古代干預(yù)可能會(huì)增加秘魯沿海地區(qū)日益減少的水資源儲(chǔ)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(dòng)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(huì)下雨- 但到旱季來臨時(shí)，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(fù)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(gè)水系統(tǒng) - 這是最后一個(gè)。

沿海秘魯持續(xù)受到壓力的系統(tǒng)難以應(yīng)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(gè)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(gè)月的時(shí)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(diǎn)，研究人員研究了華馬湯加的一個(gè)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(huì)科學(xué)家還與Huamantanga的當(dāng)?shù)厝撕献鳎私膺@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(gè)月，平均時(shí)間為45天。從這些時(shí)間尺度來看，他們計(jì)算出，如果政府對系統(tǒng)進(jìn)行升級以滿足當(dāng)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(dāng)于每年9900萬立方米的水通過利馬的自然地形。

這可能會(huì)使旱季的可用水量在最初幾個(gè)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(dāng)?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(gè)在這個(gè)細(xì)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(bǔ)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(xué)的出現(xiàn)，你會(huì)想知道古代方法如何應(yīng)用于現(xiàn)代問題。但是，它變成了現(xiàn)實(shí)。我們可以從祖先的創(chuàng)造性解決問題的技巧中學(xué)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(chǔ)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(dǎo)致的冰川融化。人類也會(huì)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(shè)計(jì)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(kuò)展工作量，并在不可預(yù)測的氣候條件下提高適應(yīng)性。

Buytaert博士解釋說：“因?yàn)槲覀儾荒芡耆蕾囈环N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(xué)到很多東西。”

研究人員只關(guān)注一個(gè)系統(tǒng)，因此秘魯沿海地區(qū)的類似工作結(jié)果可能會(huì)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(qiáng)有力的論據(jù)，目前這些解決方案在當(dāng)?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(shí)，實(shí)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(yù)測的氣候的適應(yīng)能力。

Ochoa-Tocachi博士總結(jié)道：“這是當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)獨(dú)創(chuàng)性的一個(gè)有趣例子，展示了土著知識(shí)在補(bǔ)充現(xiàn)代科學(xué)方面的巨大潛力。

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