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Hydrologie für den kleinen Geldbeutel

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 19.09.2017 15:36

Datengetriebene Naturwissenschaft ist eine aufwendige Materialschlacht, die sich viele schlechtfinanzierte Institute in Entwicklungsländern überhaupt nicht leisten können. Weil zum Beispiel die Gewässerüberwachung aber auch in einem armen Land wie Myanmar sehr sinnvoll ist, haben dortige Studenten mit Hilfe von Hydrologen der Technischen Universität Delft ein preiswertes, wenn auch nicht ganz so hochgezüchtetes hydrologisches Monitoringsystem entwickelt. Auf der Jahrestagung der Europäischen Geowissenschaftlichen Union in Wien wurde der Ansatz vorgestellt.

RDer Irrawaddy ist der größte Fluss Myanmars und die zentrale Nord-Süd-Verbindung des verschlossenen Landes. (Bild: Björn Christian Törrissen/CC BY-SA 3.0)und 1000 Kilometer länger als der Rhein und gut dreimal so wasserreich durchzieht der Irrawaddy Myanmar der Länge nach. Der gewaltige Strom ist die Hauptwasserstraße des über Jahrzehnte hermetisch abgeschlossenen Landes, das mit der Öffnung seit 2011 zum großen Entwicklungssprung ansetzt. "Im Moment ist das Wasser des Irrawaddy sehr, sehr sauber, aber die sozioökonomische Entwicklung wird das voraussichtlich ändern", konstatiert Thom Bogaard, Professor am Lehrstuhl für Hydrologie der Technischen Universität Delft. Wissenschaftler der niederländischen TU unterstützen daher Nachwuchswissenschaftler und Studenten aus dem südostasiatischen Land beim Aufbau  eines Überwachungssystems für den Irrawaddy.

Ein hydrologischer Drifter bei Sonnenuntergang auf dem Irrawaddy in Myanmar. (Bild: TU Delft/Rolf Hut)Das Problem: Moderne Instrumente sind teuer, Myanmar aber ist ein armes Land, das nur geringe Mittel für derartige Forschung übrig hat. Am Hydrologie-Lehrstuhl in Delft sind die myanmarischen Wasserwissenschaftler jedoch genau an der richtigen Stelle. "Ich versuche bei Praxisübungen grundsätzlich Wege zu zeigen, wie man Forschung auch zu geringeren Kosten betreiben kann, als sie im Westen üblich sind", meint Rolf Hut, Post-Doc in Delft und bekennender Bastler. Seine Lösung für Myanmar: Kokosnüsse, Luftballons, batteriebetriebene Fahrradlampen und billige GPS-Module. "Zu Jahresbeginn haben wir im Irrawaddy und im Chindwin, seinem größten Nebenfluss, ein paar Hundert Kokosnüsse mit Luftballons und Fahrradlampen daran ausgesetzt", so Hut, "das Ziel war, die Fließgeschwindigkeit der beiden Flüsse zu messen und zu sehen, wie die Strömungen im Zusammenfluss verlaufen."

Kokosnüsse, Luftballons und Fahrradlampen machen einen funktionstüchtigen Drifter für grundlegende hydrologische Untersuchungen auf dem Irrawaddy. (Bild: TU Delft/Rolf Hut)Das Konzept ist simpel und – das war für Hut und seine Partner in Myanmar entscheidend – die Instrumente lassen sich in Eigenregie zusammenbauen und reparieren. "Wir setzen auf Low Tech, weil solche Instrumente auch bei niedrigem Budget zusammengebaut und vor allem auch repariert werden können", betont Bogaard. Die Kokosnüsse dienen als Schwimmkörper, die Luftballons und Fahrradlampen als Indikatoren, die die Position der Schwimmer Tag und Nacht verraten. "Dann müssen nur noch Gruppen von Studenten an verschiedenen Punkten protokollieren, wann die Instrumente sie passieren, um eine ziemlich gute Abschätzung der Strömung zu erhalten", sagt Rolf Hut. Natürlich, gibt der Tüftler zu, sei ein solches Messsystem um Welten weniger raffiniert und fortschrittlich als die im Westen üblichen Drifter-Schwärme. Doch habe es unbestreitbar das Kostenargument auf seiner Seite. "Eine Kokosnuss kostet in Myanmar vielleicht einen Dollar, die batteriebetriebenen Fahrradlampen sind in den Niederlanden für drei Euro das Stück zu haben und Luftballons schlagen mit 10 Euro je 100 Stück zu Buche", rechnet der PostDoc vor.

Mit dem Kanu setzen die Wissenschaftler ihre selbstgebauten Drifter auf dem Irrawaddy in Myanmar aus. (Bild: TU Delft/Rolf Hut)Nicht ganz so preiswert sind die GPS-Drifter, die diese Messmethode ergänzen, doch auch hier rechnen die Delfter Hydrologen mit großen Preisvorteilen gegenüber den High-Tech-Geräten des Westens, denn auch diese Instrumente werden aus preiswerten und überall verfügbaren Elementen selbst zusammengebaut. "Von einem spezialisierten Hersteller kosten sie 500, 1000 oder noch mehr Euro, wir schaffen das für zusammengenommen 200 Euro und der Preis dürfte sogar noch sinken", sagt Rolf Hut. Der GPS-Drifter Marke Eigenbau besteht aus einem Schwimmkörper aus Holz mit einem Styropor-Aufsatz. Darauf wird eine wasserdichte Plastikdose befestigt, in der ein Allerwelts-GPS-Modul, eine Datenspeicherkarte und ein Mobilfunk-Modul angebracht sind. "Dass wir mit einem solchen Low-Tech-Ansatz tendenziell schlechtere Datenqualität erzielen als in Europa, ist natürlich klar", so Thom Bogaard, "aber mit einem guten hydrologischen Modell erhalten wir trotzdem belastbare Aussagen."

Eine Gruppe hydrologischer Drifter auf dem Irrawaddy. Dank der Fahrradlampen sind sie auch bei Nacht gut zu erkennen. (Bild: TU Delft/Rolf Hut)Dass die selbstgebastelten Drifter funktionieren, führte Rolf Hut auf der EGU-Tagung in Wien vor. Er setzte ein Instrument im Donaukanal aus und ließ sich die Positionsdaten auf sein Tablet im Konferenzzentrum senden. „Das habe ich am Posterstand unseres Projektes befestigt, und während der Poster-Session konnte jeder Besucher den Weg live verfolgen.“ So konnten die Konferenzteilnehmer auch sehen, dass sich der Drifter auf dem Weg zum Hauptstrom der Donau in irgendeinem Gestrüpp am Kanalufer verfing und  nicht voran kam. Die Rettungsmission, die Hut umgehend organisierte, war letztendlich jedoch unnötig. „Als wir nach einer halben Stunde Fahrtzeit endlich an der Stelle ankamen, war von dem Drifter nichts mehr zu sehen“, berichtete der Hydrologe. Eine aktualisierte Routenangabe zeigte, dass das Gerät zu diesem Zeitpunkt bereits in der Donau auf dem Weg stromabwärts nach Bratislava war.