TZ Vietnam: Klimaresilientes Management von Grundwasser und Geogefahren in Vietnam

Beitrag zum Projekt:

• Vietnam – Klimaresilientes Management von Grundwasser und Geogefahren - Verbesserung der Grundwasserbewirtschaftung und Minderung von Geogefahren

Hintergrund
Das Mekongdelta, ein flaches, tiefliegendes Küstengebiet mit einer Fläche von ca. 40 000 km², bietet die Lebensgrundlage für mehr als 17 Millionen Menschen und ist eine der am stärksten vom Klimawandel betroffenen Regionen der Welt. Grundwasser ist eine wesentliche Komponente für die Sicherstellung der häuslichen und industriellen Wasserversorgung und stellt, insbesondere in den Küstengebieten, die wichtigste Wasserreserve während Dürreperioden für die Menschen im Mekongdelta dar. Seine Bedeutung wächst vor dem Hintergrund des Klimawandels, der zunehmenden Versalzung des Oberflächenwasssers und der ökonomischen Entwicklung des Deltas. Die Region ist mit einer Reihe komplexer Probleme konfrontiert, die seine Existenz als Lebens- und Wirtschaftsraum in seiner derzeitigen Form erheblich bedrohen.

Aufgrund seiner flachen Topographie reagiert das Delta nicht nur empfindlich auf den Klimawandel, Landabsenkungen und den langsamen Anstieg des Meeresspiegels, sondern ist auch extremen Überschwemmungen ausgesetzt. Nicht nachhaltige Landnutzungspraktiken tragen zu einem verringerten Eintrag von Wasser und Sediment bei. Die Verringerung des Oberflächenwasserflusses (z. B. durch Dämme) und die Vertiefung von Flussbetten (z. B. durch Sandabbau) begünstigen das Vordringen von Meerwasser bis weit ins Landesinnere, was zur Versalzung von Gewässern und Böden führt und den Bedarf an Grundwasser erhöht.

Gleichzeitig sind diese Küstenregionen verschiedenen Geogefahren ausgesetzt, die durch eine unsachgemäße Bewirtschaftung der Land- und Wasserressourcen noch verschärft werden. Dazu gehören flächenhafte Landabsenkungsprozesse, die beispielsweise durch Grundwasserentnahmen und verringerte Sedimentation begünstigt werden, aber auch die Erosion entlang von Flussläufen, Kanälen und Küsten, beispielsweise durch Sandabbau.

Die intensive Bewirtschaftung des Mekongdeltas erhöht nicht nur den Gesamtwasserbedarf, sondern macht den Wirtschaftsraum auch zunehmend anfällig für Trockenperioden. Die Folgen einer unangemessenen Bewirtschaftung von Land und Wasser sowie der Klimawandel stellen die Existenz dieses Ökosystems, seine Rolle als wichtiger Lieferant von Reis und anderen landwirtschaftlichen Erzeugnissen sowie die Lebensgrundlage der Menschen in Frage.

Karte des Mekongdeltas mit den Provinzen, mit denen das CRMGG-Projekt zusammenarbeitet Quelle: BGR

In Partnerschaft mit dem National Center for Water Resources Planning and Investigation (NAWAPI) arbeitet die BGR seit 2009 im Rahmen des Projekts "Verbesserung des Grundwasserschutzes in Vietnam (IGPVN)" zusammen. Das Folgeprojekt "Klimaresilientes Management von Grundwasser und Geogefahren in Vietnam" (CRMGG) konzentriert sich auf fünf Provinzen des Mekongdeltas:

• Sóc Trăng (Schwerpunkt der Untersuchungen im Projekt IGPVN II von 2012-2014);
• Cà Mau (hauptsächlich im Projekt IGPVN III seit 2015);
• Bạc Liêu (im Projekt IGPVN IV seit Ende 2020);
• Hậu Giang (im Projekt CRMGG seit Ende 2022);
• Kiên Giang (im Projekt CRMGG seit Ende 2022).

Das Projekt unterstützt die nationalen und provinziellen Partner in vier Komponenten.

1. Kapazitätsentwicklung auf nationaler und provinzieller Ebene

Sicherung der bisherigen Projektergebnisse
Gemeinsam mit den fünf Provinzen (Sóc Trăng, Cà Mau, Bạc Liêu, Hậu Giang und Kiên Giang) wurde ein Aktionsplan zur Konsolidierung und Verbreitung bewährter Praktiken im Grundwassermanagement aus dem vorangegangenen IGPVN-Projekt erstellt. Der Aktionsplan zielt darauf ab, den Transfer und die Integration der Ergebnisse der Produkte vor 2022 an die Provinzbehörden (DONREs) zu verbessern und die Übertragung bewährter Verfahren auf die beiden neu ausgewählten Provinzen (Hậu Giang und Kiên Giang) zu ermöglichen. Der Aktionsplan konzentriert sich auf vier Kernthemen: Grundwassermonitoring, digitales Grundwasserinformationssystem, Brunneninspektion und evidenzbasiertes Management.

Schulung zu Betrieb und Wartung von telemetrischen Überwachungsgeräten und Datenverarbeitung Quelle: BGR

Basierend auf den Erfahrungen und Konzepten des Vorgängerprojekts wurden Schulungs- und Unterstützungsmaßnahmen für die Umweltbehörden der Provinzen (DONREs) initiiert. Dazu gehörten eine Schulung zur Datenbank des Grundwasserinformationssystems (GISD) für die Provinzen Bạc Liêu im Juli 2022 und Hậu Giang im Januar 2024, eine Schulung zur Brunneninspektion für die Provinzen Bạc Liêu im September 2022 und Hậu Giang im August 2023, sowie eine Schulung zu Betrieb und Wartung von Grundwassermessstellen für vier Provinzen im November 2022.

Verbesserte Kapazitäten für das Management von Grundwasser und Geogefahren
Experten des nationalen Partners wurden zu Schulungen in "Managed Aquifer Recharge (MAR)" an der HTW Dresden (September 2022 und Juli 2023) und "Groundwater Modelling and Climate Change" von Deltares Singapur (Februar 2023), sowie zur European Geosciences Union (EGU) General Assembly in Wien (April 2024) entsandt.

2. Praktische Lösungen für das Grundwasser- und Georisikomanagement

Künstliche Grundwasseranreicherung
Während in der Regenzeit in der Regel ausreichend frisches Oberflächenwasser zur Verfügung steht, sind die Oberflächenwasserressourcen in der Trockenzeit oft zu salzig, um sie zu nutzen. Um diese Lücke zu schließen, ist die künstliche Grundwasseranreicherung (Managed aquifer recharge - MAR) eine vielversprechende Technologie, die als Lösung für das Mekongdelta in Form von Machbarkeitsstudien und Pilotprojekten getestet werden soll. Zwei Aktivitäten sind in der Umsetzung:

Schema für Aquiferspeicherung und -rückgewinnung (ASR) unter Verwendung eines Brunnens für sowohl die Anreicherung als auch für die Rückgewinnung (links) und Aquiferspeicherung, Transport und Rückgewinnung (ASTR) unter Verwendung eines Brunnens für die Anreicherung und eines weiteren Brunnens für die Rückgewinnung (rechts) Quelle: Dillon (2005), DOI: 10.1007/s10040-004-0413-6

• Unterstützung einer vom vietnamesischen Ministry of Natural Resources and Environment (MONRE) finanzierten Pilotstudie, die der nationale Partner NAWAPI in der Provinz Hậu Giang zusammen mit dem lokalen Wasserversorgungsunternehmen (HAWASUCO) durchführt. Die ersten beiden Runden von Infiltrationsversuchen zur Aquiferspeicherung und -rückgewinnung (ASR) an je zwei unterschiedlich tiefen Brunnen wurde Ende 2023 abgeschlossen. Eine weitere Runde Versuche wurde begonnen und testet auch zeitgleichauf neuen Internet of Things (IoT) Instrumente;
• Unterstützung eines Pilotprojekts zur Aquiferspeicherung und -rückgewinnung (ASR), das von Deltares, VEI und dem lokalen Wasserversorgungsunternehmen in Hậu Giang (HAWASUCO durchgeführt wird. In Zusammenarbeit mit NAWAPI wird das Projekt den Bau eines neuen Injektionsbrunnen, die Überwachung der Grundwasserqualität und die Verbreitung der Ergebnisse unterstützen. Ein Beobachtungsbrunnen wurde im Januar 2024 bereits installiert.

Geogefahren
Unter den bestehenden Geogefahren in der Region konzentriert sich das Projekt auf Landabsenkungen. In Zusammenarbeit mit dem deutsch-vietnamesischen Forschungsprojekt ViWaT, das vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) geleitet wird, will das Projekt die Partner im Bereich des Monitorings unterstützen. Die einzelnen Maßnahmen werden in der zweiten Hälfte des Jahres 2024 festgelegt.

3. Digitale Transformation

Das Projekt unterstützt die Umsetzung der digitalen Transformationsstrategie von NAWAPI (146/QD-TNNQG) in drei thematischen Bereichen:

Ausbildung in der Programmiersprache Python Quelle: BGR

• Entwicklung der Big-Data-Architektur und der standortübergreifenden Infrastruktur zur Verbesserung der zentralen Datenspeicherung, der Datenorganisation und des Datenaustauschs;
• Entwicklung digitaler Plattformen für die Datenbereitstellung und -visualisierung, um die institutionenübergreifende Vernetzung zu fördern;
• Weiterentwicklung des Systems für den automatisierten Betrieb (z.B. auch IoT), die Überwachung und Vorhersage von Wasserressourcen.

Nach einer Bestands- und Bedarfsanalyse bei NAWAPI und seinen drei Regionalabteilungen im Jahr 2022 begann der Ausbau der standortübergreifenden Datenarchitektur im März 2023 mit der Schulung von IT-Spezialisten und Ingenieuren von allen vier NAWAPI-Standorten.

4. Bewusstseinsbildung und wissenschaftliche Beratung

Die Sensibilisierung der relevanten Akteure und die Verbesserung der wissenschaftlichen Beratung bezieht sich auf Themen, die von den drei anderen Komponenten abgedeckt werden, zum Beispiel:

Das CRMGG-Projektteam bei der VACI 2023 Quelle: BGR

• Potenzial und Grenzen der künstlichen Grundwasseranreicherung für die Klimaresilienz (Literaturrecherche zu bestehenden Projekten);
• Bewertung des Wissensstands über Landabsenkungsprozesse im Mekongdelta;
• Grundwasserprobleme im Mekongdelta und Anpassung an den Klimawandel.

Diese Komponente wird in verschiedenen Formaten durchgeführt, wie z. B. Erfahrungsaustausch in Expertenrunden, thematische Diskussionspapiere zur faktenbasierten Unterstützung des Dialogs und des Entscheidungsprozesses, öffentliche Informationsveranstaltungen mit politischen Entscheidungsträgern auf nationaler und regionaler Ebene (wie z. B. auf der Vietnam Water Cooperation Initiative –VACI 2023 und 2024–) und Workshops.

Partner: National Center for Water Resources Planning and Investigation (NAWAPI)

Projektwebseite: "Improvement of Groundwater Protection in Vietnam (IGPVN)"

Literatur:

Fachberichte

• DE JONGE, M., STEINEL, A. & JANSEN, S. (2024): Water quality assessment and recommended monitoring for ASR pilot location Nga Bay. Report No 3. Partners for Water project: ASR application for Domestic Fresh Water Supply in the Vietnamese Mekong Delta. Unpublished report.
• STEINEL, A., DE JONGE, M. & JANSEN, S. (2023): Concept for initiall water quality assessment and water monitoring plan during implemntation fro ASR pilot in Hau Giang province. Report No 1. Partners for Water project: ASR application for Domestic Fresh Water Supply in the Vietnamese Mekong Delta. Unpublished report.

Präsentationen

• OSENBRÜCK, K., BÄUMLE, R., STEINEL, A. & MANH, L.V. (2023): Age and Hydrochemical Evolution of Deep Groundwater in the Mekong Delta, Vietnam - International Symposium on Isotope Hydrology, 3-7.7.2023, Vienna, Austria. (PDF, 2 MB)
• OSENBRÜCK, K., STEINEL, A., MONTCOUDIOL, N. & BÄUMLE, R. (2024): 14C-Grundwasseralter als Indikator für anthropogene Veränderungen der Grundwasserströmung im Mekong Delta, Vietnam - Vortrag bei der 29. Tagung der Fachsektion Hydrogeologie e.V. in der DGGV e.V., 20-23.3.2024 in Aachen, Deutschland. (PDF, 1 MB)
• RENCK, A. (2023): Climate resilience for the Mekong Delta: the role of groundwater. - Presentation of the CRMGG project at the Vietnam Water Cooperation Initiative (VACI 2023) on 2.3.2023 in Hanoi. (PDF, 2 MB)
• STEINEL, A. (2024): MAR pilots in confined aquifers as climate-resilient solution for the Mekong Delta. - Presentation at the Vietnam Water Cooperation Initiative (VACI 2024) on 15.3.2023 in Hanoi, Vietnam. (PDF, 3 MB)

Poster

• BGR & NAWAPI (2023): Deep-well aquifer storage and recovery - Solution for seasonal water supply shortage Hau Giang pilot site (PDF, 553 KB)
• BGR & NAWAPI (2023): Climate resilience for the Mekong Delta: the role of groundwater. Why is groundwater important? (PDF, 887 KB)
• BGR & NAWAPI (2023): Climate resilience for the Mekong Delta: the role of groundwater. What are the impacts of groundwater use? (PDF, 2 MB)
• BGR & NAWAPI (2023): Climate resilience for the Mekong Delta: the role of groundwater. What does the future look like? (PDF, 860 KB)
• BGR & NAWAPI (2023): Climate resilience for the Mekong Delta: the role of groundwater. What are the management challenges? (PDF, 1 MB)
• OSENBRÜCK, K., BÄUMLE, R., & STEINEL, A. (2023): A Novel Approach to Estimate Radiocarbon Ages of Deep Groundwater at the Mekong Delta, Vietnam. - Poster presented at the 1st Scientific Symposium "Dating Methods in Environmental Sciences" of the Core Facility Environmental Analytics on 15-16.6.2023 in Dresden, Germany. (PDF, 630 KB)