Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Natur

Millioner af landmænd ligger i verdens største delta

En elektrisk drevet kunstvandingsbrønd, der pumper grundvand til Boro-rismarker i tørsæsonen i Bogra-distriktet i det nordvestlige Bangladesh. Kredit:M. Shamsudduha

Kollektiv grundvandspumpning af millioner af landmænd i Bangladesh i tørsæsonen hvert år har skabt enorme naturlige reservoirer under jorden, som over en 30-årig periode konkurrerer med verdens største dæmninger - disse opretholder kunstvanding, der har forvandlet dette tidligere hungersnød-udsatte land til en fødevaresikker nation, ifølge en ny undersøgelse ledet af UCL-forskere.

Udgivet i Science , undersøger undersøgelsen den samlede virkning af 16 millioner småbønder, der pumpede lavt grundvand i den tørre sæson for at vande rismarker i Bengal-bassinet i Bangladesh mellem 1988 og 2018.

Undersøgelsen afslørede, at ved at sænke grundvandsniveauet gennem tørsæsonpumpning, blev lækage fra floder, søer og damme, der genopfylder grundvandet, ansporet under den efterfølgende monsun. Denne opsamling af overfladevand gjorde det ikke kun muligt for grundvandsniveauet at komme sig, men bidrog derved til at reducere oversvømmelser.

Gennem denne proces, som forfatterne beskriver som "The Bengal Water Machine", blev mere end 75 kubikkilometer ferskvand "fanget" over 30 år - et volumen svarende til den kombinerede reservoirkapacitet i Kinas Three Gorges Dam og Hoover Dam i USA.

De fremhæver denne indgriben som et bæredygtigt alternativ til konventionelle tilgange til sæsonbestemt lagring af flodstrømme til kunstvanding, herunder dæmninger og reservoirer, som er udfordrende at bygge i tæt befolkede alluviale sletter, som det Bengalske bassin, der omfatter omfattende flade landformer af sand, silt og ler nedlagt af årlige oversvømmelser.

Kort, der viser estimeret ferskvandsfangst (meter) akkumuleret i perioden 1988 til 2018 i hele Bangladesh. Kredit:M. Shamsudduha

Medforfatter Dr. Mohammad Shamsudduha (UCL Institute for Risk and Disaster Reduction) sagde:"På trods af betydelige variationer i den årlige nedbør og et generelt fald i bassinnedbør, har denne skalerbare, decentraliserede form for ferskvandsfangst opretholdt produktion af kunstvandede fødevarer siden 1990'erne .

"Denne nye intervention hjælper med at afhjælpe sæsonbestemte ubalancer i nedbør ved at øge fangsten og lagringen af ​​sæsonbestemt ferskvandsoverskud og mindske risikoen for monsunoversvømmelser uden brug af dæmninger."

Undersøgelsens forfattere hævder, at denne simple indgriben har potentialet til at blive replikeret på tværs af alluviale sletter mere bredt, herunder andre asiatiske megadeltaer såsom Mekong Delta og Huang He (Gule) River Delta, som på samme måde er sårbare over for virkningerne af klimaændringer . Denne bengalske vandmaskine kunne bidrage til at øge den globale fødevaresikkerhed og modstandsdygtighed over for ekstreme klimaer, forstærket af global opvarmning.

Medforfatter, professor Richard Taylor (UCL Geography) sagde:"Vores analyse har dybtgående implikationer for udvidelsen og optimeringen af ​​dette vitale, underanerkendte ingeniørvidunder, der opretholder kunstvandet fødevareproduktion i alluviale sletter i de sæsonmæssigt fugtige troper." P>

Kort, der viser ændringer i grundvandspåfyldning (millimeter) mellem perioderne for udvikling (1980) og udviklet (2015) grundvandsfodret kunstvanding i Bangladesh. Kredit:M. Shamsudduha

"I en opvarmende verden er den demonstrerede modstandsdygtighed af denne konjunktive brug af overfladevand og grundvand over for hydrologiske ekstremer af tør- og monsunsæsonen, som forstærkes af klimaændringer, af strategisk betydning for global fødevaresikkerhed."

For at beregne deres resultater analyserede forskerne en million ugentlige observationer på grundvandsniveauet fra 465 brønde i Bangladesh, taget mellem 1988 og 2018 fra et netværk af 1.250 overvågningsstationer.

Professor Taylor tilføjede:"Mens tidligere estimater af størrelsen af ​​opfanget ferskvand har været hypotetiske og baseret på modellerede scenarier, er dette den første undersøgelse, der kvantificerer grundvandsvolumenet baseret på observationer, hvilket afslører dets betydelige potentiale."

Forfatterne bemærker, at deres resultater fremhæver vigtigheden af ​​langsigtet hydrologisk overvågning for at vurdere status og tendenser for et lands grundvandsressourcer, som vil blive stadig vigtigere i lyset af vores skiftende klima.

En kunstvandingsbrønd, der pumper grundvand til Boro-rismarker i tørsæsonen i Bangladesh. Kredit:Anwar Zahid

Forskningen fremhæver dog også begrænsninger for driften af ​​Bengal Water Machine i områder af landet, hvor lækage af vand i monsunsæsonen er utilstrækkelig til fuldt ud at genopbygge grundvandet, der trækkes tilbage i den tørre sæson. I disse områder udtømmer pumpning grundvandsressourcerne, hvilket gør disse utilgængelige for husstande, der er afhængige af lavvandede brønde til drikkevand.

Forfatterne anbefaler derfor, at der foretages yderligere forskning for at fastslå, hvor i Bengal-bassinet og andre asiatiske megadeltaer mennesker kan drage fordel af denne naturbaserede løsning til opbevaring af sæsonbestemt ferskvandsoverskud.

Medforfatter professor Kazi Matin Ahmed fra Dhaka University tilføjede:"Det er afgørende at vurdere placeringernes egnethed til driften af ​​Bengal Water Machine for at maksimere fordelene for landmændene og minimere risikoen for udtømning af grundvandet.

"Plotsning af operationen i egnede områder er derfor nødvendig, før denne kan opskaleres mere bredt for at adressere usikkerheder i dens drift til monsunvariationer under klimaændringer." + Udforsk yderligere

Dybt grundvand i kystdeltaer, der er modstandsdygtigt over for forurening