Binnen 3POLE4FOOD draagt FutureWater bij aan de beoordeling van de langetermijngevolgen van klimaatverandering voor de waterbeschikbaarheid en de gewasproductie in belangrijke Aziatische stroomgebieden. Het project combineert modellering van berghydrologie met modellering van stroomafwaartse hydrologie en gewasproductie om beter te begrijpen hoe veranderingen in sneeuw, gletsjersmelt, neerslag en temperatuur de irrigatiewatervoorziening en de landbouwproductie beïnvloeden.

FutureWater leidt belangrijke technische activiteiten met betrekking tot klimaatforcering, biascorrectie van meteorologische datasets en het genereren van klimaatveranderingsscenario’s. Samen met Hydrominds en de Universiteit van Wageningen voeren we glacio-hydrologische modellering uit en analyseren we de waterverbindingen tussen stroomopwaartse en stroomafwaartse gebieden. Met behulp van het SPHY-model worden historische en toekomstige afvoeren uit berggebieden gesimuleerd, inclusief de bijdragen van neerslag, smeltwater uit sneeuw en gletsjers. Deze resultaten worden gekoppeld aan het LPJmL-model om de waterbeschikbaarheid stroomafwaarts, de irrigatiebehoefte, de gewasopbrengsten en de waterproductiviteit van gewassen te beoordelen onder toekomstige klimaat- en sociaal-economische scenario’s.

Het project biedt een wetenschappelijke basis voor het identificeren van risicogebieden en het inzichtelijk maken waar landbouwsystemen kwetsbaarder kunnen worden voor veranderingen in de watervoorziening uit berggebieden. Door klimaat, hydrologie en voedselproductie met elkaar te verbinden, ondersteunt 3POLE4FOOD een op bewijs gebaseerde planning voor veerkrachtige stroomgebieden en duurzame voedselsystemen in Azië.

Stroomgebieden die hun oorsprong vinden in de hoge bergen van Azië en die deel uitmaken van het 3POLE4FOOD-project. De witte veelhoek geeft de delen in de hoge bergen aan.

Countries in Asia and the Pacific region are significantly exposed to disaster risks from various hazards and are on the frontline of a climate emergency. Studies suggest that 80% of the globally affected people belong to the Asia-Pacific region, thus emphasizing the critical need for an effective multi-hazard EWS.

EWS, a cost-effective tool for saving lives and reducing economic losses, is particularly crucial for frequent and hazardous weather, water, and climate events. However, despite advancements in the four EWS components, major gaps persist, with implementation lagging and limited coverage in frontline countries, including least developed countries (LDCs) and small island developing states (SIDS). As of 2021, only 50% of countries in Asia and the Pacific reported having multi-hazard early warning systems (MHEWS), emphasizing the need for support.

The culmination of these efforts will be encapsulated in a scoping report, documenting the results of the project, including consultations with key partners and stakeholders during the Regional Workshop on Increasing Investments in Early Warning Systems, to be held in February 2024 in Bangkok, Thailand. The study will offer a comprehensive summary of the EWS scoping, encompassing the policy and institutional landscape, status, initiatives, and investments, as well as residual gaps for regional and national EWS programming in selected DMCs. Additionally, this study will provide guidelines for the implementation and operationalization of the proposed EWS facility, along with initial investment concept notes based on EWS priorities at regional and/or national levels. This holistic approach aims to contribute substantively to the strengthening of EWS capacities, fostering resilience in the face of increasing disaster risks across the region.

Als een van de landen die het meest kwetsbaar zijn voor klimaatverandering en voor de landbouw sterk afhankelijk zijn van het Indus-riviersysteem, wordt Pakistan geconfronteerd met toenemende risico’s als gevolg van stijgende temperaturen, verschuivende neerslagpatronen en grotere seizoensgebonden schommelingen in de smelt van sneeuw en gletsjers. Modellering van klimaatveranderingsscenario’s geeft aan dat deze druk, bij een ongewijzigd beleid, een ernstige bedreiging zal vormen voor het levensonderhoud van boeren en de landbouwsector in bredere zin. Betrouwbare, transparante en per sector uitgesplitste informatie over de herkomst, opslag en het verbruik van water is essentieel om het stroomgebied op een veerkrachtiger en duurzamer pad van waterbeheer te brengen.

Met steun van de FAO zal het project een waterboekhoudsysteem ontwikkelen dat maximaal gebruikmaakt van satellietteledetectie, aangevuld met in-situ gegevens voor input en validatie. Het werk omvat vier belangrijke resultaten:

  1. Kritische beoordeling van bestaande conceptversies van waterboekhoudrapporten en trainingsmateriaal die door belanghebbenden zijn opgesteld, waarbij hiaten in de methodologie en datasets worden geïdentificeerd
  2. Ontwikkeling van een holistische WA-methodologie die rekening houdt met beschikbare watervoorraden, veranderingen in opslag, afvoer, watergebruik en vraag in de landbouw-, industriële, huishoudelijke en milieusector
  3. Het opzetten van een gekalibreerd en gevalideerd waterboekhoudsysteem van modellen en codes, gebaseerd op gratis en open-source software, dat in staat is om waterboekhoudresultaten te genereren voor het Indusbekken en twee provincies
  4. Het opstellen van waterboekhoudingsrapporten voor het Indusbekken, Punjab en Sindh, inclusief historische verschillen tussen vraag en aanbod, waterbalansen en kaarten met de ruimtelijke verdeling.

Om ervoor te zorgen dat het systeem duurzaam is en lokaal wordt gedragen, zal FutureWater uitgebreide praktische trainingen verzorgen voor overheidsfunctionarissen, waardoor zij niet alleen de modellen kunnen uitvoeren, maar ook de onderliggende theorie begrijpen en het systeem in de toekomst kunnen aanpassen. Door geavanceerde hydrologische modellering, op energie gebaseerde schattingen van verdamping en de nieuwste landgebruikclassificatie te integreren, zal het resulterende waterboekhoudsysteem de Pakistaanse regering een krachtig, reproduceerbaar instrument bieden ter ondersteuning van klimaatbestendige landbouw en waterbeheer in het hele Indusbekken.

I-DIP is gebaseerd op InfoSequia, een geavanceerde toolkit die satellietgegevens, lokale waarnemingen en machine learning integreert om droogtes te monitoren en te voorspellen. Er zal een nieuwe indicator voor flitsdroogte, aangepast aan het Pakistaanse klimaat, worden ontwikkeld en geïntegreerd in het bestaande NDMC-systeem. Het project zal de mogelijkheden voor vroegtijdige waarschuwing verbeteren, de voedsel- en waterzekerheid waarborgen en bijdragen aan de nationale inspanningen voor klimaatadaptatie, waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor de uitbreiding van het I-DIP in heel Pakistan.

Naast monitoring zal het I-DIP zijn voorspellingen koppelen aan besluitvormingsinstrumenten. Informatie over de gevolgen zal worden verspreid via nieuwsbrieven en de inFarmer-applicatie (ontwikkeld door WaterSprint), die al op grote schaal wordt gebruikt door boerengemeenschappen. Veldmedewerkers van het Better Cotton Initiative zullen deze kennis vertalen naar praktische richtlijnen voor boeren, zodat ze irrigatiepraktijken kunnen aanpassen, teeltkalenders kunnen bijstellen en potentiële verliezen kunnen beperken. Deze integratie van geavanceerde droogtewetenschap met gevestigde communicatienetwerken zorgt ervoor dat vroegtijdige waarschuwingen worden omgezet in praktische acties in het veld.

Door I-DIP te integreren in het operationele systeem van de NDMC versterkt het project direct de vroegtijdige waarschuwingscapaciteit voor droogte in Pakistan, sluit het aan bij het nationale klimaatbeleid en ondersteunt het de toezeggingen van het land in het kader van de Sustainable Development Goals. Op de lange termijn zal het proefproject naar verwachting de schaalvergroting van I-DIP in heel Pakistan katalyseren, waardoor de autoriteiten de beschikking krijgen over een geavanceerd instrument om te anticiperen op deze extreme gebeurtenissen en ze te beheersen.

With the highest rate of urbanization in South Asia and as one of the most vulnerable countries to climate change, Pakistan faces a range of complex challenges, including more frequent and intense flooding, declining economic productivity, and deteriorating public services. Growing dependence on groundwater, coupled with insufficient surface water recharge, is leading to severe localized groundwater depletion.

With support from the Asian Development Bank, the Government of Pakistan aims to upgrade and expand water and sanitation infrastructure in the cities of Sargodha and DG Khan, both of which face significant climate change-related challenges that impact combined drainage and sewer networks. The project has three major outputs:

  1. improving climate-resilient urban infrastructure and services,
  2. enhancing institutional capacity, operational efficiency, and gender inclusiveness of service providers, and
  3. creating greater economic empowerment opportunities for women in the WASH sector.

To assess the exposure and vulnerabilities of project components to potential climate risks, FutureWater will utilize advanced downscaled Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6) ensembles, along with relevant hazard data and local information, to conduct a detailed Climate Risk Assessment (CRA). The insights gained will enable the Asian Development Bank (ADB) to implement effective adaptation measures and ensure climate-resilient development.

Currently, Pakistan’s energy mix consists of 58.8% thermal, 25.8% hydel, 8.6% nuclear, and 6.8% alternative sources, reflecting efforts to diversify from fossil fuels. Pakistan’s installed electricity generation capacity reached 41,557 MW by 2022, with significant growth in transmission line length over the past 5 years. However, the T&D system has not kept pace with the nearly 15,000 MW capacity added during 2017-2021 (ADB, 2024). Despite investments, transmission and distribution losses averaged about 18% over the last 5 years, exceeding the National Electric Power Regulatory Authority’s (NEPRA) 15.3% target. In 2020, 23.7% of generated energy was lost during transmission, distribution, and delivery (ADB, 2024). Notably, transmission and distribution losses exceed 25%, far higher than in comparable countries (GoP, 2017). Therefore, there is an urgent need to upgrade the existing distribution infrastructure to fulfill the energy demands and ensure steady socioeconomic development in the country. ADB will provide financing for four underperforming DISCOs, selected in consultation with the Ministry of Energy: Sukkur Electric Power Company (SEPCO), Hyderabad Electric Supply Company (HESCO), the Multan Electric Power Company (MEPCO), and the Lahore Electric Supply Company (LESCO) to:

  1. to upgrade the critical infrastructure of these DISCOs to reduce technical losses.
  2. to implement revenue protection measures to improve collections. Additionally, the project design includes embedded climate resilience and reform measures to enhance institutional capacity and financial sustainability.

These rehabilitation efforts will also take into account and address the growing impacts of climate change in four DISCOs. FutureWater will make use of state-of-the-art downscaled Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6) ensembles, and other relevant hazards and local information to develop this CRA. Insights from the CRA will be used to devise adaptation strategies. Additionally, FutureWater will be reviewing the existing meteorological monitoring network and recommending additional potential monitoring sites for improved surveillance in the country. To further assist the Government of Pakistan, in actualizing its second Nationally Determined Contribution (NDC) agenda which seeks to reduce greenhouse gas (GHG) emissions per unit of GDP by 50% (compared to the level in 2016), by the year 2030, FutureWater will also develop a GHG account and prepare a Paris Agreement alignment assessment.

The project prepares robust climate mitigation and adaptation pipelines aligned with the Paris Agreement and responsive to DMCs climate change priorities. The TA will support interventions on departmental, sectoral and country levels with key activities including development of a regional strategy, upstream climate assessments, climate pipeline development, government dialogues and capacity building. As part of this project, FutureWater conducts a regional climate risk assessment for ten countries. This includes an assessment of baseline and future climate hazards, exposure and vulnerability and addressing sectoral impacts and adaptation options for a wide range of sectors. In addition country profiles summarizing climate risks for the ten countries are generated. The reginal climate risk assessment feeds into the climate strategy.

Pakistan is ranked as the 8th most climate vulnerable country in the world as per the Global Climate Risk Index (2019) and in recent years has been facing the worst brunt of climate change. Irregular and intense precipitation, heatwaves, droughts, and floods have severely impacted the agriculture and water sector. Approximately, 90% of the country’s freshwater resources are utilized by the agricultural sector. However, lack of information services makes it a challenge to implement a water accounting system for improved water resources management.

The GCF funded project titled “Transforming the Indus Basin with Climate Resilient Agriculture and Water Management” aims to shift agriculture and water management to a new paradigm in which processes are effectively adapting to climate change and are able to sustain livelihoods. FAO Pakistan, as per the request of the Ministry of Climate Change, has designed the project to develop the country’s capacity to enhance the resilience of the agricultural and water sector. There are three major components:

1. Enhancing information services for climate change adaptation in the water and agriculture sectors
2. Building on-farm resilience to climate change
3. Creating an enabling environment for continued transformation

FutureWater will be actively involved in Component 1 which focuses on facilitating the development of a water accounting system and improving the availability and use of information services. Given the limited data availability in the region, FutureWater will integrate the use of remote sensing technologies within the existing Water Accounting methodology to address this gap. A capacity and needs assessment will be conducted and a series of tailor-made trainings will be designed subsequently to enable key government stakeholders to use open-source geospatial analysis tools as well as models to estimate real water savings, particularly in the context of agriculture. The trainings will help build the country’s capacity to implement water accounting at different spatiotemporal scales and cope with the worsening impacts of climate change.

The SREB is part of the Belt and Road Initiative, being a development strategy that focuses on connectivity and cooperation between Eurasian countries. Essentially, the SREB includes countries situated on the original Silk Road through Central Asia, West Asia, the Middle East, and Europe. The initiative calls for the integration of the region into a cohesive economic area through building infrastructure, increasing cultural exchanges, and broadening trade. A major part of the SREB traverses Asia’s high-altitude areas, also referred to as the Third Pole or the Asian Water Tower. In the light of the planned development for the SREB traversing the Third Pole and its immediate surroundings, the “Pan-Third Pole Environment study for a Green Silk Road (Pan-TPE)” program will be implemented.

The project will assess the state and fate of water resources in the region under following research themes:

1. Observed and projected Pan-TPE climate change
2. Impacts on the present and future Water Tower of Asia
3. The Green Silk Road and changes in water demand
4. Adaptation for green development