In einer Zeit, in der Klimaextreme eine große Herausforderung darstellen, werden gemeinsame Forschungsanstrengungen immer wichtiger. Eine dieser Initiativen ist das JCAR ATRACE-Programm, das Wissensinstitute und lokale Regierungsstellen mehrerer Länder zusammenbringt. Diese Zusammenarbeit hat die Erforschung von Klimarisiken erleichtert, indem sie auf ein breites Spektrum an Fachwissen zurückgreifen konnte.
Zu denjenigen, die zu dieser wichtigen Forschung beigetragen haben, gehörten drei engagierte Masterstudenten: Ivan Leegwater, William Cazemier und Sander de Groot von der Universität Twente. Sie konnten die Zusammenarbeit im Rahmen von JCAR ATRACE durch ihre gemeinsame Arbeit erleben: Jeder von ihnen erforschte eine andere Forschungsfrage mit Schwerpunkt auf dem Flussgebiet der Vecht. Wir haben mit ihnen gesprochen, um mehr über ihre Forschung und ihre Erfahrungen zu erfahren.
Die einzigartigen Aspekte des JCAR ATRACE-Programms
Ivan erklärt: „Das Studium im Rahmen des JCAR ATRACE-Programms war eine wirklich einzigartige Erfahrung. Zusammen mit zwei Kommilitonen von der Universität Twente konzentrierten wir uns alle auf dasselbe Flusseinzugsgebiet – die Overijsselse Vecht. Dieser gemeinsame Ansatz ermöglichte uns eine intensive Zusammenarbeit, bei der wir unsere Ressourcen und Zeit bündelten, um die Besonderheiten des Gebiets genauer zu untersuchen.“
Er berichtet, dass das Programm eine dynamische Plattform für den Wissensaustausch bot, der über die Universität hinausging. Sie konnten nicht nur mit Studierenden anderer Institutionen zusammenarbeiten, sondern auch mit ForscherInnen und Entscheidungsträgern von Organisationen wie Deltares und Regierungsbehörden wie Waterschap Drents Overijsselse Delta und Waterschap Vechtstromen. „Diese regelmäßigen Austauschmöglichkeiten haben dafür gesorgt, dass unsere Forschung sowohl relevant als auch auf dem neuesten Wissensstand war.“ Letztendlich unterstrich diese Erfahrung die kollektive Leistung und den Einfluss auf die reale Welt, wodurch der Weg zum Abschluss sich sowohl beruflich als auch persönlich gelohnt hat.
William fügt hinzu, dass im Gegensatz zu traditionellen Masterstudiengängen, in denen die Studierenden in der Regel individuell arbeiten, das JCAR ATRACE-Programm die Zusammenarbeit zwischen den ForscherInnen fördert. Alle Forschungsthemen sind miteinander verbunden und tragen zu den übergeordneten Zielen von JCAR ATRACE bei, was ziemlich einzigartig ist. In diesem Fall haben beispielsweise alle drei Studierenden ihre Forschung im selben Studiengebiet durchgeführt: „Das hat den Prozess nicht nur effizienter, sondern auch angenehmer gemacht, da wir nicht alles allein bewältigen mussten. Außerdem war es faszinierend, etwas über die vielfältigen Forschungsarbeiten zu erfahren, die in anderen grenzüberschreitenden Einzugsgebieten in den Niederlanden durchgeführt werden, und dadurch wertvolle Erkenntnisse zu gewinnen.“
Für Sanders liegt der einzigartige Aspekt unseres Programms in der Zusammenarbeit zwischen Wissensinstituten aus mehreren Ländern und lokalen Regierungsinstitutionen. Die Forschung in einem so großen Maßstab in Bezug auf Klimarisiken ist etwas Besonderes, da sie auf einem riesigen Pool an gebündeltem Fachwissen beruht. „Es war eine einzigartige Gelegenheit, an den frühen Phasen des JCAR-Programms beteiligt zu sein, und ich bin gespannt, welche weiteren Erfolge noch vor uns liegen.“
Ihre Forschung
Die Auswirkungen naturbasierter Lösungen auf hohe und niedrige Wasserstände im Einzugsgebiet der Vecht
Ivan erklärt, dass der Klimawandel extreme Wetterereignisse verstärkt, Wassersysteme stört und wirtschaftliche Verluste verursacht. Naturbasierte Lösungen (NBS) bieten eine nachhaltige Alternative zur traditionellen Infrastruktur. In seiner Studie wurden die Auswirkungen von NBS auf hohe und niedrige Wasserstände im Einzugsgebiet der Vecht mithilfe des hydrologischen Modells LISFLOOD-OS untersucht. Es wurde festgestellt, dass die Aufforstung die Spitzenabflüsse im Sommer durch verstärkte Infiltration und Interzeption erheblich reduziert; ihre Wirksamkeit hängt jedoch von einer großflächigen Umsetzung ab, wobei die derzeitigen politischen Maßnahmen nur eine Erhöhung der Waldbedeckung um 10 % anstreben. Bodenverbesserungsmaßnahmen wie Belüftung und konservierende Bodenbearbeitung mildern den Oberflächenabfluss bei starken Regenfällen und sind aufgrund der Verfügbarkeit von Ackerland leichter durchführbar. Beide Ansätze hatten jedoch nur minimale Auswirkungen auf Niedrigwasser und die Dürreresilienz. Zukünftige Forschungsarbeiten sollten die Parametrisierung von NBS verbessern und mit Grundwassermodellen verknüpfen, um die langfristigen Auswirkungen auf die Wasserverfügbarkeit besser bewerten zu können. Ivan kommt zu dem Schluss, dass „ein besseres Verständnis der Auswirkungen von NBS eine effektive Umsetzung unterstützen und das integrierte Wassermanagement verbessern wird“.
Entdecken Sie Ivans Forschungsarbeit hier.
Die Auswirkungen naturbasierter Lösungen auf hohe und niedrige Wasserstände in der Vecht unter Verwendung des hydrologischen Modells Wflow sbm
William untersuchte, wie naturbasierte Lösungen (NBS) extreme Wasserstände in der Vecht beeinflussen können (sowohl hohe als auch niedrige) und verwendete dazu ein hydrologisches Modell namens Wflow_sbm. Er testete über zehn verschiedene NBS und stellte fest, dass die Pflanzung von Wäldern (Aufforstung) und die Schaffung von Feuchtgebieten die größte Wirkung hatten. „Diese Maßnahmen reduzierten erfolgreich die Spitzenabflussmengen des Flusses bei starken Regenfällen, hatten aber nur geringe Auswirkungen auf die Aufrechterhaltung der Wasserstände in Trockenperioden.“
Damit diese Lösungen jedoch die Spitzenabflüsse effektiv reduzieren können, müssen sie in großem Maßstab umgesetzt werden – insbesondere die Umwandlung von 25 % des gesamten Einzugsgebiets in Wald. Darüber hinaus verändern diese Maßnahmen die Art und Weise, wie sich das Wasser durch die Landschaft bewegt. Da Bäume und Feuchtgebiete die Verdunstung erhöhen, fließt letztlich weniger Wasser in den Fluss, was sich auf die Gesamtwasserverfügbarkeit auswirkt.
Hier finden Sie die Forschungsarbeit von William.
Bewertung der Leistung von Ensemble-Hochwasservorhersagen unter Verwendung eines semi-verteilten Multimodell-Ansatzes im Vergleich zu Einzelmodellen
Sanders Forschung konzentrierte sich auf die Auswirkungen der Verwendung mehrerer hydrologischer Modelle in einem Hochwasservorhersagesystem für die Vecht. Er erklärt, dass in einem Hochwasservorhersagesystem in der Regel ein einziges hydrologisches Modell verwendet wird, um den Abfluss des Flusses auf der Grundlage von Wettervorhersagen vorherzusagen. Verschiedene Modelle können sich jedoch unterschiedlich verhalten, was bedeutet, dass die Verwendung nur eines Modells aufgrund der Struktur des Modells zu erheblichen Unsicherheiten führen kann. Durch die Kombination von Vorhersagen aus mehreren Modellen kann die Modellunsicherheit reduziert und die Vorhersageleistung verbessert werden.
„Ich habe ein Vorhersagesystem mit den hydrologischen Modellen HBV und GR4H mit einem stündlichen Zeitschritt für die Vecht und ihre Nebenflüsse entworfen. Ich habe die Modelle kalibriert und validiert und das Hochwasserereignis vom Dezember 2023 genutzt, um die Vorhersageleistung der Modelle einzeln sowie in Kombination in einem Multimodellsystem zu bewerten.“
Hier finden Sie Sanders Forschungsarbeit.
Die Arbeit von Ivan, William und Sander unterstreicht den Wert der Integration akademischer Forschung in lokale und staatliche Initiativen zur Bewältigung komplexer Probleme.
Während sich das JCAR ATRACE-Programm weiterentwickelt, zeigen die Beiträge dieser Studierenden das Potenzial für positive Veränderungen durch Teamarbeit in verschiedenen Regionen auf. Ihre Reise spiegelt die Bedeutung von Bildung und Forschung für ein besseres Verständnis von Klimarisiken wider und ermutigt zukünftige Generationen, sich an den Bemühungen zum Schutz unseres Planeten zu beteiligen.
