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Forschungsprojekt: MoMo

Integriertes Wasserressourcen-Management in Zentralasien - Modellregion Mongolei (MoMo)

Integriertes Wasserressourcen-Management in Zentralasien – Modellregion Mongolei (MoMo)

Das IWRM-Projekt MoMo wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und vom Projektträger Jülich (PTJ) im Rahmen des Programms Forschung für Nachhaltige Entwicklungen (FONA) betreut. Das übergeordnete Ziel des Projekts ist die Entwicklung von Maßnahmen zur modellhaften Um­setz­ung eines IWRM in der Mongolei. Als Modellregion wurde das Flussgebiet des Kharaa (einem Zufluss der Selenga, die in den Baikalsee mündet) im Norden der Mongolei ausgewählt. Die vom Kharaa durchflossene Region ist mit den extremen klimatischen Bedingungen, ihrer Wasserknappheit und der Vielzahl wasser­be­zogener Probleme typisch für die Verhältnisse in der Mongolei und ihrer Nachbarregionen.

Das MoMo-Projekt besteht aus drei thematischen Modulen, die sich mit der Hy­dro­lo­gie und Landnutzung, der Wasserqualität sowie der Siedlungs­wasser­wirt­schaft befassen. Hinzu kommen drei fachübergreifende Projektmodule welche die Aktivitäten in den Bereichen Monitoring und Modellierung, Stoffmengen und -bilanzen, Ausbildung sowie institutionelle Analyse bündeln und steuern. Das Pro­jekt wird in enger Zusammenarbeit mit mongolischen Partnern aus Wissen­schaft, Verwaltung, und Industrie durchgeführt und hat vielfältige Verknüpfungen mit der Be­völkerung des Projektgebietes.

Unser Teilprojekt ist in den Bereichen Hydrologie und Klimaforschung angesiedelt. Es befasst sich mit den Auswirkungen des globalen Wandels auf die Was­ser­res­sourcen auf unterschiedlichen Maßstabsebenen. Sowohl für die Modellregion, das Einzugsgebiet des Kharaa im Norden der Mongolei, als auch für das gesamte Land und Zentralasien werden in Zusammenarbeit mit Projektpartnern die hydro­lo­gischen Bedingungen und die Wasserverfügbarkeit für menschliche Nutzungs­zwecke bzw. zur Aufrechterhaltung ökologischer Funktionen mit Feldstudien und hydrologischen Modellen ermittelt. Dies schließt die Berücksichtigung von historischen sowie künftig zu erwartenden Klima- und Landnutzungsänderungen ein.

Unser Monitoringprogramm konzentriert sich auf den Oberlauf des Kharaa im abgelegenen Khentii-Gebirge (Einzugsgebiet des Sugnugur-Flusses), da die Quellregion des Kharaa eine herausragende Funktion für die Wasserverfügbarkeit des Gesamtgebietes spielt. Hierfür werden seit 2010 stationäre und temporäre Meßstationen betrieben, die entlang des hydro-klimatischen Gradienten zwischen semi-arider Steppe, borealem Nadelwald und alpiner Tundra eine Vielzahl von Komponenten des Wasserkreislaufs, der Energiebilanz und der klimatischen Be­dingungen erfassen. In Feldkampagnen werden zusätzliche Erhebungen durch­geführt. Diese befassen sich vor allem mit den Herkunftsräumen und den Fließ­wegen des Wassers und den Einflüssen sich ändernder Umweltbedingungen auf das empfindliche ökologische Gleichgewicht dieser Gebirgsregion. Ein wesen­tliches Augenmerk gilt hierbei den ausgedehnten Waldbränden, die in ihrer In­ten­si­tät und ihren räumlichen Dimensionen deutlich zugenommen haben und die hydrologische Dynamik erheblich verändern. Ob sich dadurch auch die Was­se­rver­füg­bar­keit im Mittel- und Unterlauf des Kharaa ändert, wo die meisten Menschen der Region leben, ist Gegenstand unserer Untersuchungen.

Auf drei gestaffelten räumlichen Skalen (Punkt- bzw. Hangskala, Oberlauf des Sugnugur, gesamtes Kharaa-Gebiet) werden unsere hydrologischen Modelle mit unterschiedlichem Detailgrad und zeitlicher Auflösung eingesetzt. Ergebnisse der Modellrechnungen sind Stunden- bis Monatswerte des simulierten Abflusses und dessen Teilkomponenten, der Schneebedeckung, des Schneewasseräquivalents und der Bodenfeuchte, der Grundwasserneubildung sowie der Verdunstung. Wesentliche Hilfs­mittel bei der Modellierung stellen Karten auf der Basis von Fern­er­kundungs­daten dar, die z.B. die zeitliche Entwicklung der Schneedecke, die Landbedeckung oder das Ausmaß der Waldbrände dokumentieren.

Wir bieten in der Mongolei außerdem verschiedene Lehrmodule für mongolische Studenten an, die neben praktischen Arbeiten im Feld an die übergeordneten Fragestellungen Wasserknappheit und Wasserressourcenmanagement und Aspekte des globalen Wandels heranführen. Hier besteht mit der National­universität der Mongolei (NUM) eine Vereinbarung zur Zusammenarbeit in der Lehre.

Literatur
  • Lange, J., Kopp, B.J., Bents, M. & Menzel, L. (2014): Tracing variability of runoff generation in mountainous permafrost of semi-arid northeastern Mongolia. Hydrological Processes, accepted
  • Minderlein, S. & Menzel, L. (2014): Evapotranspiration and energy balance dynamics of a semi-arid mountainous steppe and shrubland site in northern Mongolia. Environmental Earth Sciences, accepted
  • Kopp, B.J., Minderlein S. & Menzel L. (2014): Soil moisture dynamics in a mountainous headwater area in the discontinuous permafrost zone of northern Mongolia. Arctic, Antarctic and Alpine Research, in press
  • Menzel, L., Hofmann, J. & Ibisch, R. (2011): Untersuchung von Wasser- und Stoffflüssen als Grundlage für ein Integriertes Wasserressourcenmanagement im Kharaa-Einzugsgebiet, Mongolei. Hydrologie und Wasserbewirtschaftung, 55 (2), 88–103
  • Törnros, T. & Menzel, L. (2010): Heading for knowledge in a data scarce river basin: Kharaa, Mongolia. In: Herrmann, A. & S. Schumann (Eds.): Status and Perspectives of Hydrology in Small Basins. IAHS Publication 336, Wallingford, 270–275
  • Menzel, L., aus der Beek, T., Törnros, T., Wimmer, F. & Gomboo, D. (2008): Hydrological impact of climate and land-use change – results from the MoMo project. In: Basandorj, B. & D. Oyunbaatar (Eds.): International Conference “Uncertainties in water resource management: causes, technologies and consequences”. IHP Technical Documents in Hydrology No. 1, UNESCO Office, Jakarta, 15–20
  • Wimmer, M., Schlaffer, S., aus der Beek, T. & Menzel, L. (2009): Distributed modelling of climate change impacts on snow sublimation in Northern Mongolia. Adv. Geosci., 21, 117–124
Materialien
Studentische Abschlussarbeiten
  • Boris Pailliart: Räumliche und zeitliche Variabilität der Schneebedeckung im Einzugsgebiet des Kharaa (Mongolei). Eine Untersuchung der Winter 2000/2001 bis 2009/2010 mit MODIS-Schneeprodukten. Diplomarbeit an der Universität Heidelberg, Januar 2011
  • Jana Okurdil: Untersuchung des Forstbestandes in der Mongolei. Exkurs: Brandbekämpfung mithilfe von MODIS als Modell der Fernerkundung. Zulassungsarbeit (Lehramt) an der Universität Heidelberg, Juni 2011
  • Andreas Körner: Schneehydrologische Prozesse in der Mongolei. Eine explorative Studie zur Anwendbarkeit des Simulationsmodells TRAIN. Diplomarbeit an der Universität Heidelberg, Juli 2011
  • Marina Müller-Meißner: Veränderung des Wasserhaushaltes nach Brand in der Taiga im Westkhentej, Nordmongolei: Charakterisierung hydroklimatischer Standortparameter sowie Analyse des Blattflächenindexes durch Fernerkundung (MODIS). Diplomarbeit an der Universität Heidelberg, Oktober 2011
  • Benjamin Mewes: Simulation der Schneebedeckung im Kharaa-Einzugsgebiet (Mongolei) mit Hilfe des hydrologisch-klimatologischen TRAIN-Modells. Bachelorarbeit an der Universität Heidelberg, Juli 2012
  • Rebecca Ziergöbel: Analyse und Vergleich von Klimadaten verschiedener meteorologischer Stationen aus dem Flusseinzugsgebiet des Kharaa (Mongolei). Bachelorarbeit an der Universität Heidelberg, August 2012
  • Oliver Brück: Hydrologische Modellierung mit HBV-D auf der Grundlage großskaliger Klimamodelldaten des Water and Global Change Project (WATCH) im Einzugsgebiet des Kharaa Gol, Mongolei. Bachelorarbeit an der Universität Heidelberg, April 2013
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Letzte Änderung: 30.08.2016
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