Snelle veranderingen in rivierpatronen in Hoog Azië vormen uitdaging voor de energie toekomst van de regio

Boven Bhotekoshi Rivier, Nepal. Een internationaal team van onderzoekers onder leiding van de Universiteit van Massachusetts Amherst heeft veranderingen in meer dan 114.000 rivieren in Hoge Bergachtige Azië gedurende een periode van 15 jaar gevolgd. In het artikel, gepubliceerd in AGU Advances, werd gerapporteerd dat bijna 10% van deze rivieren een toename in de waterstroom heeft gezien, waarbij een toenemend deel van dat water afkomstig is van smeltend gletsjerijs in plaats van neerslag.

Dit water is van levensbelang voor miljarden mensen van China, India en Zuidoost-Azië tot Turkmenistan; het is gevoelig voor klimaatverandering en speelt een cruciale rol in de duurzame ontwikkeling van deze regio door de opwekking van hydro-elektriciteit. Met behulp van satellietobservaties en computermodellen van 2004 tot 2019 ontdekte het team dat 11.113 rivieren een toename van de rivierafvoer ervoeren, oftewel de hoeveelheid water die op elk moment door hen stroomt.

“We zien deze snelle veranderingen, wat consistent is met veel andere studies. We hebben het gewoon onder een fijnere lens bekeken en daardoor concreter en kwantitatief beoordeeld dan ooit tevoren,” zegt Colin Gleason, Armstrong Professor van civiele en milieutechniek aan UMass Amherst.

De kleinere, bovenstroomse rivieren van het Syr Darya-bekken (dat delen van Oezbekistan, Tadzjikistan en Kazachstan beslaat), het Indus-bekken (Pakistan, India, China en Afghanistan) en de Yangtze- en Gele Rivier bekken in China waren het meest getroffen door deze toename.

Een probleem met deze toename in de bovenstroomse rivieren is dat het de hydro-elektriciteit kan verstoren, wat cruciaal is voor de energiebeveiliging in de regio. “Bijvoorbeeld, in Nepal komt ongeveer 80% van hun energiebronnen van hydro-elektriciteit,” zegt Jonathan Flores, UMass Ph.D. student en eerste auteur van het artikel.

Een toegenomen rivierdoorstroming verhoogt vervolgens de stroomsnelheid. Dit lijkt een voordeel voor hydro-elektriciteit, maar in werkelijkheid betekent het dat de rivier meer en grotere sedimentdeeltjes stroomafwaarts kan duwen.

“De dammen zijn ontworpen voor specifieke stroomsnelheden of afvoeren,” zegt Flores. “Met dat ontwerp hebben ze ook een limiet voor de energieproductie. De capaciteit en de energievoorziening blijven hetzelfde, maar het sediment dat de turbines verstopt en de capaciteit van het reservoir vermindert, neemt toe.” Dit beperkt uiteindelijk de hoeveelheid energie die een installatie kan genereren of verhoogt de kosten daarvoor.

Hun onderzoek heeft ook de bron van dit toegenomen water in kaart gebracht. Afhankelijk van de regio werden deze veranderingen aangedreven door verschillende factoren. “Er zijn hotspots die we in de regio hebben gevonden,” zegt Flores. Het oostelijke deel van de Indus wordt natter door toegenomen neerslag en veranderingen in de moessonpatronen.

Over het geheel genomen nam de rivierafvoer in het westelijke deel van Hoge Bergachtige Azië, met name de Syr Darya, Amu Darya en Westerse Indus rivieren, met 2,7% per jaar toe, waarbij een steeds groter deel van dat water afkomstig is van gletsjers. Elk jaar kan 2,2% meer van de waterafvoer in een rivier worden toegeschreven aan gletsjermelt in plaats van neerslag.

Hoge Bergachtige Azië wordt in China de “Derde Pool” genoemd, waardoor het een belangrijk gebied is voor klimaatveranderingsonderzoek. “De eerste dingen die reageren op een opwarmend klimaat zijn sneeuw en ijs,” zegt Gleason. “Je ziet het in Groenland, je ziet het in Antarctica, en je ziet het hier.”

Deze verschuiving zal aanzienlijke gevolgen hebben voor het watergebruik. Gleason beschrijft water als een bank: neerslag is als een salaris. Het doet stortingen in je betaalrekening die je gebruikt voor je dagelijkse opnames. “Je gletsjer is als je spaarrekening,” zegt hij. “Je wilt het echt niet aanraken. Het druppelt gewoon een laag rente over de tijd. Als er een jaar-op-jaar procentuele toename in de stroom van een gletsjer is, zou dit suggereren dat, als die trends zich met dat tempo voortzetten, je zou kunnen kijken naar afnemende gletsjerwatervoorraden.”

Gleason benadrukt dat planners rekening moeten houden met deze verschuiving, omdat gletsjerwater seizoensgebonden voorspelbaarder is dan neerslag. “Het echte effect is: het verandert de stabiliteit van hoeveel water er in je hydro-systeem komt. Als je een drinkwater- of hydro-elektriciteitssysteem bouwt dat afhankelijk is van gletsjers voor een stabiele watervoorziening, ben je dan klaar voor die verandering in stabiele voorziening, en zal de gletsjer er over 100 jaar nog steeds zijn?”