CAWa - Regionales Forschungsnetzwerk "Wasser in Zentralasien"

In Zentralasien ist Wasser ist knapp und wertvoll, aber ungleich verteilt unter den verschiedenen Ländern der Region. Das Ziel des Projekts "Wasser in Zentralasien" (www.cawa-project.net) ist die Schaffung einer wissenschaftlichen und technischen (Geo-)Datengrundlage für ein nachhaltiges Wassermanagement auf länderübergreifender Ebene. Es werden sowohl die Wasserverfügbarkeit als auch der Wasserverbrauch für verschiedene Klimaänderungsszenarien untersucht. Das Projekt wird im Rahmen des „Berliner Prozesses“ vom Auswärtigen Amt bis Ende 2017 gefördert.

Das Projekt wird vom Deutschen GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ) koordiniert. Weitere Partner sind u.a. das Zentrum für Luft- und Raumfahrt Oberpfaffenhofen (DLR), das Zentralasiatische Scientific Information Center of the Interstate Coordination Water Commission (SIC ICWC) in Usbekistan, das Regionale Umweltzentrum für Zentralasien (CAREC) in Kasachstan, der Usbekische Khorezm Rural Advisory Support Service (KRASS) und das Zentralasiatische Institut für Angewandte Geowissenschaften (ZAIAG) in Kirgistan.

Am Lehrstuhl für Fernerkundung werden seit 2009 im Rahmen des Arbeitspakets "Fernerkundungsprodukte und Datenintegration“ Parameter für die hydrologische Modellierung aus Fernerkundungsdaten abgeleitet sowie ein Monitoringsystem für die Bewässerungslandwirtschaft erarbeitet. Räumliche Schwerpunkte der Arbeiten liegen zum einen in den Oberlaufregionen des Araleinzugsgebietes und in den Unterlaufregionen in den Bewässerungsgebieten des Amu Darya Deltas sowie dem Fergana-Tal (Usbekistan).

In den Bewässerungsgebieten wird aufbauend auf den jährlich abgeleiteten Landnutzungs- und –bedeckungskarten der Anteil der landwirtschaftlich genutzten Fläche und der Anteil der wichtigsten Anbaufrüchte für den Zeitraum ab 2001 ermittelt. Als Datengrundlage dienen einerseits hochaufgelöste Daten wie Landsat (30m Auflösung) und die des neuen RapidEye-Sensors (6m) sowie für die großflächige Kartierung MODIS-Daten (250m).

Die interaktive Webkarten-Anwendung "Water Use Efficiency Monitor for Central Asia" (WUEMoCA) steht im Mittelpunkt des CAWa-Arbeitspakets "Online Tool for Monitoring of Land Use and Water Efficiency" während der 3. Phase des CAWa-Projektes (Laufzeit 2015 bis 2017).

Dieses Online-Tool ist für die regionale Einschätzung der Wassernutzungseffizienz in den umfangreichen Bewässerungssystemen des grenzüberschreitenden Aralsee-Beckens konzipiert. Das erste Ziel ist es, die räumliche Verteilung und zeitliche Entwicklung der Ernteerträge der wichtigsten Nutzpflanzen, d.h. Baumwolle, Reis und Weizen zu zeigen, basierend auf frei zugänglichen Satellitenbildern (MODIS 250m) und meteorologischen Daten. Diese Ergebnisse werden auf verschiedenen Verwaltungsebenen zusammengefasst (Rayone = Bezirke, Oblaste = Provinzen). Die Monitoring-Anwendung soll auch als Frühwarninstrument für die Lokalisierung von landwirtschaftlichen Trockenperioden und die Prognose von Ernteausfällen genutzt werden.

Zusätzlich zur Monitoring-Funktion wird das Online-Tool „WUEMoCA“ Interaktionen der Benutzer erlauben. So soll es z.B. Mitarbeitern in Verwaltung und Planung in Zentralasien möglich sein, hydrologische Daten wie Angaben zu Bewässerungsmengen zum System hinzuzufügen. Diese Daten können dann verwendet werden, um die Wassernutzungseffizienz zu berechnen, also wie viel Wasser für die Erzeugung der einzelnen Feldfrüchte (t/ha) verwendet wird. Es soll außerdem ermöglicht werden, diese Effizienz für ein beliebiges benutzerdefiniertes Gebiet zu berechnen.

Abbildung: Benutzeroberfläche der ersten Testversion von WUEMoCA. Der Nutzer kann Regionen, Kartenarten, Zeiträume und Aggregationslevel auswählen. Die Auswahlergebnisse können in ihrer räumlichen Verteilung (als Karten) und ihrer zeitlichen Entwicklung (als Zeitserien) erkundet werden. Hier ist eine Karte der WUAs (“Water User Associations”) von zwei Bezirken im Bewässerungsgebiet “Khorezm” in Usbekistan zu sehen, die den Weizenertrag (t/ha) im Jahr 2005 zeigt. Das Schaubild zeigt den Anteil von allen drei Feldfrüchten Weizen, Baumwolle und Reis in einer ausgewählten WUA (“Amu-Sohil”) von 2001 bis 2009.