Auf Atollinseln hängt die Wasserversorgung weitgehend von einer Linse aus frischem Grundwasser ab, das auf einem Brackwasserkörper “schwimmt”. Kiribati ist eine Inselrepublik im Zentralpazifik, das aus 33 Atollen besteht, die sich über eine Fläche von etwa 5 Millionen km² erstrecken. Mit fast 60.000 Einwohnerinnen und Einwohnern im Jahr 2015 ist der südliche Teil des Tarawa-Atolls das wichtigste städtische Gebiet Kiribatis. Die Bevölkerung wird mit Wasser aus den Süßwasserlinsen auf den Inseln Bonriki und Buota versorgt.
Die Bonriki-Linse wurde 1977 zum Wasserreservat erklärt. Die Entnahme von Grundwasser begann in den 1970er Jahren und wurde in den darauffolgenden Jahrzehnten ausgeweitet. Um das Risiko des Aufsteigens von Salzwasser zu verringern, erfolgt die Entnahme über ein System von horizontalen Brunnen, den so genannten Infiltrationsgalerien. Die Anzahl der Galerien stieg von ursprünglich 4 auf 22 im Jahr 2003, und die Entnahmerate, die derzeit als nachhaltig angesehen wird, beträgt 1.660 m³/Tag.
Der Status der Linse als Wasserschutzgebiet bedeutet, dass die Besiedlung, der Sand- und Kiesabbau und die Landwirtschaft verboten sind. Die Durchsetzung dieser Vorschriften ist problematisch, so dass ein hohes Risiko der Verschmutzung des Süßwassers besteht. Das ständige Abpumpen macht die Linse auch anfälliger für Versalzung während Dürreperioden, weshalb die derzeitige Bewirtschaftungspraxis einer konstanten Entnahmequote neu bewertet wird.
Managementansatz
Der Zustand der Linse wird mit Hilfe eines Systems von Beobachtungsbrunnen überwacht, an denen alle drei Monate der Salzgehalt gemessen wird. Der Niederschlag wird täglich gemessen, und anhand dieser Daten kann die Reaktion der Linse auf Niederschlag und Entnahme ermittelt werden. Die Daten zeigen, dass die Linse seit den 1980er Jahren dünner geworden ist und, dass der Salzgehalt des entnommenen Wassers heute stärker auf die Niederschläge reagiert als in der Vergangenheit.
Einer der künftigen Bewirtschaftungsansätze, die derzeit erwogen werden, beinhaltet ein dynamisches Pumpensystem, bei dem die Brunnen in Abhängigkeit von den Niederschlägen und dem Salzgehalt des entnommenen Grundwassers ein- und ausgeschaltet werden. Auf der Grundlage vorher festgelegter Schwellenwerte für den Salzgehalt kann ein Brunnen während einer Dürreperiode abgeschaltet und wieder eingeschaltet werden, wenn der Salzgehalt des Grundwassers für eine bestimmte Zeit unter einem bestimmten Wert bleibt. Dies hat zur Folge, dass weniger Wasser aus der Süßwasserreserve zugeführt werden kann, was jedoch der langfristigen Nachhaltigkeit der Linse zugutekommt.
Die geringere Verfügbarkeit von Grundwasser während einer Dürre bedeutet, dass andere Wasserversorgungsoptionen, wie entsalztes Meerwasser oder Regenwasser, erforderlich werden. Um die sozioökonomischen Auswirkungen abschätzen zu können, muss die künftige Verfügbarkeit von Grundwasser bekannt sein, die mit Hilfe numerischer Modelle geschätzt werden kann. Im Rahmen eines Forschungsprojektes wurde solch ein numerisches Modell für die Insel Bonriki entwickelt und mit dem Datensatz der vorhandenen Salzgehaltsmessungen kalibriert. Das kalibrierte Modell wurde dann 30 Jahre in die Zukunft fortgeschrieben, wobei bestimmte Annahmen über künftige Niederschlagsmuster, Landnutzung und Wasserentnahme zugrunde gelegt wurden.
Mithilfe des Modells wurden verschiedene Bewirtschaftungsszenarien getestet und mit einem Basisszenario für eine angenommene zukünftige Niederschlagsverteilung verglichen. Im Basisszenario wurde eine dreijährige Dürre und eine unveränderte Landnutzung angenommen. Es wurde mit einem Szenario mit Entnahmeregulierungen verglichen, bei dem Brunnen, die einen Schwellenwert für die elektrische Leitfähigkeit (EC, ein Indikator für den Salzgehalt im Grundwasser) von 1.000 µS/cm überschreiten, abgeschaltet werden und so lange abgeschaltet bleiben, bis der EC-Wert unter 900 µS/cm sinkt. Die Abbildung zeigt die Entwicklung des EC-Wertes über die Zeit. Es ist zu erkennen, dass die derzeitigen Entnahmeraten ohne zusätzliches Management zu einer regelmäßigen Überschreitung des Grenzwerts von EC = 1.500 µS/cm führen könnten, der von der Gemeinde für Trinkwasser noch akzeptiert wird. Das Szenario der adaptiven Bewirtschaftung verringert tatsächlich die Auswirkungen der Trockenheit auf den Salzgehalt des geförderten Wassers. Auf der Grundlage der numerischen Simulationen wurde der kiribatischen Regierung eine Reihe von künftigen Bewirtschaftungsoptionen empfohlen. Die Studien machten auch deutlich, dass andere Entwicklungen erhebliche Auswirkungen auf die Süßwasserlinse haben können. Die Abholzung von Kokospalmen im September 2015, um Platz für ein Photovoltaik-Kraftwerk zu schaffen, hat zu einer Erhöhung der Grundwasserneubildung geführt, was für die Linse von Vorteil ist.