Der Wasserverbrauch ist seit Anfang des 20. Jahrhunderts weltweit um das Sechsfache gestiegen. Der Anstieg ist damit doppelt so stark wie der Bevölkerungszuwachs. Nach Angaben der Vereinten Nationen wird bis zum Jahr 2025 fast die Hälfte der Weltbevölkerung unter Wassermangel zu leiden haben.

Die Nature Conservancy rief das "Great Rivers Partnership"-Programm ins Leben, um einen Beitrag zum Schutz der Trinkwasservorkommen und der Ökosysteme großer Flüsse zu leisten. IBM engagiert sich jetzt auch in diesem Bereich und stellt hochleistungsfähige Super-Computing-Lösungen für die dreidimensionale Darstellung dieser enorm wichtigen natürlichen Ressourcen zur Verfügung.

Wie wirkt sich z. B. der Bau eines neuen Staudamms auf die Wasserversorgung der stromabwärts lebenden Menschen aus? Gefährdet das Abholzen von Wäldern in stromaufwärts gelegenen Wassereinzugsgebieten den Fischbestand, auf den die entlang des Flusses lebenden Menschen angewiesen sind?

Durch die Beantwortung dieser Fragen werden staatliche Behörden in die Lage versetzt, Strategien und Managementrichtlinien festzulegen, die sowohl die Umwelt schützen als auch für die Menschen von Vorteil sind. Dieses Projekt konzentriert sich zunächst auf drei große Flüsse: den Mississippi in den USA, den Paraguay-Paraná in Brasilien und den Jangtse in China.

Der Paraguay-Paraná
Der Paraguay-Paraná fließt durch Argentinien, Brasilien und Paraguay und nimmt eine Fläche von fast 1,7 Mio. Quadratkilometern ein. Die Menschen, die entlang des Stroms leben, beobachten, dass das Wasser immer trüber wird und viele Ablagerungen entstehen, deren Ursprung stromaufwärts liegt. Wissenschaftler stellten fest, dass einer der Hauptgründe hierfür die rasche Abholzung des atlantischen Regenwaldes (Mata Atlântica) ist. Diese Wälder waren einst ca 1,3 Mio. Quadratkilometer groß – eine Fläche, die doppelt so groß wie der Staat Texas ist. Heute sind nur noch etwa sieben Prozent dieser Wälder vorhanden. Durch die Abholzung der Wälder entlang der Zuflüsse geht die Pufferzone verloren, über die Ablagerungen aus dem Wasser herausgefiltert wurden, das in den Paraná gelangt.

Einige Fakten:

• Zweitgrößtes Fluss-System in Südamerika.
• Nach einem kürzlich erlassenen Umweltschutzgesetz müssen 20 Prozent der landwirtschaftlich genutzten Fläche Brasiliens bewaldet sein.
• Der östliche Teil des Flussbeckens hat sich im Laufe mehrerer Jahrhunderte mit der Besiedelung durch den Menschen und dem Bau einiger der weltweit größten Wasserkraftwerke verändert.

Der Mississippi
Im Mississippi lebt nicht nur eine bemerkenswerte Vielfalt an Pflanzen, wirbellosen Tieren, Amphibien, Reptilien und Säugetieren, die an diesen Lebensraum gebunden ist, sondern auch ein Viertel der Fischarten des gesamten Kontinents. Entlang des Flusses leben mehr als 30 Millionen Menschen, von denen etwa die Hälfte auf den Mississippi als Trinkwasserquelle angewiesen ist. Der Bau von Deichen und Staudämmen sowie Veränderungen in der Nutzung der angrenzenden Flächen führten zu Veränderungen in dem lebenswichtigen Kreislauf von Ebbe und Flut. Aus diesem Grund nehmen die Artenvielfalt und die Fläche der ertragreichen Wälder ab, die Wasserqualität verschlechtert sich und andere wichtige Lebensräume verschwinden.

Einige Fakten:

• Teil des größten Fluss-Systems in Nordamerika.
• Ein Regentropfen, der in den Oberlauf des Lake Itasca in Minnesota fällt, kommt nach etwa 90 Tagen im Golf von Mexiko an.
• Bis zum Jahr 2000 gingen mehr als 50 Prozent der Feuchtgebiete der angrenzenden Staaten verloren.

Der Jangtse
Innerhalb des Wassereinzugsgebiets des Jangtse in China leben mehr als 350 Mio. Menschen. Das ist mehr als die gesamte Bevölkerung der Vereinigten Staaten. Ein Großteil dieser Menschen hängt im Bezug auf Nahrung, Wasserversorgung und Elektrizität direkt vom Jangtse ab. Außerdem leben in und an diesem Fluss zahlreiche Tier- und Pflanzenarten, unter anderem z. B. mehr als 300 Fischarten. Der Bedarf an Trinkwasser und Elektrizität in China führte zum Bau riesiger Staudämme, wie beispielsweise des Drei-Schluchten-Damms, sowie zu Veränderungen in den angrenzenden Landschaften.

Einige Fakten:

• Längster Fluss Asiens und drittlängster Fluss der Welt.
• Eine der weltweit am stärksten befahrenen Wasserstraßen, auf der z. B. im Jahr 2005 nahezu 795 Mio. Tonnen Güter transportiert wurden.
• Der Baiji (Chinesischer Flussdelfin) gilt seit 2006 offiziell als ausgestorben.

Von den Flüssen dieser Welt hängt vieles ab, wie z. B. Wildtiere, Transportwege oder die Landwirtschaft. Kleinste Veränderungen können katastrophale Auswirkungen haben. Im Sommer 1993 verursachten z. B. Überschwemmungen im oberen Flussbecken des Mississippi Schäden zwischen 12 und 16 Mrd. Dollar.

Um derartige Auswirkungen besser vorhersehen zu können, brachten staatliche Behörden und Umweltschutzeinrichtungen umfangreiche wissenschaftliche Modelle auf den Weg. Traditionell handelt es sich bei diesen Modellen lediglich um komplexe Tabellenkalkulationen, die auf Daten basieren, die die Wissenschaftler entweder zusammenstellen oder auf die sie zugreifen können. Jede Einrichtung wendet wiederum eigene Methoden an und liefert die Ergebnisse, die viele andere Einrichtungen bereits lieferten oder in Vorbereitung haben.

IBM unterstützt Wissenschaftler in der Zusammenarbeit mit Geschäftspartnern dabei, ihre Modelle miteinander zu verknüpfen und ein System zur Entscheidungshilfe für Wissenschaftler zu erarbeiten. Mit diesem System sollen das integrierte Wasserwirtschaftssystem für ein bestimmtes Flussbecken vereinfacht und die Zusammenarbeit und Kommunikation zwischen den wichtigsten Beteiligten verbessert werden. Das System wird dreidimensionale virtuelle Räume schaffen, in die sich der Nutzer über einen Avatar begeben kann.

		Die Flüsse der Welt in 3D-Darstellung. Mit realen Daten lässt sich ein Modell für ein Flussbecken entwerfen und digital darstellen.
		Wissenschaftler können eine virtuelle Person in die digitale Darstellung einfügen und potenzielle Veränderungen, wie z. B. Bodenerosionen, Fischbestände und Wasserstände, untersuchen.
		Wissenschaftler können sogar ins Landesinnere schauen und Umweltbelastungen durch Landwirtschaft, Baustellen und Transportvorhaben messen.