古代干預可能會增加秘魯沿海地區(qū)日益減少的水資源儲備

秘魯?shù)难睾５貐^(qū)位于太平洋和安第斯山脈之間，依靠安第斯山脈的地表水來提供飲用水，工業(yè)，動物和農(nóng)作物。

包括秘魯首都利馬在內(nèi)的該地區(qū)在雨季經(jīng)常會下雨- 但到旱季來臨時，水資源稀缺。

這些因素加上利馬快速增長的人口，意味著該城市在5月至10月的干旱月份努力為其1200萬居民供水。

現(xiàn)在，帝國研究人員和他們在南美洲安第斯生態(tài)系統(tǒng)水文監(jiān)測區(qū)域倡議的同事已經(jīng)概述了恢復古老的水系統(tǒng)如何幫助在干旱季節(jié)保存濕季水，這是迫切需要的。

為此，他們在秘魯?shù)腍uamantanga 研究了一個水系統(tǒng) - 這是最后一個。

沿海秘魯持續(xù)受到壓力的系統(tǒng)難以應對不斷增長的需求并且很脆弱 - 例如，山體滑坡可能很容易切斷利馬的供水。

帝國土木與環(huán)境工程系的資深作者Wouter Buytaert博士說：“利馬人生活在世界上最不穩(wěn)定的水域之一。在潮濕的季節(jié)里有太多的水，在干燥的季節(jié)里有太多的水。 。

“秘魯土著人民知道如何解決這個問題，所以我們期待他們尋求答案。”

公元600年的古代秘魯文明在山區(qū)內(nèi)建立了系統(tǒng)，將來自溪流的多余雨水轉(zhuǎn)移到山坡和巖石上。

水需要幾個月的時間才能穿過系統(tǒng)并重新浮出水面 - 正好趕上旱季。

為了研究這一點，研究人員研究了華馬湯加的一個這樣的系統(tǒng)。他們使用染料示蹤劑和水文監(jiān)測來研究從2014-2015和2015-2016的潮濕季節(jié)到系統(tǒng)。參與的社會科學家還與Huamantanga的當?shù)厝撕献?，了解這種做法并幫助繪制景觀圖。

他們發(fā)現(xiàn)水重新出現(xiàn)需要兩周到八個月，平均時間為45天。從這些時間尺度來看，他們計算出，如果政府對系統(tǒng)進行升級以滿足當今的人口規(guī)模，他們就可以重新路由并延遲35%的濕季水，相當于每年9900萬立方米的水通過利馬的自然地形。

這可能會使旱季的可用水量在最初幾個月增加33%，其余月份平均增加7.5%。該方法可以基本上延長雨季，為當?shù)剞r(nóng)民提供更多的飲用水和更長的作物生長期。

該研究發(fā)表在Nature Sustainability上，是第一個在這個細節(jié)中檢查前印加系統(tǒng)以尋找現(xiàn)代問題答案的研究。作者說他們的研究表明土著系統(tǒng)如何能夠補充秘魯沿海水資源安全的現(xiàn)代工程解決方案。

第一作者，來自帝國土木與環(huán)境工程系的Boris Ochoa-Tocachi博士說：“隨著現(xiàn)代科學的出現(xiàn)，你會想知道古代方法如何應用于現(xiàn)代問題。但是，它變成了現(xiàn)實。我們可以從祖先的創(chuàng)造性解決問題的技巧中學到很多東西。“

Buytaert博士說：“像許多熱帶城市一樣，利馬的人口增長速度太快 - 水資源儲備太快，無法在干旱季節(jié)保持增長。

“增加現(xiàn)有的前印加系統(tǒng)可以幫助減輕秘魯潮濕的月份，并熄滅干燥的水。”

秘魯沿海地區(qū)典型的季節(jié)變化因人類影響而惡化 - 特別是全球變暖導致的冰川融化。人類也會造成土壤侵蝕，使土壤變得太弱而無法支撐大到足以容納所有水的水壩。

氣候變化也使潮濕的季節(jié)更加潮濕，干燥的季節(jié)越來越干燥 - 使秘魯對有效蓄水的需求更加迫切。

此外，我們氣候未來的不確定性使得設計和構(gòu)建旨在持續(xù)數(shù)十年未來的系統(tǒng)變得困難。

作者說，將印加前系統(tǒng)與經(jīng)典結(jié)構(gòu)(如較小的水壩)相結(jié)合，可以在不同方法中擴展工作量，并在不可預測的氣候條件下提高適應性。

Buytaert博士解釋說：“因為我們不能完全依賴一種方法，所以我們必須心胸開闊，富有創(chuàng)造力 - 但我們的研究表明，我們可以從1400年前秘魯土著人口智能管理其景觀的方式中學到很多東西。”

研究人員只關(guān)注一個系統(tǒng)，因此秘魯沿海地區(qū)的類似工作結(jié)果可能會有所不同。然而，他們表示，他們的工作為使用基于自然的解決方案改善水安全提出了強有力的論據(jù)，目前這些解決方案在當?shù)睾腿蚨际撬Y源議程的首要議題。

他們繼續(xù)研究該地區(qū)，以了解更多有關(guān)土著知識，實踐和系統(tǒng)如何幫助在水不穩(wěn)定，干燥的環(huán)境中為大城市人口供水的信息。通過這樣做，他們希望改善沿海秘魯?shù)乃Y源安全和對不斷變化和不可預測的氣候的適應能力。

Ochoa-Tocachi博士總結(jié)道：“這是當?shù)厣鐓^(qū)獨創(chuàng)性的一個有趣例子，展示了土著知識在補充現(xiàn)代科學方面的巨大潛力。

“除了這個巧妙解決問題的迷人例子，我們的研究顯示了土著知識和農(nóng)村科學對現(xiàn)代科學的補充的巨大潛力”。