Прибрежный регион Перу, расположенный между Тихим океаном и Андами, использует поверхностные воды Анд для питья, промышленности, животноводства и растениеводства.
В этом регионе, в который входит столица Перу Лима, в сезон дождей часто идут дожди, но к тому времени, когда наступает сухой сезон, воды становится мало.
Эти факторы, наряду с быстро растущим населением Лимы, означают, что город изо всех сил пытается обеспечить водой свои 12 миллионов жителей в засушливые месяцы с мая по октябрь.
Теперь исследователи Imperial и их коллеги из Региональной инициативы по гидрологическому мониторингу экосистем Анд в Южной Америке рассказали, как возрождение древних водных систем может помочь сохранить воду в сезон дождей для сезона засухи, когда она крайне необходима.
Для этого они изучили систему водоснабжения в Уамантанге, Перу, - одну из последних в своем роде.
Прибрежные системы Перу, находящиеся в постоянном напряжении, с трудом справляются с растущим спросом и являются хрупкими - например, оползень может легко отключить водоснабжение Лимы.
Старший автор доктор Воутер Байтарт из Департамента гражданского и экологического проектирования Imperial сказал: «Жители Лимы живут в условиях одной из самых нестабильных ситуаций с водой в мире. в сухих.
"Коренные народы Перу знали, как обойти это, поэтому мы ждем от них ответов."
Древние перуанские цивилизации в 600 г. н.э. создали в горах системы для отвода избыточной дождевой воды из исходных ручьев на горные склоны и сквозь скалы.
Воде потребуется несколько месяцев, чтобы просочиться через систему и всплыть вниз по течению - как раз к засушливому сезону.
Чтобы изучить это, исследователи изучили одну такую систему в Уамантанге. Они использовали индикаторы красителей и гидрологический мониторинг для изучения системы от влажного до засушливого сезонов 2014-2015 и 2015-2016 годов. Привлеченные социологи также работали с местными жителями Уамантанги, чтобы понять эту практику и помочь составить карту ландшафта.
Они обнаружили, что воде потребовалось от двух недель до восьми месяцев, чтобы вновь появиться, в среднем за 45 дней. Исходя из этих временных масштабов, они подсчитали, что, если правительства модернизируют системы для удовлетворения сегодняшней численности населения, они смогут перенаправить и задержать 35 процентов воды в сезон дождей, что эквивалентно 99 миллионам кубических метров воды в год через естественную местность Лимы.
Это может увеличить доступную воду в сухой сезон на 33% в первые месяцы и в среднем на 7,5% в остальные месяцы. Этот метод может существенно продлить сезон дождей, обеспечив местных фермеров большим количеством питьевой воды и более длительным периодом выращивания сельскохозяйственных культур.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Sustainability, является первым, в котором столь подробно исследуется доинкская система, чтобы найти ответы на современные проблемы. Авторы говорят, что их исследование показывает, как местные системы могут дополнить современные инженерные решения по обеспечению водной безопасности в прибрежных районах Перу.
Ведущий автор доктор Борис Очоа-Токачи, также из Имперского Департамента Гражданской и Экологической инженерии, сказал: «С появлением современной науки вы будете прощены, если задаетесь вопросом, как древние методы могут применяться к современным проблемам. Однако оказывается, что нам есть чему поучиться у наших предков, способных творчески решать проблемы».
Д-р Байтарт сказал: «Как и во многих тропических городах, население Лимы быстро растет - слишком быстро, чтобы запасы воды не покрывались в засушливые сезоны».
"Масштабирование существующих доинкских систем могло бы помочь смягчить влажные месяцы воды в Перу и погасить засушливые".
Сезонная изменчивость, характерная для прибрежных районов Перу, усугубляется антропогенным воздействием, особенно таянием ледников, вызванным глобальным потеплением. Люди также вносят свой вклад в эрозию почвы, которая делает почву слишком слабой, чтобы поддерживать плотины, достаточно большие, чтобы удерживать всю воду.
Изменение климата также делает влажные сезоны более влажными, а сухие сезоны - более сухими, что делает потребность в эффективном хранении воды в Перу еще более актуальной.
Кроме того, неопределенность будущего нашего климата затрудняет проектирование и строительство систем, рассчитанных на десятилетия вперед.
Авторы говорят, что сочетание доинкских систем с классическими сооружениями, такими как плотины меньшего размера, может распределить рабочую нагрузку между методами и повысить адаптируемость к непредсказуемому климату.
Д-р Байтарт объяснил: «Поскольку мы не можем полностью полагаться на один метод, мы должны быть непредубежденными и творческими, но наше исследование показывает, что нам есть чему поучиться на примере того, как коренное население Перу разумно управляло своим ландшафтом 1, 400 лет назад."
Исследователи рассмотрели только одну систему, поэтому результаты аналогичной работы, вероятно, будут различаться в прибрежных районах Перу. Тем не менее, они говорят, что их работа представляет собой веский аргумент в пользу использования природных решений для повышения водной безопасности, которая в настоящее время занимает первое место в повестке дня в области водных ресурсов как на местном, так и на глобальном уровне.
Они продолжают изучать этот район, чтобы узнать больше о том, как местные знания, практика и системы могут помочь обеспечить водой большое городское население в условиях неустойчивой с водой и засушливой среды. При этом они надеются улучшить водную безопасность прибрежных районов Перу и повысить их устойчивость к изменяющемуся и непредсказуемому климату.
Д-р Очоа-Токачи заключил: «Это захватывающий пример изобретательности местных сообществ, демонстрирующий огромный потенциал местных знаний для дополнения современной науки».
"Помимо этого увлекательного примера гениального решения проблем, наше исследование показывает огромный потенциал знаний коренных народов и сельской науки в дополнение к современной науке."