Il Rappbode Reservoir nella regione di Harz è il più grande serbatoio di acqua potabile della Germania, fornitura di acqua potabile a circa un milione di persone in aree tra cui la regione di Halle e la parte meridionale dello stato della Sassonia-Anhalt. Le temperature dell'acqua nel serbatoio ora hanno il potenziale per aumentare significativamente a causa dei cambiamenti climatici. Se il riscaldamento globale medio raggiunge tra 4 e 6 gradi entro l'anno 2100, come suggerisce la tendenza attuale, le condizioni di temperatura nel bacino idrico di Rappbode diventeranno paragonabili a quelle del Lago di Garda e di altri laghi a sud delle Alpi. In un articolo in Scienza dell'ambiente totale rivista, un team di ricercatori guidato dal Centro Helmholtz per la ricerca ambientale (UFZ) scrive che gli operatori del bacino potrebbero compensare parzialmente gli impatti che questo avrà sulla fornitura di acqua potabile:per farlo, dovrebbero cambiare il modo in cui viene gestito il serbatoio.

Gli impatti del cambiamento climatico sono già visibili nel bacino idrico di Rappbode:negli ultimi 40 anni, la temperatura superficiale dell'acqua nel bacino è aumentata di circa 4 gradi nei mesi estivi. Questa tendenza potrebbe continuare, come è stato ora dimostrato da un team di ricercatori guidati dal Dr. Karsten Rinke, che ricerca laghi all'UFZ. Lavorando sulla base di un modello di lago sviluppato da ricercatori statunitensi, il team ha preso in considerazione le potenziali strategie di gestione dei bacini idrici per prevedere gli impatti che i cambiamenti climatici potrebbero avere sulle temperature dell'acqua e sulla struttura fisica del lago, che controllano la stratificazione e il rimescolamento stagionale del corpo idrico. La loro ricerca ha esaminato tre scenari per le future emissioni di gas serra. I cosiddetti "percorsi di concentrazione rappresentativi" (RCP) descrivono se le emissioni di gas serra verranno fermate (RCP 2.6), continuerà ad aumentare (RCP 6.0) o addirittura continuerà ad aumentare senza sosta (RCP 8.5) entro il 2100. Secondo l'Intergovernmental Panel on Climate Change IPCC, quest'ultimo caso comporterebbe un riscaldamento globale medio di oltre 4 gradi entro la fine di questo secolo.

Per gli scenari RCP 2.6 e RCP 6.0, gli autori dello studio hanno previsto che la temperatura media sulla superficie dell'acqua del bacino idrico di Rappbode è destinata ad aumentare rispettivamente di 0,09 gradi o 0,32 gradi ogni decennio entro l'anno 2100. Ciò corrisponderebbe a un aumento totale di circa 0,7 gradi (RCP 2,6) e intorno a 2,6 gradi (RCP 6,0) entro la fine di questo secolo. Come previsto, l'aumento delle temperature sarebbe il più alto nello scenario RCP 8.5, che vedrebbe la temperatura dell'acqua aumentare di 0,5 gradi ogni decennio o ca. 4 gradi entro il 2100.

Però, in termini di utilizzo di acqua potabile, ciò che accade negli strati più profondi del serbatoio, cioè a una profondità di 50 metri e inferiore, è più grave, poiché qui viene prelevata l'acqua grezza prima di essere trattata per prepararla come acqua potabile. È vero che gli impatti entro il 2100 sarebbero relativamente minori negli scenari RCP 2.6 e RCP 6.0, poiché la temperatura dell'acqua continuerebbe ad essere di circa 5 gradi tutto l'anno. Però, le temperature dell'acqua aumenteranno in modo significativo nello scenario RCP 8.5, di quasi 3 gradi entro la fine del secolo. Di conseguenza, l'acqua nelle profondità del serbatoio si scalderebbe fino a circa 8 gradi. "Questo trasformerebbe un bacino idrico negli altopiani più settentrionali della Germania in uno specchio d'acqua paragonabile al Lago Maggiore o al Lago di Garda oggigiorno, " dice lo scienziato dell'UFZ Rinke. Un aumento di questa portata avrebbe delle conseguenze perché accelererebbe notevolmente la velocità dei processi metabolici biologici.

"Un aumento della temperatura a 8 gradi quasi raddoppia la richiesta di ossigeno, cioè la quantità di ossigeno che gli organismi consumano durante la loro respirazione e i processi di degradazione, ", afferma l'autore principale Chenxi Mi, che si sta concentrando sugli impatti climatici sul Rappbode Reservoir nel suo dottorato all'UFZ. L'aumento del consumo di ossigeno eserciterà una pressione aggiuntiva sul bilancio di ossigeno dell'acqua, perché la durata del ristagno estivo - la fase di stabile stratificazione della temperatura nei laghi in cui l'acqua profonda è chiusa all'apporto di ossigeno dall'atmosfera - si sta già allungando a causa dei cambiamenti climatici. Più, anche l'acqua più calda non è in grado di assorbire la stessa quantità di ossigeno. Le potenziali conseguenze includono la dissoluzione intensificata dei nutrienti e dei metalli disciolti dal sedimento, crescita delle alghe e aumento delle alghe azzurre.

In altre parole, lo scenario 8.5 avrebbe impatti sulla fornitura di acqua potabile se dovesse verificarsi. Gli operatori del bacino attingono l'acqua grezza dagli strati più bassi per una buona ragione, poiché l'acqua è fredda e contiene solo bassi livelli di sostanze in sospensione, metalli disciolti, alghe, batteri e microrganismi potenzialmente patogeni. Se il contenuto di ossigeno diminuisce più rapidamente a causa dell'aumento della temperatura dell'acqua, il rischio di contaminazione aumenta, ad esempio a causa di sostanze rilasciate dal sedimento e maggiore crescita di batteri. Il trattamento dell'acqua richiederebbe quindi uno sforzo maggiore da parte degli operatori, e dovrebbero affrontare richieste più elevate in termini di capacità di trattamento che dovrebbero riservare. "Ciò significa che vale la pena evitare il riscaldamento delle acque profonde anche dal punto di vista dell'approvvigionamento di acqua potabile, e il modo ideale per farlo sono politiche climatiche ambiziose che limitino il riscaldamento, "dice Rinke.

Ma gli operatori non sono del tutto impotenti contro il riscaldamento delle acque profonde del bacino. Le simulazioni del modello messe a punto dal team di Rinke mostrano che una parte del calore può essere esportata utilizzando un sistema intelligente per prelevare l'acqua. Questo ha a che fare con l'acqua che viene rilasciata alle acque a valle cioè, l'acqua che viene prelevata e scaricata nel corso d'acqua sottostante il serbatoio al fine di mantenere stabili le condizioni di scarico dello stesso. Questo cosiddetto scarico a valle dovrebbe essere prelevato non dagli strati inferiori come è stato finora, ma piuttosto da vicino alla superficie.

"Questo approccio consentirebbe di rilasciare nuovamente il calore aggiuntivo causato dai cambiamenti climatici, " spiega Rinke. Tuttavia, Aggiunge, sarebbe impossibile evitare che l'acqua profonda si riscaldi se la temperatura dell'aria aumenta oltre i 6 gradi. "Anche se gli operatori hanno dovuto far fronte di più alla mancanza di acqua a causa degli anni molto secchi che abbiamo avuto di recente, è altrettanto importante pensare alla qualità dell'acqua. Per quanto riguarda la gestione del giacimento, abbiamo sicuramente delle opzioni e possiamo rispondere alle nuove condizioni causate dal cambiamento climatico. In questo modo, possiamo alleviare alcuni impatti negativi attraverso misure di adattamento climatico".

Ne sono consapevoli i gestori del bacino idrico Rappbode della società Talsperrenbetrieb Sachsen-Anhalt. Hanno lavorato a stretto contatto con Karsten Rinke e il suo team di ricercatori dell'UFZ per molti anni per valutare gli impatti dei cambiamenti climatici e hanno discusso delle potenziali opzioni per adattare il bacino idrico di Rappbode. Il Talsperrenbetrieb sta già progettando nuove infrastrutture che consentiranno di attuare le nuove strategie di gestione.