Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Lingkungan

Perubahan iklim menghadirkan tantangan baru untuk pasokan air minum – ScienceDaily


Waduk Rappbode di wilayah Harz adalah waduk air minum terbesar di Jerman, yang memasok air minum bagi sekitar satu juta orang di berbagai wilayah termasuk wilayah Halle dan bagian selatan negara bagian Saxony-Anhalt. Temperatur air di waduk sekarang berpotensi meningkat secara signifikan akibat perubahan iklim. Jika rata-rata pemanasan global mencapai antara 4 dan 6 derajat pada tahun 2100, seperti yang ditunjukkan tren saat ini, kondisi suhu di Waduk Rappbode akan menjadi sebanding dengan yang ada di Danau Garda dan danau lain di selatan Pegunungan Alpen. Dalam sebuah artikel di Ilmu Lingkungan Total Majalah, tim peneliti yang dipimpin oleh Helmholtz Center for Environmental Research (UFZ) menulis bahwa operator waduk dapat mengimbangi sebagian dampaknya terhadap pasokan air minum – untuk melakukannya, mereka harus mengubah cara waduk dikelola.

Dampak perubahan iklim sudah dapat dilihat di Waduk Rappbode: Selama 40 tahun terakhir, suhu permukaan air di waduk telah meningkat sekitar 4 derajat di bulan-bulan musim panas. Tren ini dapat berlanjut, seperti yang telah ditunjukkan oleh tim peneliti yang dipimpin oleh Dr Karsten Rinke, yang meneliti danau di UFZ. Bekerja berdasarkan model danau yang dikembangkan oleh para peneliti AS, tim tersebut memperhitungkan strategi pengelolaan waduk potensial untuk memperkirakan dampak perubahan iklim terhadap suhu air dan struktur fisik danau, yang mengontrol stratifikasi dan pencampuran musiman tubuh. air. Penelitian mereka melihat tiga skenario untuk emisi gas rumah kaca di masa depan. Yang disebut “jalur konsentrasi representatif” (RCP) menggambarkan apakah emisi gas rumah kaca akan dihentikan (RCP 2.6), akan terus meningkat (RCP 6.0) atau bahkan terus meningkat tanpa henti (RCP 8.5) pada tahun 2100. Menurut Intergovernmental Panel on Climate Change IPCC, kasus terakhir akan mengakibatkan rata-rata pemanasan global lebih dari 4 derajat pada akhir abad ini.

Untuk skenario RCP 2.6 dan RCP 6.0, penulis studi memproyeksikan bahwa suhu rata-rata di permukaan air Waduk Rappbode diatur untuk meningkat masing-masing 0,09 derajat atau 0,32 derajat setiap dekade pada tahun 2100. Ini akan sesuai dengan peningkatan total sekitar 0,7 derajat (RCP 2,6) dan sekitar 2,6 derajat (RCP 6,0) pada akhir abad ini. Seperti yang diharapkan, kenaikan suhu akan menjadi yang tertinggi di bawah skenario RCP 8.5, yang akan menyebabkan suhu air meningkat 0,5 derajat setiap dekade atau sekitar. 4 derajat kali 2100.

Namun, dalam hal penggunaan air minum, apa yang terjadi di lapisan waduk yang lebih dalam – yaitu di kedalaman 50 meter ke bawah – lebih serius, karena di sinilah air baku dikeluarkan sebelum diolah untuk disiapkan. sebagai air minum. Memang benar bahwa dampak pada tahun 2100 akan relatif kecil di bawah skenario RCP 2.6 dan RCP 6.0, karena suhu air akan terus berada di sekitar 5 derajat sepanjang tahun. Namun, suhu air akan meningkat secara signifikan di bawah skenario RCP 8.5 – hampir 3 derajat pada akhir abad ini. Akibatnya, air di kedalaman waduk akan menghangat hingga sekitar 8 derajat. “Ini akan mengubah waduk di dataran tinggi paling utara Jerman menjadi badan air yang sebanding dengan Danau Maggiore atau Danau Garda saat ini,” kata ilmuwan UFZ Rinke. Peningkatan sebesar ini tentunya akan membawa konsekuensi karena secara signifikan akan mempercepat kecepatan proses metabolisme biologis. “Peningkatan suhu hingga 8 derajat hampir menggandakan kebutuhan oksigen, yaitu jumlah organisme oksigen yang dikonsumsi selama proses respirasi dan degradasi,” kata penulis utama Chenxi Mi, yang berfokus pada dampak iklim pada Waduk Rappbode dalam gelar doktornya di UFZ. Peningkatan konsumsi oksigen akan memberikan tekanan tambahan pada anggaran oksigen air, karena durasi stagnasi musim panas – fase stratifikasi suhu yang stabil di danau di mana perairan dalam ditutup untuk suplai oksigen dari atmosfer – sudah diperpanjang karena untuk perubahan iklim. Ditambah lagi, air hangat juga tidak mampu menyerap oksigen sebanyak mungkin. Konsekuensi potensial termasuk disolusi intensif nutrisi dan logam terlarut dari sedimen, pertumbuhan alga dan peningkatan alga biru-hijau.

Dengan kata lain, skenario 8.5 akan berdampak pada penyediaan air minum jika hal itu terjadi. Operator waduk mengambil air mentah dari lapisan paling bawah untuk alasan yang baik, karena air di sana dingin dan hanya mengandung zat tersuspensi, logam terlarut, alga, bakteri, dan mikroorganisme yang berpotensi patogen dalam kadar rendah. Jika kandungan oksigen di sana menurun lebih cepat karena naiknya suhu air, maka risiko kontaminasi meningkat, misalnya karena zat-zat yang dilepaskan dari endapan dan pertumbuhan bakteri yang lebih besar. Oleh karena itu, mengolah air akan membutuhkan upaya yang lebih besar dari pihak operator, dan mereka harus menangani permintaan yang lebih tinggi dalam hal kapasitas pengolahan yang perlu mereka simpan. “Ini berarti mencegah air dalam dari pemanasan juga bermanfaat dari perspektif pasokan air minum, dan cara ideal untuk melakukannya adalah kebijakan iklim ambisius yang membatasi pemanasan,” kata Rinke.

Tetapi operator tidak sepenuhnya tidak berdaya melawan pemanasan air dalam di waduk. Simulasi model yang dibuat oleh tim Rinke menunjukkan bahwa sebagian panas dapat diekspor dengan menggunakan sistem pintar untuk menarik air. Hal ini berkaitan dengan air yang dilepaskan ke perairan hilir yaitu air yang ditarik dan dialirkan ke aliran air di bawah waduk agar kondisi debit di sana tetap stabil. Apa yang disebut debit hilir ini perlu ditarik bukan dari lapisan yang lebih rendah seperti yang telah terjadi sejauh ini, melainkan dari dekat permukaan. “Pendekatan ini akan memungkinkan panas tambahan yang disebabkan oleh perubahan iklim dilepaskan lagi,” Rinke menjelaskan. Namun, dia menambahkan, tidak mungkin mencegah air dalam memanas jika suhu udara meningkat melebihi 6 derajat. “Meskipun operator harus mengatasi lebih banyak kekurangan air karena tahun-tahun sangat kering yang kami alami baru-baru ini, penting untuk memikirkan kualitas air. Dalam hal pengelolaan waduk, kami pasti memiliki pilihan dan dapat menanggapi kondisi baru yang disebabkan oleh perubahan iklim. Dengan cara ini, kami dapat mengurangi dampak negatif tertentu melalui langkah-langkah adaptasi iklim. “

Operator Waduk Rappbode di perusahaan Talsperrenbetrieb Sachsen-Anhalt mengetahui hal ini. Mereka telah bekerja sama erat dengan Karsten Rinke dan tim peneliti di UFZ selama bertahun-tahun untuk menilai dampak perubahan iklim dan membahas tentang opsi potensial untuk mengadaptasi Waduk Rappbode. Talsperrenbetrieb sudah merencanakan infrastruktur baru yang memungkinkan penerapan strategi manajemen baru.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Pengeluaran SGP