Zwiększenie produkcji, poprawa zaopatrzenia ludzi w wodę
Dorzecze rzeki Cauto – najdłuższej rzeki Kuby i o ogromnym znaczeniu dla bezpieczeństwa żywnościowego kraju – stoi w obliczu bezprecedensowych wyzwań ze względu na podwójny wpływ zmian klimatu i rozwoju społeczno-gospodarczego . Mając długość ponad 340 km, wypływając z pasma Sierra Maestra i przepływając przez cztery kluczowe prowincje rolnicze: Granma, Holguín, Santiago de Cuba i Las Tuñas, dorzecze to dostarcza wodę do nawadniania i zaopatrzenia w wodę użytkową dla około 10% populacji kraju. Jednak w ostatnich dekadach obszar ten wielokrotnie doświadczał dotkliwych susz, zwłaszcza w porze suchej od listopada do kwietnia każdego roku. Pomimo średnich opadów dochodzących do 1200 mm rocznie, zdegradowany system magazynowania i dystrybucji wody powoduje, że region często cierpi z powodu poważnych niedoborów wody.
W kontekście bardzo ograniczonych danych pomiarowych meteorologicznych na Kubie, zespół badawczy pod kierownictwem dr. Tran Anh Phuonga i mistrza Tran Bao Chunga z Instytutu Nauki o Zasobach Wodnych Ministerstwa Zasobów Naturalnych i Środowiska (obecnie Ministerstwa Rolnictwa i Środowiska ) przeprowadził „Badania aktualnego stanu zasobów wód powierzchniowych i prognozy intruzji wód zasolonych w dorzeczu rzeki Cauto jako podstawę do zaproponowania rozwiązań mających na celu zwiększenie produkcji ryżu i poprawę zaopatrzenia ludności w wodę”, kod NDT.100.CU/21. Zadanie zostało zrealizowane w ramach Protokołu o Współpracy z Kubą. Finansowanie zadania zostało zapewnione przez Biuro Narodowych Programów Naukowych i Technologicznych Ministerstwa Nauki i Technologii (obecnie Narodowy Fundusz Rozwoju Nauki i Technologii Ministerstwa Nauki i Technologii).
Misja wykorzystuje dane o opadach deszczu z satelity CHIRPS o wysokiej rozdzielczości, skalibrowane danymi ze stacji lokalnych, do analizy przestrzennych i czasowych cech susz w całym regionie. Obliczając wskaźnik stresu suszy (SPI) w odstępach trzy-, sześcio- i dziewięciomiesięcznych w latach 1981–2023, zespół określił częstotliwość, intensywność i zasięg okresów suszy.
Wyniki pokazały, że średnia częstotliwość występowania suszy w całym regionie wynosiła od 15 do 17% całkowitego czasu, przy czym najpoważniejsze susze wystąpiły w latach 1988, 1992, 1998, a szczególnie w latach 2004–2005. Wskaźnik SPI spadł wówczas poniżej -2, co odzwierciedlało ekstremalne warunki suszy.
Warto zauważyć, że susze nie tylko występują często, ale również mają tendencję do nasilania się w porze suchej. Analiza statystyczna z wykorzystaniem metody Manna-Kendalla pokazuje stopniowy spadek indeksu SPI w miesiącach suchych, podczas gdy miesiące deszczowe są zazwyczaj bardziej wilgotne – co wyraźnie dowodzi zmian w reżimach opadów pod wpływem globalnych zmian klimatu.
Zespół badawczy nie ograniczył się do identyfikacji susz, ale przeprowadził także dogłębną analizę różnic w zależności od terenu. Okazało się, że położone niżej równiny cierpiały z powodu susz trwających dłużej i znacznie intensywniejszych niż obszary górskie położone wyżej.
Aby uzyskać pełniejszy obraz obecnego stanu zasobów wodnych, autorzy opracowali zintegrowany model łączący SWAT (symulację hydrologiczną) i WEAP (alokację zasobów wodnych), aby w pełni ocenić cykl podaży, popytu i równowagi wodnej w całym dorzeczu, zarówno obecnie, jak i w scenariuszach do roku 2050.
Wyniki symulacji pokazują, że obecne całkowite zapotrzebowanie na wodę w dorzeczu rzeki Cauto wynosi około 1194 milionów metrów sześciennych rocznie, z czego 96% przypada na rolnictwo – głównie ryż i uprawy górskie. Zapotrzebowanie na wodę do użytku domowego i hodowli zwierząt stanowi odpowiednio zaledwie 3% i 1%. Jednak do połowy XXI wieku przewiduje się, że całkowite zapotrzebowanie na wodę wzrośnie do 1394 milionów metrów sześciennych rocznie (wzrost o 16,6%), ze względu na ekspansję terenów uprawnych związaną z rozwojem gospodarki rolnej, podczas gdy populacja ma tendencję do nieznacznego spadku.
Z drugiej strony, zasoby wody nie tylko nie wzrosną, ale wręcz nieznacznie spadną (o około 2,5%) z powodu silniejszego parowania, zwłaszcza w porze deszczowej – nieuniknionej konsekwencji rosnącej temperatury. W rezultacie nierównowaga wodna stanie się poważniejsza, a całkowity deficyt wzrośnie ze 172 milionów metrów sześciennych obecnie do 262 milionów metrów sześciennych w 2050 roku, co stanowi wzrost o ponad 52%. Obszarami najbardziej narażonymi na niedobór wody są zlewnie SB3 i SB12 w regionie Bayamo – gdzie produkcja ryżu jest skoncentrowana, a zapotrzebowanie na wodę bardzo wysokie.
Wykorzystanie skalibrowanych danych satelitarnych w celu zastąpienia rozproszonych sieci pomiarowych
W oparciu o te wyniki, zespół badawczy zaproponował szereg wysoce przydatnych rozwiązań w zakresie zarządzania zasobami wodnymi i adaptacji do zmian klimatu na Kubie. Przede wszystkim konieczne jest dalsze rozszerzanie wykorzystania zintegrowanych modeli, takich jak SWAT-WEAP, w połączeniu z danymi satelitarnymi CHIRPS, IMERG, ERA5... w celu zbudowania systemu wspomagania decyzji dla agencji zarządzających. System ten może pomóc we wczesnym prognozowaniu susz, optymalizacji alokacji wody i dostosowywaniu planów upraw do rzeczywistych możliwości zaopatrzenia w czasie rzeczywistym. Ponadto, we wszystkich scenariuszach należy zapewnić priorytetowe traktowanie wody użytkowej i zwierząt gospodarskich w alokacji zasobów. Należy również dokonać przeglądu struktury upraw, ograniczając sadzenie upraw wymagających dużych ilości wody na obszarach o wysokim potencjale niedoboru, zwłaszcza ryżu w zlewniach SB3, SB12, SB4 regionu Bayamo.
Jednym z najważniejszych osiągnięć badania jest skuteczne wykorzystanie skalibrowanych danych satelitarnych do zastąpienia rozproszonych sieci pomiarowych, co otwiera krajom rozwijającym się, takim jak Kuba, wydajne i tanie rozwiązanie. Wyniki te nie tylko pomagają lepiej zarządzać zasobami wodnymi Kuby, ale mogą być również zastosowane w wielu innych dorzeczach na świecie, które borykają się z podobnymi wyzwaniami.
Te przełomowe badania po raz kolejny dowodzą ogromnego potencjału nauki o danych i modelowania w rozwiązywaniu globalnych problemów środowiskowych, a także doceniają wybitny wkład wietnamskich naukowców w dziedzinie międzynarodowego zarządzania zasobami wodnymi.
Source: https://nhandan.vn/nghien-cuu-giai-bai-toan-xam-nhap-man-tren-cac-luu-vuc-song-post925040.html
Komentarz (0)