlge und steigen von Flsse abflussmenge seit der Mitte des zwanzigsten Jahrhunderts beobachtet. In der Amazonas Gebiet, auch wenn die Entwaldung hat sich ber die letzten zwanzig Jahren stark zugenommen, nicht signifikante Trends in Niederschlag und Abflussmengen von Gewssern in diese Region erkannt waren. (JOS A. MARENGO, 2007). Im Nordosten, hat eine kleine Zunahme der Niederschlge, aber der Trend ist statistisch nicht signifikant. Studien ber Vernderungen in extremen Klima (Niederschlge, Temperaturen, Strme) sind nur wenige in diese Region und die Ergebnisse sind schlechte aufgrund der Qualittloss oder das Fehlen von zuverlssigen tglichen klimatologischen Informationen. (JOS A. MARENGO, 2007). Auswirkungen von El Nio und La Nia sind in Regionen des Landes beobachtet, und es ist mehr intensiv im Norden, Nordosten (Drren whrend El Nio) und Sdbrasilien (trocken whrend La Nia und bermige regen und berschwemmungen whrend El Nio). Wenn das El-Nio Erhhung in der Frequenz oder Intensitt in der Zukunft, wird Brasilien in Trockenheit oder berschwemmungen und Hitzewellen hufiger ausgesetzt. Allerdings ist noch gro die Unsicherheit, dass diese nderungen auftreten. Und einige extremen Witterungsverhltnissen kann unabhngig von El Nio oder La Nia passieren. (JOS A. MARENGO, 2007).


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3. Problematik und Lsungsmglichkeiten3.1 Das Problem

Wasser hat eine zentrale Bedeutung fr Mensch und Umwelt. Wasser formt Landschaften und seine jahreszeitliche Verfgbarkeit prgt Flora und Fauna. Die Bewltigung von zu viel, zu wenig oder zu schmutzigem Wasser begleitet die gesamte menschliche Kulturgeschichte. Mit der globalen Klimanderung verndert sich der Wasserkreislauf, insbesondere die Quelle erneuerbaren Swassers, nmlich der Niederschlag. Grund ist die mit der globalen Erwrmung einhergehende Intensivierung des Wasserkreislaufs: Einerseits kann die Luft durch die erhhte Atmosphrentemperaturen generell mehr Feuchtigkeit aufnehmen was zu greren Niederschlagsintensitten fhren kann , andererseits wird durch die erhhten Verdunstungsraten der Atmosphre mehr latente Wrmeenergie zugefhrt, die bei der Kondensation wieder frei wird. Dies fhrt zu vergrerten atmosphrischen

Energieumstzen. In manchen Regionen sind heftigere Niederschlge, in anderen aber entgegengesetzte Extreme, nmlich lngere und hufigere Trockenperioden und Drren die Folge. Die Abschtzung der zuknftigen rumlichen und zeitlichen Verteilung der terrestrischen Wasserverfgbarkeit gehrt zu den zentralen wissenschaftlichen

Herausforderungen des 21. Jahrhunderts (WBGU, 1997). Dies gilt insbesondere fr klimasensitive Gebiete, in denen bereits geringe nderungen der gro skaligen atmosphrischen Randbedingungen zu erheblichen regionalen Auswirkungen auf

Niederschlag und Abflussverhalten fhren knnen. (H. Kunstmann, G.Partenkirchen, 2009).

3.2 Wasserkreislauf und terrestrischer Wasserhaushalt

Das Wasser auf der Erde Befindet sich in einem stndigen Kreislauf. Wasser verdunstet aus den Meeren und ber den Kontinenten und gelangt so in die Atmosphre. Der Wasserdampf steigt auf, bildet Wolken, und das Wasser fllt als Regen, Hagel oder Schnee wieder auf die Erde. Sonneneinstrahlung, Schwerkraft und Erdrotation bewirken den gro skaligen Transport und die Phasenumwandlungen des Wassers. Ein Teil des Niederschlags ber den Landmassen wird von der Vegetation aufgefangen und gelangt ber die Evapotranspiration zurck in die Atmosphre. Fllt der Niederschlag auf die Erde, so verdunstet auch hiervon ein Teil. Der Rest versickert im Erdreich, wo er langsam bis zum Grundwasser durchsickert oder hangabwrts fliet. So werden Flsse und Seen gespeist, die wiederum was Wasser bis in die Meere transportieren. (H. Kunstmann, G.Partenkirchen, 2009).Klimanderung auf die Wasserverfgbarkeit in Brasilien

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Die Erde ist nach heutigem Wissen der einzige Planet, auf dem Wasser in greren Mengen und in allen drei Aggregatszustnden gasfrmig, flssig und fest vorkommt. Die Erdoberflche wird von Wasser dominiert: Weltmeere, Eisflchen, Seen, Flsse und Feuchtgebiete ergeben eine Wasserbedeckung von 75 %. Der gesamte Vorrat an Wasser auf unserem blauen Planeten ist riesig (etwa 1,56 Milliarden km3, das entspricht einem Wrfel mit einer Kantenlnge von rund 1.100 km), jedoch ist mit ber 94 % der grte Anteil Salzwasser der Ozeane und nur 6 % sind als Swasser auf den Kontinenten zu finden. Der grte Teil der gesamten Swasservorkommen ist tiefes Grundwasser (65 %) oder in Gletschern und Eismassen gebunden (ca. 30 %) und damit fr den Menschen nicht zugnglich. Die nutzbaren Swasservorrte aus Flssen und Seen machen nur 0,35 % des gesamten Swassers aus (z.B. Lozn et al., 2005).

3.3 Wasserverfgbarkeit und Weltwasserverbrauch ber den Landmassen fallen pro Jahr etwa 110.000 km3 Niederschlge (das entspricht einem Wrfel mit einer Kantenlnge von 48 km). Davon verdunsten jhrlich etwa 50000km 3 aus natrlicher Vegetation und den Bden und weitere 18.000 km3 aus Regenfeldanbau landwirtschaftlich genutzter Flchen. Die brigen 42.000 km3 sammeln sich in Flssen, wovon aber nur 13.000 km3 fr den Menschen zugnglich sind (letzteres entspricht einer Wrfelkantenlnge von 23 km). Davon werden wiederum 2000 km3 zu Bewssrung in der Landwirtschaft eingesetzt, wo sie verdunsten (Postel et al., 2006; Lozn et al., 2005). Weiterhin wird pro Jahr etwa 800 km3 Swasser aus Grundwasserleitern entnommen (H. Kunstmann, G. Partenkirchen, 2009). Etwa ein Viertel dieser Entnahmen ist nicht nachhaltig in dem Sinne, dass diese langfristig unter den heutigen klimatischen Bedingungen nicht durch Neubildung ersetzt werden. Sie fhren also zu einer kontinuierlichen Zehrung der unterirdischen Wasserspeicher. Die durch den menschlichen Eingriff auf landwirtschaftlich genutzten Flchen verdunstete Wassermenge (20.000 km3 insgesamt) hat also schon fast die Hlfte der Verdunstungsmengen natrlicher kosysteme erreicht (50.000 km3). Dies zeigt, dass die Landwirtschaft hinsichtlich des verfgbaren Swassers ein starker Konkurrent fr die natrliche Vegetation ist. Der globale Wasserverbrauch durch Landwirtschaft, Industrie und Haushalte wird derzeit auf etwa 4.200 km3 pro Jahr geschtzt (das entspricht einem Wrfel mit einer Kantenlnge von 16 km). Davon entfallen 70 % auf die Landwirtschaft. Der Vergleich mit den zugnglichen erneuerbaren Swasserreserven (13000 km3) zeigt, dass der Mensch bereits jetzt 1/3 aller zugnglichen

Swasserressourcen nutzt. Diese Zahlen stellen Mittelwerte ber Zeit und Raum dar, so


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dass regional starke Verteilungsunterschiede bestehen, denn z.B. werden Drren gegen berschwemmungen gemittelt. (H. Kunstmann, G.Partenkirchen, 2009). Stellt man diesen Nutzungsgrad der begrenzten Ressource Swasser von 1/3 der exponentiellen Zunahme der Weltbevlkerung gegenber (es wird eine Zunahme um weitere 3 Milliarden von 2000 bis 2050 auf 9 Milliarden erwartet) und bercksichtigt zustzlich den berproportionalen Anstieg des Wasserverbrauchs (im 20. Jahrhundert gab es eine Versechsfachung des Wasserverbrauchs bei einer Verdreifachung der Weltbevlkerung), so wird deutlich, warum verstrkt von einer Weltwasserkrise gesprochen wird. Es zeigt ebenso, warum der nachhaltige Umgang mit der Ressource Wasser zu den groen

Herausforderungen der Gegenwart und der nahen Zukunft gehrt. Ein nachhaltiges Wassermanagement erfordert Abschtzungen der zuknftigen rumlichen und zeitlichen Verteilung der Niederschlge sowie der oberflchlichen Abflsse. Die zuknftige Wasserverfgbarkeit wird aber von der Globalen Klimanderung beeinflusst, da das Wasser selbst zentraler Teil des Klimasystems ist. Verlssliche Abschtzungen zuknftiger Niederschlags- und Abflussverteilungen erfordern die Bercksichtigung der komplexen Rckkopplungsmechanismen zwischen Wasser und Klima. (H. Kunstmann, G.Partenkirchen, 2009).

3.4 Wasser in der Atmosphre und im Klimasystem

Von den Komponenten im Erdsystem, die das Klima der Erde bestimmen, ist die Atmosphre diejenige mit der hchsten Mobilitt. Mit einer typischen Zeitskala von etlichen Tagen zwischen Verdunstung und Niederschlag, stellt der atmosphrische Wasserkreislauf die Verbindung zu den langsam reagierenden Reservoiren Ozean und Eis dar. Der atmosphrische Wasserkreislauf besteht aus dem Transport von Wasserdampf sowie aus den Phasenumwandlungen zu flssige und feste Wasserpartikeln in den Wolken, die mit groen Energieumwandlungen und Flssen verbunden sind. Obwohl die Atmosphre nur 0,001 % des auf der Erde verfgbaren Wassers enthlt und der Massenanteil des gasfrmigen Wassers an der Zusammensetzung der realen Atmosphre im Mittel nur 0,25 % betrgt, kommt dem atmosphrischen Wasser eine besondere Bedeutung im Klimasystem zu. Wasserdampf absorbiert und emittiert sehr effektiv im infraroten Strahlungsspektrum und stellt das wichtigste Treibhausgas in der Atmosphre dar. Ohne Treibhausgase wrde die mittlere Temperatur an der Erdoberflche nicht ca. 15C, sondern -15 bis -18 betragen. Zu diesem natrlichen Treibhauseffekt von ca. 30 bis 33C trgt der Wasserdampf in der


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Troposphre (das ist die Atmosphre bis ca. 10 km Hhe) mit etwa 20,6C bei. (H. Kunstmann, G.Partenkirchen, 2009). Abschtzungen der aufgrund der anthropogenen Treibhausgas-Emissionen und der damit verbundenen globalen Erwrmung vernderten Wasserverfgbarkeit erfordern daher die genaue Kenntnis und die Quantifizierung der Prozesse des atmosphrischen

Wasserkreislaufs und ihrer Wechselwirkung mit der Landoberflche und den Ozean. Zur Quantifizierung werden Klimamodelle eingesetzt, die physikalische Erhaltungsgleichungen (z.B. fr Masse, Energie und Impuls) und physikalische Zustandsgleichungen (z.B. die Gasgleichung) bei gegebenen Anfangs- und Randbedingungen numerisch lsen. (H. Kunstmann, G.Partenkirchen, 2009).


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4. Auswirkungen des Klimawandels auf verschiedene Wassernutzungen in BrasilienIn den folgenden Unterkapiteln werden mgliche Auswirkungen des Klimawandels auf die Wasserdargebot, Wasserreserven, Wasserqualitt, Wasserversorgung, Wasserentsorgung, Wasserverbrauch, die Wasserkraft, die Binnenschifffahrt und den Gewsserzustand beschrieben.

4.1 Wasserdargebot

Brasilien verfgt ber etwa 12% des Trinkwasservorkommens des Planeten (Tabelle 1). Jedoch werden dieses Wassers genutzt und ungleich an Bevlkerung, Industrie und Landwirtschaft im ganzen Land verteilt. Die brigen 70% des Trinkwassers konzentrieren sich auf das Amazonasgebiet. Das Wasser die verfgbar sind, sind folgendermaen ber das Land verteilt: 70% befinden sich wie gesagt in den nrdlichen Regionen, insbesondere im Amazonasgebiet, 15% im Mittleren Westen, 12% im Sden und Sdosten und 3% im Nordosten (Almanaque Brasil Socioambiental, 2006).

Wasserdargebot (Deflvio mdio) -1998 Regionen Total (km /Jahr) Afrika Amerika Mittel Amerika 3 996 5 308.60 1 056.673

Wasserkonsum Total (km /Jahr) 145.14 512.43 96.01 106.21 36.47 1633.85 455.29 16.73 32403

Per capita (m /Einwohner/Jahr)3

Per capita 3 (m /Einwohner/Jahr) 202 1798 916 335 246 542 625 591 645

5 133.05 17 458.02 8 084.08 30 374.34 30 374.34 3 679.91 8 547.91 54 794.64 6 998.12

Sd Amerika 10 080.91 Brasilien Asien Europa Ozeanien Welt 5 744.91 13 206.74 6 234.56 1 614.25 41 497.73

Tab. 1: Wasserdargebot nach Lndern Quelle: Almanaque Brasil Socioambiental, 2006. bersetzt von Souza.


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Insbesondere problematisch ist die Wasserverfgbarkeit im Sdosten und im Nordosten Brasiliens. Der Sdosten verfgt beispielsweise ber nur 6% des gesamten brasilianischen Wasservorkommens (Tabelle 2), was angesichts der dichten Besiedlung dieser Region ein groes Defizit darstellt. Dieses Wasserdefizit wird erheblich durch die Tatsache verstrkt, dass in dieser Region fast die Hlfte aller landwirtschaftlichen Produkte in Form von Bewsserungslandwirtschaft erzeugt wird. Auerdem lebt in den sdstlichen

Bundesstaaten knapp 50% der Gesamtbevlkerung Brasiliens, die mit Trinkwasser versorgt werden muss. Der ebenfalls im Sdosten gelegene Bundesstaat Sao Paulo gilt als das wirtschaftliche Zentrum des Landes, dessen Industrie einen hohen Wasserbedarf hat. 30 der 50 grten Unternehmen Brasiliens sind hier ansssig, und 50% des industriellen Bruttoinlandsproduktes werden hier erwirtschaftet. Die Wasserknappheit der Region stellt auch fr die Unternehmen ein zunehmendes und gravierendes Problem dar. Bestimmte von Industrie geprgte Gegenden des Bundesstaates So Paulo, droht der Verlust industrieller Investitionen, was die Unternehmen verstrkt dazu anhlt nach Alternativen in der Wasserversorgung zu suchen. Ein Beispiel ist der Capuava Petrochemical Complex, in der Mau Region (Sao Paulo). Diese Firma nutzt das fr ihre Produktion bentigte Wasser mehrmals. Diese Alternative ist ebenso gut wie notwendig, da die Trinkwasserverfgbarkeit in der Umgebung kaum noch vorhanden ist.

RegionNorden

Einwohner13 Millionen

CharakteristikReiche Wasservorkommen, dnne Besiedlung, wenig industrielle Entwicklung Groe Bevlkerungsdichte, wenig Wasser-vorkommen, stark schwankender Niederschlag Geringe Bevlkerungsdichte, 15% der WasserRessourcen Brasiliens Hohe Bevlkerungsdichte 6% der Wasserressourcen, starker Industriebesatz und grte landwirtschaftliche Produktion (Bewsserungslandwirtschaft) Hohe Bevlkerungsdichte, 6% der Wasser-Ressourcen fortgeschrittene (Bewsserungs-) Landwirtschaft und Industrie

Nordosten

47 Millionen

Mittlerer Westen

12 Millionen

Sdosten

72 Millionen

Sden

25 Millionen

Tab. 2: Die fnfte Brasiliens Regionen Quelle: Almanaque Brasil Socioambiental, 2006. bersetzt von Souza.


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4.2 Wasserreserven

Mit den Vernderungen des Klimas entstehen Ungleichgewichte in der Verteilung der Niederschlge. Dies erschwert in manchen Regionen ein Wiederauffllen der natrlichen Wasserressourcen, wodurch ganze kosysteme aus dem Gleichgewicht gebracht werden. Diese Vernderungen fhren vor allem zu einer fortschreitenden Wstenbildung

(Desertifikation) im Nordosten Brasiliens, sowie im Sden des Landes. Mit der Desertifikation geht eine Degradation des Bodens einher, was vor allem die sdlichen Regionen, die von Landwirtschaft geprgt sind vor ein groes Problem stellt. In diesen Gebieten wird es immer schwieriger werden eine stabile Produktion aufrecht zu erhalten. Die Landwirtschaft, die durch den Einsatz knstlicher Bewsserungsanlagen immens viel Wasser verbraucht, ist verantwortlich fr den Verbrauch von 70% des Gesamtvolumens des Wassers aus Flssen, Seen und unterirdischen Quellen. (Dal Marcondes, 2011). Ein Groteil des Swassers ist im unterirdischen Wasserreservoir gespeichert. Das grte unterirdische Wasserreservoir der Welt, das Aquifer Guarani, befindet sich zu 70% auf brasilianischen Territorium. Schtzungen gehen davon aus, dass das Grundwasservolumen ca. 112.000 km3 betrgt und ungefhr 300.000 Brunnen zur Wasserversorgung genutzt werden. (Dal Marcondes, 2011).

4.3 Zuknftige Flussmenge fr die Grten Flssen in Brasilien

In Brasilien sind die Flssen So Francisco, Amazonas und Paran-Prata sehr wichtig und einen Potenzial fr die Wasserkraftwerke in das Land. Angesichts der hohen Anflligkeit des Amazonas kosystem und die Bevlkerung der semi-ariden Region auf Vernderungen des Klimas sind diesen Flsse sehr wichtig auch fr die kologischen, sozialen, wirtschaftlichen und landwirtschaftlichen Aspekts des Landes. Menschliche Aktivitten verndern das hydrologische Regime und den Flussmenge der Flsse weltweit. Aufgrund der steigenden Temperaturen auf dem Planeten, und der nderungen in den Aktivitten von Pflanzen, durch die Zunahme von Kohlendioxid in der Atmosphre, wird diese Vernderungen schlechtes Konsequenzen fr die Erzeugung von Nahrungsmitteln, oder die steigen von berschwemmungen und mehr Schden an kosystemen fhren knnen. Die Vernderung des Klima von Hadley Centre for Climate Prediction and Research (UK Met Office 2005), zeigen dass in Jahrhundert XXI (2061-2100) es gibt eine steigen des Wasser Niveau von 2% in die Flssen Weltweit bis 2020. Mit der Zunahme von 7% in derKlimanderung auf die Wasserverfgbarkeit in Brasilien

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Konzentration von Kohlenstoff in der Atmosphre auf Pflanzen erhht die Mglichkeit von berschwemmungen und Erdrutschen in verschiedenen Orts der Welt (HadCGEM1, Scenario A1B).

Abb. 1 Vernderung des Flussmenge (%) in Sd-Amerika fr 2061-2100. Szenario A1B (Modell HadGEM1) (UK Met Office, 2005)

In Brasilien wird die Abflussmenge in den semi-ariden Gebieten von zwischen 25% und 150% steigen. In dem Amazonas und dem Pantanal wird zwischen 25% und 50% reduziert, und das Becken Paran-Prata wird die Flussraten von zwischen 20-40% erhhen. Dieser Anstieg in Becken paran-Prata ist fr die Zukunft simuliert und es passt mit den beobachteten Anstieg Abfluss in das Becken von 1970 bis 2000, und hindeuten dass die natrliche Variabilitt des Klimas, mit der erhhte Konzentration von Treibhausgasen sind verantwortlich fr die Zunahme der Flussmenge (Abbildung 1). (JOS A. MARENGO, 2007). Die mgliche Reduzierung des Abflusses im Amazonas kann auf die regionale Biodiversitt, Handel, Transport und Wasserkraft-Potenzial in dieser Region schwierig Auswirkungen haben. Im Sden Brasiliens, konnten berschwemmungen hufiger und intensiv auftreten.Klimanderung auf die Wasserverfgbarkeit in Brasilien

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Brasilien muss etwas tun ber die Treibhausgas-Emissionen. Heutzutage Brasilien Beitrag ber 4% der gesamten weltweiten Treibhausgas-Emissionen, die uns unter den Top-Strahler setzen. Diese Emissionen sind in erster Linie durch Abholzung und Waldbrnde erzeugt, die ber 75% unserer Emissionen reprsentieren. (JOS A. MARENGO, 2007)

4.4 Wasserqualitt

Insbesondere in den groen Stdten der Kstengebiete gibt es Probleme mit der Wasserqualitt. Sauberes Wasser wird hier immer seltener und damit auch immer teurer. Ein groer Teil der Kstenregionen Brasiliens sind durch bervlkerung und die entsprechenden landwirtschaftlichen und industriellen Aktivitten bedroht. Denn dort lebt mehr als die Hlfte der Bevlkerung des Landes. Und es werden hier noch immer rund 70% der Abwsser von Industrie und 90% der Abwsser der Bevlkerung unbehandelt ins Meer geleitet. (GEO Brasil, 2007). Es gibt noch ein weiteres Problem der Wasserverschmutzung, nmlich die Verschmutzung durch Oberflchenabfluss in der Landwirtschaft. Sie tritt dann ein, wenn die Landwirtschaft Pestizide auf ihren Pflanzungen einsetzen. Vor allem eine bliche Praxis bei Monokulturen (die vielfach in Brasilien anzutreffen sind), da die Konzentration einer einzigen Art die Aufmerksamkeit der spezifischen Schdlinge hervorruft. Mit dem ersten Regen nach Anwendung des Giftes, transportiert das Wasser das Pestizid zu einem nahe gelegenen Abfluss, der danach in einen Fluss mndet. Und da ein Fluss ber eine sehr breite Nutzbarkeit verfgt, zieht seine Verschmutzung einen Verlust an Trinkwasser, Fischsterben und mgliche Vergiftungen bei Menschen nach sich. In Brasilien fhrt die

Wasserverschmutzung, insbesondere durch die Landwirtschaft also dazu, dass ein groer Teil der Bevlkerung nicht mit sauberem Trinkwasser versorgt werden kann. (GEO Brasil, 2007).

4.5 Umgang mit der Ressource Wasser

Brasilien verfgt eigentlich ber eine ausreichende Menge an Swasserressourcen. Allerdings sind diese Ressourcen ungleich ber das Land verteilt. Auerdem ist in Brasilien ein sehr nachlssiger Umgang der Bevlkerung mit der Ressource Wasser zu verzeichnen. Das liegt wohl vor allem daran, dass die Wasserpreise sehr niedrig sind, und bis vor kurzem das Wasser fr Industrie, Landwirtschaft und Bevlkerung sogar kostenlos zur Verfgung stand (gezahlt wurde nur fr die Wasserverteilung). Probleme in der Wasserversorgung sindKlimanderung auf die Wasserverfgbarkeit in Brasilien

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insbesondere im Zusammenhang der fortschreitenden Urbanisierung und dem steigendem Wasserverbrauch der stdtischen Bevlkerung zu sehen. Des Weiteren weist die Kanalisation Brasiliens groe Mngel auf. Innerhalb des Leitungssystems gehen rund 4060% an Wasser durch Leckagen und Diebsthle verloren. (GEO Brasil, 2007).

4.6 Wasserversorgung und Wasserentsorgung

Etwa 96% aller Gemeinden sind an ein Frischwassernetz angeschlossen und etwa 90% der stdtischen Bevlkerung. Somit sind 72% der Gesamtbevlkerung mit Trinkwasser versorgt. (IBGE, 2010). Die Qualitt variiert dabei erheblich. Auf lokaler Ebene ist die

Wasserversorgung direkt abhngig vom Einkommensniveau des Stadtgebiets, mit vielen Versorgungslcken in den armen Vierteln (den Favelas). Wassermangel tritt wie oben bereits erwhnt, vor allem in den Regionen mit geringen Wasservorkommen und hoher Bevlkerungsdichte auf. Zustzlich treten hier auch Kontaminationsprobleme auf, deren Beseitigung mit hohen Kosten verbunden ist. Der Wassermangel treibt auch die Versorgungskosten in die Hhe, da die sauberen Brunnen und Fliegewsser immer weiter entfernt von den urbanen Zentren liegen. In trockenen Jahren besteht die Gefahr, dass die Trinkwasserversorgung fr die Haushalte besonders im Nordosten zusammenbericht (Aqua Latina, 2010). Die Abwasserentsorgung ist regional sehr verschieden. In den lndlichen Gebieten ist, mit Ausnahme des Sdostens, eine Abwasserentsorgung so gut wie nicht existent. In stdtischen Gebieten liegt die Anschlussrate an das Kanalisationsnetz bei etwa 53%. Es bestehen jedoch auch hier erhebliche regionale Unterschiede. Whrend beispielsweise in den stdtischen Gebieten des strak industrialisierten Sdostens ca. 75% der Bevlkerung Anschluss ans das Kanalisationsnetz haben, sind es im Norden nicht einmal10% (Aqua Latina, 2010). Noch defizitrer ist die Abwasserbehandlung. Es werden in Brasilien nur ca. 25% der kommunalen und stdtischen Abwsser durch Klranlagen gereinigt, bevor sie in Flsse, Seen und Meere geleitet werden (Dal Marcondes, 2011).

4.7 Wasserverbrauch pro Kopf

Der durchschnittliche Wasserverbrauch pro Person in Brasilien liegt zwischen 250 bis 400 Liter pro Tag. Dies ist rund das Doppelte der von der UN empfohlenen durchschnittlichenKlimanderung auf die Wasserverfgbarkeit in Brasilien

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Menge von 110 Liter pro Tag. Der Hauptverbraucher des Wassers ist mit 59% die Landwirtschaft. Die Haushalte verbrauchen 22% und die Industrie 19% des zur Verfgung stehenden Wassers (Abbildung 2).

Wasserverbrauch Brasilien

22%

59%

19%

Bevlkerung

Industrie

Landwirtschaft

Wasserverbrauch Welt

23% 7% 70%

Bevlkerung

Industrie

Landwirtschaft

Abb. 2: Wasserverbrauch Brasiliens im Vergleich zum weltweiten Wasserverbrauch Quelle: Aquastats (Relatorio da FAQ-ONU de 2003), Wourld Development Indicators (Relatorio do Banco Mundial de 2003); Atlas da gua (2005), de Robin Clarke e Jannet King. bersetzt nach Souza

4.8 Wasserkraft

Etwa 95 % der Elektrizitt wird in Brasilien durch Wasserkraft erzeugt. Vier groe Flusssysteme versorgen das Land mit Wasser: der Amazonas, der Tocantins, der Paran und der So Francisco. Das Itaipu-Wasserkraftwerk ist das zweitgrte seiner Art auf der Welt. Es liegt an der Grenze von Brasilien und Paraguay und deckt allein 25 % des Elektrizittsverbrauchs von Brasilien und mehr als 80 % des Elektrizittsverbrauches von Paraguay. Jahr 2002 gab es bereits 494 Staudmme im gesamten brasilianischenKlimanderung auf die Wasserverfgbarkeit in Brasilien

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Staatsgebiet und bis zum Jahr 2015 soll diese Zahl auf 1088 erhht werden. (GEO Brasil, 2007).

Tucuru -Stausee und Itaipu Staudamm

Abb. 3a: Wasserkraftwerk Tucuru (Amazonas-Nebenfluss Tocantin), und Abb. 3b: Itaipu Staudamm Quelle: Itaipu Staudamm, 2010

Einer der grten Stauseen in Brasilien ist der Tucuru-See mit 2.430 km2 (Abbildung 3a). Das Wasserkraftwerk Tucuru hat eine Kapazitt von 4.000 MW. Zum Vergleich: Ein Atomkraftwerk erzeugt dagegen nur 1.300 MW (Wikipedia, 2011). Itaipu (auch Itaipu Binacional wegen der Beteiligung zweier Nationen Paraguay und Brasilien, auf Guaran bedeutet Itaipu: singender Fels) ist der Name eines

Wasserkraftwerkes und der dazugehrigen Itaipu-Staumauer sowie des Itaipu-Stausees am Paran an der Grenze zwischen Paraguay und Brasilien (Abbildung 3b). Bis zur Fertigstellung des Drei-Schluchten-Stausees in der Volksrepublik China im Jahr 2006 war Itaipu bezglich der Leistung das grte Kraftwerk der Erde berhaupt. Aufgrund der hohen Auslastung der Turbinen bleibt Itaipu hinsichtlich der Jahresenergieproduktion auch nach 2006 an erster Stelle. Itaipu hat eine Ausbauleistung von ber 14.000 MW. Das entspricht der Leistung von etwa zwlf Reaktorblcken eines modernen Kernkraftwerks. Bei normaler Stau hhe wird der Paran im Itaipu-Stausee auf eine Flche von 1.350 km und auf etwa 170 km Lnge aufgestaut. Bei seinem maximalen Stauvolumen von rund 29 Milliarden m erreicht dessen Flche sogar 1.460 km. Damit ist der See zweieinhalb Mal so gro wie der Bodensee. Die Itaipu Staumauer ist 7.760 m lang und 196 m hoch. Auch wenn die Relation zwischen dem Eingriff in die Natur und dem Nutzen aufgrund der enormen Menge der produzierten Energie bei Itaipu im Vergleich zu anderen WasserkraftwerkenKlimanderung auf die Wasserverfgbarkeit in Brasilien

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gnstiger ist, hat seine Errichtung die Umwelt irreparabel verndert. Einige Tausend Ureinwohner verloren fr immer ihre Heimat, insgesamt mussten etwa 40.000 Menschen umgesiedelt werden. Fr die Errichtung der Talsperre wurden groe Flchen subtropischen Regenwaldes abgeholzt (Wikipedia, 2011).

4.9 Binnenschifffahrt und Wassertransportwege Brasilien verfgt ber eine groe Anzahl an Wasserstraen. Das Potential ist jedoch noch nicht vollstndig ausgenutzt. Die Binnenschifffahrtswege habe insgesamt eine Lnge von etwa 50.000 km. Es gibt zwei Schifffahrtskanle im Sden und Sdosten Brasiliens: den Parana-Paraguay Kanal sowie den Tiet-Paran Kanal. Anhand dieser Wasserwege knnen groen Mengen ber groe Entfernungen transportiert werden. Der Gtertransport per Schiff ist zudem umweltvertrglich und vergleichsweise kostengnstig. Heute werden jedoch nur etwa 8.500 km der insgesamt 50.000 km langen

Binnenwasserstraen fr die Schifffahrt genutzt (Abbildung 4). Davon befinden sich 5.700 km auf dem Amazonas. Rund 23 Millionen Tonnen Erz und Getreide werden hier pro Jahr transportiert. Die wichtigsten brasilianischen Wasserstraen sind: Araguaia-Tocantins, San Francisco, Madeira, Tiete-Parana, Taquari-Guaba und Paraguay-Paran. Nach offiziellen Daten der Bundesregierung besa Brasilien im Jahr 1999 ber 44 Hfen. Im Jahr 2000 wurden in den brasilianischen Hfen 460 Millionen Tonnen Ware umgeschlagen. Ein Jahr zuvor hatte der Schiffsverkehr einen Anteil von 13,8% am gesamten Gterverkehr (Eisenbahn 19,5% und Straenbahn 61,8%). (Transportwege Brasiliens, 2002).


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Abb. 4: Transportwege Brasiliens Quelle: Transportwege Brasiliens, 2002


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Energiequellen BrasilienArt Wasserkraftanlagen Gas l Biokraftstoffe Atomkraft Kohle Windkraftanlagen Importiert Total 1.590 Werk nummer 625 102 570 270 2 7 14 (kW) 73.361.927 10.851.916 4.680.510 3.709.785 2.007.000 1.415.000 186.850 8.170.000 104.382.988 % 70,28 10,4 4,48 3,55 1,92 1,36 0,18 7,83 100

Energiequellen Brasilien0% 2% 1% 8% Wasserkraftanlagen Gas l Biokraftstoffe Atomkraft 70% Kohle Windkraftanlagen Importiert Abb. 5: Energiequellen Brasiliens Quelle: GEO Brasil, 2007.

4% 5%

10%


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5. Regionale Projektionen zuknftiger Wasserverfgbarkeit in BrasilienAmazonas Gebiete Bei einem Anstieg der Welt Temperaturen, die Temperaturen in Amazonas Gebiet steig sich zwischen 6 C und 8 C, und knnte des Klima trockner sein mit weniger Niederschlagmenge bis -20%, und wird in Amazonas Gebiete eine allmhliche Umwandlung tropischer Wlder in Savannen projiziert. In Folge des Aussterbens von Arten besteht fr viele tropische Gebiete Lateinamerikas das Risiko eines signifikanten Biodiversittsverlust. (IPCC, 2007 und JOS A. MARENGO, 2007). Die Flsse Wasserspiegel knnen gesenkt werden und damit die Fische sterben, die Strmung von Wasserkraftwerk und die Wasserstraen fr die Binnenschifffahrt reduziert werden. Die Trockenheit der Luft kann das Risiko von Waldbrnden. Mit weniger Regen und wrmere Temperaturen kann ein Teil des Waldes (Zentral-und Ost) in Savanne verwandeln. Die Strmung von Luftfeuchtigkeit, die regelmig kommt von Amazonas gebieten nach Sden und Sdosten wird unregelmig. (JOS A. MARENGO, 2007). Semi-ariden Gebieten - Die Temperaturen knnen von 2C bis 5C ansteigen. Die Niederschlag kann verringern bis zu 15% im Nordosten bis zum Ende des Jahrhunderts XXI, und damit die Verringerung Flussmenge. Die Caatinga Vegetation wird durch eine trockene Art von Kaktus ersetzt werden. Mit der Erwrmung steigt die Verdunstung und die Verfgbarkeit von Wasser sinkt und wird eine Auswirkung auf die Landwirtschaft. 70% der Stdte mit ber 5.000 Einwohnern Bevlkerung werden mit Krisen in der Wasserversorgung konfrontiert. Je wrmer und trockener der Klima knnte Menschen um die groen Stdte oder in andere Regionen abwandern. (JOS A. MARENGO, 2007). Kstenzonenmanagement - Anstieg des Meeresspiegels wird groen Schaden an der Kste zu bringen. Gebude am Meer verschwinden knnte, wird Hfen zerstrt und Populationen mssten umgesiedelt werden. Prekre Kanalisation wird zusammenbrechen. Ein 50-Zentimeter Anstieg des Niveaus des Atlantiks konnten 100 Meter vom Strand konsumieren, in Regionen wie im Norden und Nordosten, und beeinflussen

Kstenkosysteme wie Mangrovenwald. (JOS A. MARENGO, 2007). Sdost- und Bacia do Prata - Die Tage werden wrmer und die Winter krzer werden. Obwohl die regen in der Zukunft erhhte werden knnte (Intensitt und Hufigkeit), knnten hohe Lufttemperaturen die Verfgbarkeit von Wasser fr die Landwirtschaft,

Energieerzeugung oder Menschlich Wasserverbrauch beeinflussen wegen einer erwarteten Erhhung der Verdampfung und Verdunstung. Die Erweiterung einer Trockenzeit in einigen


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Regionen des Bacia do Prata knnte menschlichen Ttigkeiten beeinflussen. Ist eine mgliche Auswirkung auf die Wasserkraft prognostiziert. (JOS A. MARENGO, 2007). Die regen wird in kurzer Zeit konzentriert werden,

West

Central

Region

durchsetzt mit trockenen Tagen oder Trockenperioden. Die Bodenerosion wird die Landwirtschaft und die Biodiversitt des Pantanal von Mato Grosso beeinflussen. Vielen Biodiversittarten von Pantanal verschwinden knnte. (JOS A. MARENGO, 2007). Region Sd - Getreideproduktion kann nicht mehr produziert werden, wegen der steigender Temperatur, hufigere Drren und Regenflle von kurzer Dauer. Die regen immer intensiver knnten Stdte schdigen besonders die Armen (die in Favelas Wohnen). Winde von kurzer Dauer knnte auch Auswirkungen auf die Kste. Bei hheren Temperaturen in extreme kurz Periode, mehr Krankheiten wurden aufgezeichnet. (JOS A. MARENGO, 2007). Landwirtschaft - Pflanzen wie Orangen, neigen dazu, fr Regionen mit milden Temperaturen damit knnte die Produktion nach Sd Brasilien umwandeln. Die Hher Sommer Temperaturen knnten der Pflanzen wie Reis, Bohnen, Sojabohnen in den Mittleren Westen umwandeln. In Rio Grande do Sul wird die Anpflanzung von Weizen und Soja unrentabel und in Paran, wenn die Temperatur mehr als 3C steigen, knnte die Sojaanbau gebiete um 78% reduziert. Im Sdosten Brasiliens (Sao Paulo), bietet das Gebiet fr den Anbau von Kaffee. Das wurde von 39% auf rund 1% reduziert. Ein hnliches Phnomen knnte in Minas Gerais passieren. Der Anbau von Kaffee wird in Gois unbefahrbar. (JOS A. MARENGO, 2007). Wasserwirtschaft - Eine Verringerung der Niederschlge und reduziert Flussmenge der Flssen wird die Abwassersystem und Bienentransport beeinflussen. Es knnte die

Abwassersysteme (Klaranlage) berflieen. Die Erwrmung in manchen Regionen prognostiziert eine fallende Stromerzeugung durch die niedrige Niederschlge und hohe Verdunstung. (JOS A. MARENGO, 2007). Grostdte - Metropolregionen wird noch heier, mit mehr berschwemmungen. Es wird mehr berschwemmungen und Erdrutsche in Berg Gebieten. (JOS A. MARENGO, 2007).


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6. Zusammenfassung und Ausblick

Die mit der globalen Erwrmung einhergehenden regionalen Vernderungen der Wasserverfgbarkeit knnen die durch den Bevlkerungszuwachs bedingte Zunahme von Wasserknappheit noch weiter verstrken. Hinzu kommt, dass mit hheren Temperaturen auch die Wassernachfrage weiter steigt. Der Klimawandel wird aber nicht nur die Wassermenge, sondern auch die Wasserqualitt beeinflussen. Die Wissenschaft arbeitet an der Entwicklung von fundierten Entscheidungsuntersttzungssystemen die es erlauben, Anpassungsstrategien an den Klimawandel zu entwickeln. Dies betrifft nicht nur das zu wenig an Wasser, sondern auch das zu viel, nmlich die sich verndernden Hochwasserrisiken. (H. Kunstmann, G. Partenkirchen, 2009)


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