Wir haben mehr als 150 Artikel zum Thema Wassermanagement überprüft. Hier ist, was wir gelernt haben.

In meinem früheren Leben als Doktorand habe ich mich mit hydroökonomischer Modellierung beschäftigt. Ich hatte kürzlich die Gelegenheit, mit Kollegen von der University of California Davis und Merced wieder in diese Art von Forschung einzusteigen.

Wenn die hydroökonomische Modellierung nach Fachjargon klingt, dann deshalb, weil sie es ist. Kurz gesagt ist die hydroökonomische Modellierung ein Werkzeug für die Wasserbewirtschaftung. Es hilft Forschern, Wasserfachleuten und politischen Entscheidungsträgern bei der Beantwortung wichtiger Fragen dazu, wie viel Wasser jetzt und in Zukunft verfügbar ist und – im Idealfall – wie man es am besten nutzt. Diese Art der Modellierung wird kompliziert, wenn Sie versuchen, ein Gleichgewicht zwischen der Wassernutzung durch Menschen, Landwirtschaft, Ökosysteme, Energieerzeugung und Erholung zu finden. Berücksichtigen Sie die Notwendigkeit, Hochwassermanagement, Politik und Wirtschaft zu berücksichtigen … und, oh ja! … Klimawandel hinzufügenund es wird sehr kompliziert!

Meine Kollegen und ich haben mehr als 150 wissenschaftliche Arbeiten überprüft, in denen hydroökonomische Modelle zum Einsatz kamen. Wir haben mit dem International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA) und der Union of Concerned Scientists und kürzlich veröffentlichte eine Peer-Review-Studie mit dem Titel „Hydroökonomische Modellierung von Herausforderungen im Wasserressourcenmanagement: Aktuelle Anwendungen und zukünftige Richtungen“.

Was ist hydroökonomische Modellierung?

Hydroökonomische Modellierung ist ein schickes Wort für die Ökonomie der Wasserbewirtschaftung. Dieses Thema ist wichtig, weil, wie die Nachfrage nach Wasser Je intensiver sich der Wettbewerb zwischen den Wirtschaftssektoren verschärft, desto komplexer wird die Aufgabe, unsere Wasserressourcen zu verwalten.

Es gibt viele Faktoren, die das Wassermanagement beeinflussen, vom Klima, der Landnutzung und den Ökosystemen bis hin zu Wirtschaft, Politik und menschlichen Entscheidungen. Um zu verstehen, wie jede Komponente in Wassersystemen interagiert und andere beeinflusst, entwickeln Forscher und Wassermanager Modelle, mit denen wir verschiedene Szenarien und Wechselwirkungen zwischen Wassersystemelementen testen können. Dies ist das Gebiet der hydroökonomischen Modellierung.

Die hydroökonomische Modellierung befasst sich mit Forschungs- und Politikfragen aus sozioökonomischer (Menschen und Geld) und biophysikalischer (Wasser, Klima, Ökosysteme) Perspektive unter einem breiten Spektrum wasserbezogener Themen (z. B. Landwirtschaft, Überschwemmungen, Energie).

In den letzten Jahren wurden zur Bewertung hydroökonomische Modelle eingesetzt Auswirkungen des Klimawandels und Anpassung, nachhaltige Bewirtschaftung der Grundwasserressourcen, Optimierung der landwirtschaftlichen Produktion, Wasserkraftbetriebe, Governance und Zusammenarbeit, Wasserqualität, Entsalzung, Reservoirbetriebe, Wettervorhersageund das Wasser-Energie-Nahrung-Ökosysteme-Nexus. Zu den Anwendungen gehören wirtschaftliche Bewertungen bestehender und neuer Wasserprojekte, alternative Wassermanagementmaßnahmen oder -richtlinien, Risikobewertungen aufgrund hydroklimatischer Unsicherheiten (z. B. Klimawandel) sowie Kosten und Nutzen der Eindämmung und/oder Anpassung an solche Ereignisse.

Diese Wassermodelle sind auch besonders wertvoll bei der Bewältigung der Managementprobleme, die sich aus der wachsenden Nachfrage und dem Wettbewerb um Wasser in allen Wirtschaftssektoren ergeben. Dies ist umso wichtiger, als die Möglichkeiten zur Erschließung zusätzlicher Wasservorräte schwinden und die Kosten steigen. Darüber hinaus erhöht die wachsende Erkenntnis der Bedeutung des Wasserbedarfs der Umwelt die Komplexität noch weiter.

Hydroökonomische Modelle beleuchten diese Herausforderungen und helfen uns, die komplexen Herausforderungen des Wassermanagements in einer zunehmend durstigen Welt zu meistern.

Eine ausführliche Rezension ergibt 5 verschiedene Themen

Nach einer umfassenden Prüfung von mehr als 150 Studien, die hydroökonomische Modellierung und Forschung zum Wassermanagement nutzen, sind dies unsere Erkenntnisse und Schlussfolgerungen:

1. Zusammenarbeit und Partnerschaft im Wassermanagement

• Wasser lässt sich durch Partnerschaft und Zusammenarbeit besser verwalten. Modelle zeigten eine nachhaltigere Bewirtschaftung der Wasserressourcen und bessere Ergebnisse für die Beteiligten mit zunehmender Zusammenarbeit. Dies wird umso wichtiger, je deutlicher die Auswirkungen des Klimawandels werden. Es bleibt jedoch noch viel zu tun, um sicherzustellen, dass alle relevanten Faktoren und Interessengruppen einbezogen werden, um fundierte Entscheidungen zu treffen.
• Einzugsgebietsweite Zusammenarbeit optimiert den Nutzen. Es ist wichtig, mehrere Ziele zu berücksichtigen, um die Vorteile verschiedener Stakeholder im System auszugleichen. Beispielsweise würde eine kooperative, einzugsgebietsweite Maximierung der Vorteile zu einem starken Anstieg der Wasserkraftproduktion im Oberlauf und nur zu geringfügigen Änderungen bei den Vorteilen der Bewässerung im Unterlauf führen.
• Umfassendes Wassermanagement erfordert interdisziplinäre Teams. Die Analyse langfristiger Veränderungen und die Anpassung an globale Veränderungen im Flussgebietsmanagement erfordert die Zusammenführung mehrerer wissenschaftlicher Disziplinen und deren Zusammenführung in einem einzigen Rahmen, der durch eine integrierte Governance erleichtert wird.

2. Gerechtigkeit und Nachhaltigkeit bei der Wasserzuteilung

• Eine nachhaltige Wassernutzung erfordert eine gerechte und gerechte Wasser(um)allokation. Mit der steigenden Nachfrage nach Wasserressourcen steigt auch der Bedarf an Lösungen, die Widerstandsfähigkeit und Zuverlässigkeit durch eine gerechte (Neu-)Zuteilung von Wasser gewährleisten.
• Wassermärkte sind nur dann eine Option, wenn sie unter Eigenkapitalgesichtspunkten entwickelt werden. Wassermärkte können die Auswirkungen des Klimawandels auf die Landwirtschaft abmildern, sollten jedoch unter dem Gesichtspunkt der Gerechtigkeit und unter Berücksichtigung des Menschenrechts auf Wasser als höchste Priorität entwickelt werden. Grundwasserbanken können die wirtschaftlichen Verluste von Bewässerungsbetreibern in Trockenperioden ausgleichen, ihre Wirksamkeit hängt jedoch davon ab, ob sie den Handel zwischen Grundwasser- und Oberflächenwassernutzern erleichtern. Strategien, die kleinere Landwirte einbeziehen, werden für positive gesellschaftliche Auswirkungen von entscheidender Bedeutung sein.
• Das Wassermanagement sollte auf der Ebene der Wasser-Nahrungsmittel-Energie-Ökosysteme neu überdacht werden. Einer der wichtigsten Bereiche zur Verbesserung der Wassernachhaltigkeit ist die gemeinsame Verwaltung von Wassersystemen, Nahrungsmittelsystemen, Energiesystemen und Ökosystemen.

3. Anpassung an den Klimawandel und Unsicherheitsmanagement

Die Wasserpolitik sollte die Rolle des Wassers bei den Aktivitäten der Interessengruppen berücksichtigen, insbesondere angesichts häufigerer und schwererer Dürren (und Überschwemmungen). Es ist wichtig, Extremszenarien zu berücksichtigen, um Anpassungsstrategien zu entwickeln. Orte mit begrenztem Zugang zu Grundwasser und ungewisser Oberflächenwasserversorgung während der Dürre sind wirtschaftlich am gefährdetsten hinsichtlich Ernteeinnahmen, Beschäftigung und Haushaltseinkommen.

Die Bewältigung und Integration von Unsicherheiten ist ein entscheidendes Merkmal der Wasserbewirtschaftung. Mit fortschreitendem Klimawandel ist die Untersuchung der Auswirkungen anhaltender Dürren und extremer Überschwemmungen zu einem immer wichtigeren Forschungsgebiet geworden, wobei Modelle die Reaktionen mithilfe von Wasserhandel, Grundwasserneubildung und anderen Anpassungsstrategien bewerten. Die Fähigkeit, Unsicherheiten anzugehen und zu integrieren, ist auch von entscheidender Bedeutung, damit die Beteiligten die mit verschiedenen Wassermanagementoptionen verbundenen Risiken und die Kosten von Untätigkeit besser verstehen können.

Der Klimawandel hat schwerwiegende Auswirkungen auf die Agrarsysteme, verringert die Verfügbarkeit von Wasserressourcen und Ernteerträgen und erhöht den Wasserbedarf für die Bewässerung. Diese Ergebnisse untermauern die Notwendigkeit, Anpassungsprozesse unter Berücksichtigung der sozioökonomischen Merkmale der Bewässerungslandwirtschaft und der umliegenden Gemeinden zu entwerfen und zu erleichtern. Die Auswirkungen des Klimawandels sind für bestimmte Wirtschaftssektoren möglicherweise nicht erheblich, und Maßnahmen und Richtlinien sollten sich entweder auf andere Sektoren oder auf relevantere Auswirkungen auf diesen Sektor konzentrieren.

4. Effektives Grundwassermanagement

• Grundwasser muss um jeden Preis nachhaltig bewirtschaftet werden. So kostspielig es heute auch ist, Grundwasser nachhaltig zu nutzen, es lässt sich nicht mit den Kosten vergleichen, die entstehen würden, wenn es in Zukunft kein Grundwasser mehr gäbe. Grundwasservorräte stellen einen wirksamen Puffer für viele kommunale und landwirtschaftliche Systeme dar und helfen, Preisspitzen abzufedern.
• Wenn eine übermäßige Nutzung des Grundwassers zu privaten Vorteilen, aber zu öffentlichen Kosten führt, sind Wirtschaftssanktionen wirksam. Steigende Bewässerungswasserpreise und steigende Energiepreise können die Grundwasserausbeutung verringern.

5. Wasserpolitik und Governance

• Die Kosten der Untätigkeit zur Erreichung einer nachhaltigen Wassernutzung sind unerträglich. Ohne angemessene Maßnahmen zum Schutz der Wasserressourcen und natürlichen Ökosysteme werden Wassernutzer Stauseen, Grundwasserleiter und Flussläufe zur kurzfristigen Anpassung an den Klimawandel leeren und dabei die Auswirkungen auf die Umwelt und künftige menschliche Aktivitäten außer Acht lassen. Diese Auswirkungen können durch die Umsetzung nachhaltiger Managementrichtlinien angegangen werden.
• Regierungen sollten Anreize für Kleinbauern schaffen, neue Bewässerungstechnologien und nachhaltige Landwirtschaftspraktiken einzuführen. Solche Verbesserungen würden im gesamten Einzugsgebiet Vorteile bringen, indem sie die Ernährungs- und Energiesicherheit verbessern, das Einkommen steigern und zum Schutz der Umwelt und der Gemeinschaften beitragen.
• Lokale Kontrolle ist wichtig, es bedarf jedoch einiger minimaler zentraler Richtlinien. Die Länder der Europäischen Union verfolgen einen kohärenteren Ansatz im Umgang mit der grenzüberschreitenden Wasserpolitik als die Vereinigten Staaten. Während die Europäische Union grenzüberschreitende Modelle verwendet, die den Klimawandel und andere Themen berücksichtigen, die für bestimmte Politiker „kontrovers“ sind, erkennen einige Bundesstaaten der Vereinigten Staaten den Klimawandel nicht einmal als Realität an, was zu Verzögerungen bei den Bemühungen des Landes zur Verbesserung der Wassernutzung führt nachhaltig planen.

Hydroökonomische Modelle sind nützlich, könnten aber besser sein

Trotz der vielfältigen Anwendungen hydroökonomischer Modelle müssen diese Wassermanagementinstrumente immer noch viele Herausforderungen bewältigen, um effektiver zu werden. Sie konzentrieren sich beispielsweise in erster Linie auf biophysikalische und wirtschaftliche Indikatoren und übersehen dabei häufig die Präferenzen und Perspektiven der Interessengruppen. Eine gerechte Wasserbewirtschaftung würde von der Integration häufig vernachlässigter Variablen wie sozialer Gerechtigkeitskomponenten, Ökosystemanforderungen und Wasserqualität profitieren. Obwohl die hydroökonomische Modellierung die Integration von Ökosystembedürfnissen verbessert hat, mangelt es immer noch an einer Darstellung, und die Perspektiven der Interessengruppen werden oft übersehen.

Da unser Verständnis von Wassersystemen und ihren Verbindungen mit verschiedenen Sektoren wie Landwirtschaft, Energie und Umwelt wächst, sollten sich auch unsere Modelle weiterentwickeln, um diese Komplexität widerzuspiegeln. Der Nutzen dieser Modelle hängt jedoch nicht nur von ihrer Ausgereiftheit ab.

Die realen Auswirkungen dieser Modelle werden erheblich verstärkt, wenn sie in Zusammenarbeit verwendet werden und alle relevanten Interessengruppen einbeziehen. Die Zusammenarbeit fördert ein gemeinsames Verständnis für die Herausforderungen und fördert die Entwicklung von für beide Seiten vorteilhafte Lösungen. Indem wir in unserem Ansatz zur Wasserbewirtschaftung auf Zusammenarbeit, Chancengleichheit und Gerechtigkeit setzen, wächst die Hoffnung auf eine nachhaltige Zukunft. Eine Zukunft, in der jeder Tropfen Wasser geschätzt wird und Stimmen, die traditionell ungehört blieben, endlich zu Wort kommen.

Von José Pablo Ortiz PartidaLeitender zweisprachiger Wasser- und Klimawissenschaftler, mit freundlicher Genehmigung von Union of Concerned Scientists, The Equation.

 

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