Die deutsch-brasilianische Kooperation zwischen dem GFZ Potsdam, der Universität Potsdam, der Federal University of Ceará (UFC) in Fortaleza und dem Federal Institute of Ceará (IFCE) in Maracanaú wird gemeinsam vom DAAD und CAPES unterstützt. Ziel der Zusammenarbeit ist es, die Wasserressourcen zu überwachen und das Verständnis der komplexen Dynamik des Wassers auf der Grundlage von in-situ-Messungen, Fernerkundungstechnologien und Modellierungsansätzen im Nordosten Brasiliens, einer Region, die als Dürrepolygon bezeichnet wird, zu verbessern.

Die semi-aride Region ist durch ausgeprägte Feucht- und Trockenzeiten gekennzeichnet. In der Trockenzeit wird die Wasserversorgung durch eine große Anzahl von Stauseen unterschiedlicher Größe sichergestellt. Allerdings kommt es in der Region regelmäßig zu mehrjährigen Dürreperioden, in denen geringe Niederschlagsmengen während der Regenzeit zu einer unzureichenden Auffüllung der Stauseen führen, was die Notwendigkeit eines effektiven und integrierten Wasserressourcenmanagements deutlich macht. In den letzten Jahren wurde ein zunehmendes Wachstum von Makrophyten beobachtet, was auf eine zunehmende Eutrophierung der Stauseen hinweist, die wiederum mit Änderungen der Landnutzung zusammenhängt. Insbesondere der direkte Zugang von Vieh zu den Stauseen und die Degradation der natürlichen Caatinga-Vegetation werden als Hauptursachen für den erhöhten Nährstoffeintrag vermutet. Angesichts der großen Anzahl von Stauseen, der komplexen Dynamik der Wasserspeicherung und -qualität sowie der Größe und Abgelegenheit des Gebietes wird die Satelliten-Fernerkundung als geeignete Quelle für die Überwachung der Wasserressourcen als Grundlage für ein nachhaltiges Wasserressourcenmanagement angesehen.

Die bisherigen Arbeiten der Projektpartner im semi-ariden Nordosten Brasiliens konzentrierten sich auf die Untersuchung der Wasserverfügbarkeit, der Erosion und der Sedimenttransportprozesse, der Verlandung von Stauseen, der Eutrophierung und der Wiederverwendung von Sedimenten zur Düngung von landwirtschaftlichen Flächen. Im Rahmen dieser langfristigen Kooperation zielt das SERES-Projekt darauf ab,

1. die Auswirkungen der Eutrophierung auf die Wasserverfügbarkeit aus Stauseen zu quantifizieren,
2. zu bewerten, wie die Technik der Sedimentwiederverwendung zur Wiederherstellung der Wasserqualität beitragen kann, und
3. die Nährstoffverfügbarkeit in den Stauseesedimenten und das Nährstoffdefizit in den Böden zu kartieren, um die Praxis der Sedimentwiederverwendung zu unterstützen.

Im Projekt SERES werden Fernerkundungstechnologien durch in-situ-Messungen sowie numerische Modellierung unterstützt.

Publikationen:

Zhang, S., Foerster, S., Medeiros, P., de Araújo, J. C., Duan, Z., Bronstert, A., Waske, B. (2021): Mapping regional surface water volume variation in reservoirs in northeastern Brazil during 2009–2017 using high-resolution satellite images. - Science of the Total Environment, 789, 147711. DOI

Braga, B. B., de Carvalho, T. R. A., Brosinsky, A., Förster, S., Medeiros, P. H. A. (2019) - From waste to resource: Cost-benefit analysis of reservoir sediment reuse for soil fertilization in a semiarid catchment DOI  

Pereira, B., Medeiros, P., Francke, T., Ramalho, G., Förster, S., De Araújo, J. C. (2019) - Assessment of the geometry and volumes of small surface water reservoirs by remote sensing in a semi-arid region with high reservoir density  DOI 

Pereira, F. J. S., Costa, C. A. G., Förster, S., Brosinsky, A., de Araújo, J. C. (2019) - Estimation of suspended sediment concentration in an intermittent river using multi-temporal high-resolution satellite imagery DOI  

Zhang, S., Förster, S., Medeiros, P., de Araújo, J. C., Waske, B. (2018) - Effective water surface mapping in macrophyte-covered reservoirs in NE Brazil based on TerraSAR-X time series DOI  

Coelho, C., Heim, B., Förster, S., Brosinsky, A., de Araújo, J. (2017) - In Situ and Satellite Observation of CDOM and Chlorophyll-a Dynamics in Small Water Surface Reservoirs in the Brazilian Semiarid Region DOI  

Zhang, S., Förster, S., Medeiros, P., de Araújo, J. C., Motagh, M., Waske, B. (2016) - Bathymetric survey of water reservoirs in north-eastern Brazil based on TanDEM-X satellite data DOI