Ilmastonmuutos ja pohjavesi Uzbekistanissa: mitä tulevaisuus tuo Akhangaranin jokilaaksolle?
Pohjavesi on keskeinen luonnonvara Uzbekistanissa, erityisesti Keski-Aasian puolikuivilla ja kuivilla alueilla, joissa pintavesivarannot ovat sekä rajallisia että kausiluontoisia. Itäisessä Uzbekistanissa Akhangaranin joen alluviaalinen pohjavesimuodostuma on tärkeä kotitalouksien, maatalouden, teollisuuden ja kaivostoiminnan veden saannin kannalta. Tämä matala akviferi on kuitenkin yhä haavoittuvampi ilmastonmuutoksen ja ihmistoiminnan vaikutuksille. Äskettäin päättynyt Suomen ulkoministeriön Instituutioiden välisen kehitysyhteistyön (IKI) projekti yhdisti Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) ja uzbekistanilaiset tutkijat soveltamaan kolmiulotteista pohjaveden virtausmallia ilmastoskenaarioiden vaikutusten arvioimiseksi pohjaveden uudistumiseen ja varastointiin Akhangaranin jokilaaksossa.
Akhangaranin jokilaakson alluviaalinen pohjavesimuodostuma koostuu kvartäärikauden sedimenttikertymistä, jotka muodostavat matalan akviferisysteemin. Nämä kerrostumat ovat hydraulisesti yhteydessä vesistöihin, mikä tekee akviferista erittäin herkän ilmastolliselle vaihtelulle ja maankäytön muutoksille.
Pohjaveden olosuhteita simuloitiin vuosille 2020–2099 korkean päästötason ilmastoskenaariolla SSP5-8.5, ja tuloksia verrattiin havaittuihin olosuhteisiin vuosilta 2010–2020. Simulointitulosten mukaan pohjaveden muodostuminen on voimakkaasti kausiluonteista ja tapahtuu pääasiassa marraskuun ja huhtikuun välisenä aikana, kun taas kesäkuukausina (kesä–elokuu) uudistuminen on vähäistä tai olematonta.
Tulevissa ilmasto-olosuhteissa talviaikaisen pohjavesivaraston uusiutumisen ennustetaan kasvavan 22,7 %, mikä johtuu lisääntyneistä sateista ja lumensulannasta. Sen sijaan kesäaikainen pohjaveden muodostuminen voi vähentyä jopa 100 %, mikä pahentaa vesipulaa suurimman kulutuksen aikana. Tämä kausittainen epätasapaino muodostaa merkittävän riskin pohjaveden saatavuudelle ja korostaa sopeutuvan vesivarojen hallinnan tarvetta.
Lämpötilojen nousu ja lisääntyvä sedimentaatio uhkaavat pohjaveden saatavuutta
Tutkimuksessa havaittiin, että yli 84 % akviferiin tulevasta vedestä on peräisin yläjuoksun ja sivulaaksojen alluviaalisten kerrostumien lähdepurkaumista, kun taas suora pohjaveden muodostuminen sateiden ja jokiveden joen pohjan imeytymisen kautta on vain 11,4 %. Tämä korostaa yläjuoksun vesivirtausten ylläpitämisen ja sivulaaksojen muodostumisalueiden suojelun merkitystä.
Akhangaranin tekojärvi, joka sijaitsee tutkimusaluetta korkeammalla, on keskeisessä asemassa joen virtaaman ja akviferin muodostumisen ylläpitämisessä. Nousevien lämpötilojen ja lisääntyvän sedimentaation seurauksena sen varastointikapasiteetin ennustetaan kuitenkin vähenevän lähes 40 % vuoteen 2072 mennessä, mikä muodostaa merkittävän riskin pohjaveden muodostumiselle. Tulevissa ilmastoskenaarioissa pohjaveden varastojen ennustetaan vähenevän huomattavasti: 7,3–58,3 % verrattuna vertailukauteen 2010–2020. Tämän ennustetun vähenemisen taustalla ovat haihdunnan lisääntyminen, joesta tapahtuvan imeytymisen väheneminen sekä pitkittyneet kuivat kaudet.
Huolimatta lähtötietojen rajallisesta saatavuudesta johtuvista epävarmuustekijöistä, tutkimus tarjoaa arvokasta tietoa ilmastonmuutoksesta johtuvien pohjavesivaroihin kohdistuvien vaikutusten arvioimiseksi ja päätöksenteon tueksi. Tutkimus korostaa pitkäaikaisen seurannan merkitystä pohjaveden pinnankorkeuksien, virtaamien ja ilmastomuuttujien osalta mallien tarkkuuden parantamiseksi. Mallin avulla voidaan tunnistaa kriittiset pohjaveden muodostumisalueet ja kvantifioida vuodenaikavaihtelut vesitaseen komponenteissa, mikä tukee kohdennettujen sopeutumisstrategioiden kehittämistä. Näihin strategioihin voi sisältyä esimerkiksi tekopohjaveden muodostaminen (Managed Aquifer Recharge, MAR) ja pohjavedenoton sääntely kuivina kausina.
Ilmastonmuutos muuttaa merkittävästi Uzbekistanin hydrologisia olosuhteita, mikä vaikuttaa syvästi pohjavesivaroihin. Akhangaranin jokilaakson pohjavesimuodostuma on kasvavan paineen alla johtuen lämpötilojen noususta, sademäärien muutoksista ja kasvavasta vedenkulutuksesta.
Vuodenaikojen imeytymismallit ovat muuttumassa, ja pohjavesivarojen ennustetaan vähenevän merkittävästi. Pitkän aikavälin vesihuollon varmistamiseksi tarvitaan sopeutuvaa pohjavesien hallintaa ja jatkuvaa seurantaa. Tämä tutkimus esittelee vahvan mallinnusviitekehyksen tulevien pohjavesiolosuhteiden arvioimiseksi ja tukee integroitujen vesivarojen hallintastrategioiden kehittämistä koko Keski-Aasian alueella.
Teksti
Samrit Luoma, erikoistutkija
Geologian tutkimuskeskus GTK
samrit.luoma@gtk.fi
Lisätietoja
Kadirkhodjaev, A., Andreev, D., Akramov, B., Abdullaev, B., Abdujalilova, Z., Umarova, Z., Nazipova, D., Ruzimov, I., Toshev, S., Anorboev, E., Rahimov, N., Mamirov, F., Gracheva, I., Luoma, S. 2025. Water, 17, x.
Assessing Climate Change Impacts on Groundwater Recharge and Storage Using MODFLOW in the Akhangaran River Alluvial Aquifer, Eastern Uzbekistan.
Uutinen GTK:n Uzbekistanin IKI-projektista: Karttuva geotieto-osaaminen parantaa Uzbekistanin varautumista ilmastonmuutokseen
