Шукаючи способи подолати тривалу кризу нестачі води у своїй країні, президент Ірану минулого року в своєму твіттері написав: “Нам потрібен план по збереженню води у сільському господарстві, економному використанню водопровідної води та попередженню нелегального видобутку”.
Іран – не єдина країна, яка намагається вирішити цю проблему. Від південного заходу США до півдня Іспанії та півночі Китаю, скорочення водних ресурсів стали небезпечним чинником у багатьох куточках нашої планети. Близько 800 мільйонів людей не мають доступу до безпечної питної води, а 2,5 мільярди — належної санітарії.
Скоріше за все, у найближчі кілька десятків років ситуація лише погіршиться. За деякими оцінками, зараз населення Землі складає вже понад 7 мільярдів, а до 2050 року воно перевищить 9 мільярдів, хоча внаслідок кліматичних змін на багатьох пересохлих частинах планети не впаде ані дощинки. Якщо світ потеплішає на 2 градуси до кінця століття — вчені вважають таку ймовірність досить високою — від скорочення питної води страждатиме п’ята частина населення.
“Навіть не враховуючи світові зміни у довкіллі, щоб нагодувати 9 мільярдів людей, до 2050 року потрібно буде дати сільському господарству додаткові 2-3 тис. кубічних кілометрів питної води — більше, аніж використовується води на зрошення по всій планеті загалом”,— каже Йоган Рокстром, спеціаліст з водних ресурсів в Стокгольмському Університеті та директор наукового центру “Stockholm Resilience Centre”. “Те, що ми робимо, можна розцінювати не менш як новою революцією у сільському господарстві. Новітні підходи, як-от способи збирання води, вкрай важливі для нашого майбутнього”.
Більшість країн намагається розширити доступ до води за рахунок підземних водних горизонтів, які вже забезпечують питною водою значну кількість людей на планеті. У той же час, дехто експериментує з переробкою стічних вод для потреб сільського господарства та інших галузей. Проте багато народів сподіваються отримати доступ до незвичних джерел — від туманів до океанів — щоб втамувати свою спрагу. У деякі методи вже вкладено мільярди доларів; інші ж — місцеві проекти — вимагають зовсім мало дорогих технологій. У даній статті журнал Nature дає огляд п’яти способів отримувати питну воду у незвичний спосіб.
Великий завод зворотнього осмосу для опріснення води в Ізраїлі виливає ропу в Середземне море. Nir Elias/Reuters/Corbis
Як і усі країни Середземного моря, Ізраїль отримує більшість опадів протягом зимових місяців. Але минулої зими дощів майже не було. Раніше подібна посуха могла стати причиною серйозних проблем для 8,2 мільйонів мешканців Ізраїлю. Проте завдяки заводам з опріснення морської води, які Ізраїль побудував протягом минулих десяти років, вода у кранах в цій країні не зникла.
Чотири великі ізраїльські заводи “зворотнього осмосу” вважаються одними з найбільших та найефективніших споруд з опріснення у світі. До наступного року очікується, що вони даватимуть понад 500 мільйонів кубічних метрів води на рік — це майже половина потреб Ізраїлю. У 2012 році, компанія “IDE Technologies” в місті Кадіма, яка утримує три з існуючих в Ізраїлі заводів з опріснення води, підписала договір вартістю 1 млрд. дол. США на розробку опріснювальної споруди поблизу Карлсбада в Каліфорнії. Очікується, що після відкриття у 2016 році вона буде забезпечувати прісною водою приблизно десяту частину від 3,2 мільйона людей, які живуть в окрузі Сан-Дієго.
Разом із швидким зростанням світової промисловості, опріснення за минулі 20 років стало головним джерелом прісної води для країн Близького Сходу, Австралії, Сполучених Штатів, Південної Африки, Іспанії і дедалі частіше для Індії і Китаю. У 2012 році загальна кількість опрісненої води перевищила 80 мільйонів кубічних метрів на день — цього вистачить для 200 мільйонів людей.
“Майже половина населення Землі живе у межах 100 кілометрів від океанського берегу, тож оминути увагою опріснення неможливо”,— каже Гері Емі, директор Центру опріснення і повторного використання води в Науково-технологічному університеті ім. короля Абдалли у Тувалі, Саудівська Аравія. “Опріснення знайшло у нас широкий вжиток і, безумовно, його роль лише зростатиме”.
Проте на відміну від решти способів, опріснення вимагає набагато більше енергії, аніж інші джерела води. На створення 1 кубічногом метру питної води потрібно понад 3 кіловат/години енергії навіть на заводах із найбільш ефективною методикою зворотнього осмосу — там, де попередньо очищена морська вода проходить під тиском крізь низку напівпроникних мембран. Для випаровування океанічної води у термальних заводах потнібно приблизно 10 кВт на утворення подібної кількості питної води. Деякі багаті на нафту країни не зважають на таку велику ціну: опріснювальна промисловість Саудівської Аравії, наприклад, зараз спалює приблизно по 300 000 барелів нафти на день.
Інженери намагаються покращити технологію зворотнього осмосу, використовуючи для цього такі компоненти, як насоси низької енергії та покращені мембрани. Дехто експериментує із мембранами з графену, що мають замінити сучасні полімери. По всьому світі зараз намагаються перейти від використання викопних палив до відновлюваних джерел енергії у технології опріснення.
Та навіть із усіма цими покращеннями, опріснення залишатиметься дорогим, каже Марія Кеннеді, спеціаліст із обробки води з міжнародного інституту освіти у сфері водних ресурсів UNESCO-IHE у місті Делфт, Нідерланди. “Якщо є інша альтернатива, жодна людина не візьметься за опріснення”.
Фільтрація крізь берег річки
Щороку в липні і серпні мільйони індійських пілігрімів збираються у священному місті Харідвар, щоб відвідати храми та набрати воду з ріки Ганг. Водні горизонти, які забезпечують водою місто, не можуть справитися зі щорічним напливом людей, тож потрібне якесь інше джерело. Таким джерелом стають береги Гангу.
Німці уздовж Рейну використовували береги ріки для фільтрації води починаючи з 1870х. Метод простий: коли неподалік від ріки викопати колодязь у місці з підходящею геологією, річкова вода профільтровується крізь пісок та камінці, які забирають більшість хімічних та біологічних забрудників, і таким чином вода стає відносно чистою.
“Очищена вода не завжди відповідає вимогам щодо її якості”,— каже Сарой Шарма, інженер довкілля із водного інституту ООН. Проте коли річка відносно чиста і геологічні умови підходять, як у випадку Харідвара, то дезинфекція потрібна мінімальна, каже Шарма.
Індії доведеться збільшити використання природних систем водоочищення. Ґрунтові води наразі забезпечують 85% внутрішньої потреби у воді, проте постачання різко скорочується: за 20 років майже 60% від усіх водних горизонтів Індії будуть критично вичерпані, заявляє Світовий банк.
Зараз дослідники шукають способи покращити ефективність технології природної фільтрації та повторного використання води у Індії в рамках проекту “Саф Пані” вартістю у 6,5 мільйонів доларів, який об’єднує дев’ять місць по всій країні. Фінансує цей проект Євросоюз. Дослідження охоплюють різні галузі, від фільтрації води на берегах річки у Харідварі до очищення стічних вод у штучних водно-болотних угіддях у Хідерабаді.
Прадавня технологія
Така водна технологія, як канат або кяриз, винайдена понад 2000 років тому, зараз знову використовується у Кораро, Ефіопія, щоб доставляти ґрунтові води від гори до села біля її підніжжя. Ignacio Urrutia
Область Тиграй у північній Ефіопії надзвичайно суха, і в результаті постійно потерпає від голоду. Проте селяни з Кораро більше не залежать від нестачі води, завдяки відродженню прадавньої технології.
Упману Лалл, директор водного центру Університету Колумбії у Нью-Йорку привіз цей метод у Кораро як частину університетського Проекту Тисячі Сіл, в рамках якого під керівництвом громад спрямовують зусилля на боротьбу із бідністю та голодом в Африці. У пошуках способу забезпечити людей водою, Лалла надихнула така водна технологія, як канат або кяриз, що її винайшли персидські інженери ще 2000 років тому. По цих складних тунелях ґрунтові води з височин текли у сухі долини та рівнини; деякі стародавні системи досі використовуються у Ірані та в кількох частинах Аравійського півострова. У 2009 році, отримавши від фонду “Ceil and Michael E. Pulitzer Foundation” 250 000 доларів, студенти інженерного спрямування Лалла почали розробляти сучасну версію кяризів для Кораро.
Африканське село Тиграй і поля довкола нього знаходяться на піщаних схилах, за кілька кілометрів від круч гори. У цій області дощів вкрай мало, окрім липня і серпня, коли моментальні повені практично вимивають ґрунт. У минулому селяни накопичували дощову воду в резервуарах, проте значна частина води швидко випаровувалася, а решта часто забруднювалася.
Для того, щоб подолати цю проблему, студенти з Колумбійського університету разом із інженерами та місцевими жителями Ефіопії розробили систему невеликих кам’яних гребель на схилах гори, щоб керувати потоками води і дозволити дощовій воді просочитися в надра.
Потім вода тече крізь гору в траншею шириною і глибиною в три метри, яка тягнеться від підніжжя гори униз по схилу аж до села, що знаходиться за 4 кілометри звідти. Ця система може утримувати до 36 000 кубічних метрів води і працює вже три роки. Траншея наповнює ґрунтові води довкола Кораро, тож селяни мають воду для пиття та сільського господарства. Ця вода дозволила селянам збирати ще один врожай і додатково зрошує поля між дощовими сезонами.
“Так само, як майстри-будівельники прадавньої Персії, ми створили вододіл там, де його не було,— каже Лалл.— Після фільтрації крізь пісок вода стає чистою і годиться для пиття”.
“Часто нестача води виникає не через її відсутність, а через спорадичність опадів,— каже Альберто Монтанарі, гідролог із Університету Болоньї в Італії.— В такому випадку потрібно знайти стійкі рішення по накопиченню води, щоб зробити резерв на сухий сезон. Проект Кораро — прекрасний приклад того, як це можна зробити”.
Разом із поширенням розмов про успіх такої схеми, інші громади в Тиграї також планують вдатися до подібних технологій. Такий метод, каже Лалл, можна використати у багатьох місцевостях із підходящою топографією та гідрологією, включно з більшістю африканських напівпосушливих високогір’їв. А Лалл вже дивиться за межі Африки: зараз він веде переговори із владою у місцевості на півночі Індії Джаркшандом , щоб побудувати кяризи там.
Озеленення пустелі
У Проекті Лісів Сахари в теплицях Катару морською водою охолоджують і зволожують повітря, щоб рослини могли рости, а конденсовану в теплиці за ніч воду збирають для поливу та пиття. Elsa Naumann/Sahara Forest Project
Сільське господарство використовує понад дві третини прісної води на Землі, тож сама думка про те, що може бути господарство, у якому утворюється більше води та енергії, аніж споживається, спершу здається надто гарною, щоб бути правдивою. Але у пустелі Катар вчені показують, що солона вода і сонячне світло можуть перетворюватися на їжу і питну воду у самодостатньому циклі.
Зараз Проект Лісів Сахари (Sahara Forest Project — SFP) — норвезька компанія, яка розпочала свою діяльність ще в 2009 році і підтримується добривною компанією з Осло “Yara” та Катарською Добривною Компанією “Mesaieed” — керує пілотною установою вартістю у 8,5 мільйонів доларів США, розташованою поблизу Дохи. Згідно даних від SFP, минулого року ця теплиця на 700 квадратних метрів дала врожай овочів, порівняний із врожаєм від комерційних теплиць Європи.
Зазвичай теплиці вловлюють тепло, проте в таких спекотних місцях, як Катар, потрібно діяти навпаки. У теплиці SPF для охолодження використовують морську воду — її закачують з океану, який знаходиться лише за 100 метрів звідти, і дають стікати по стінках теплиці. Внаслідок випаровування зволожується повітря, яке надходить у теплицю, і температура всередині падає приблизно на 10 градусів, що робить внутрішній клімат підходящим для вирощування таких овочів, як помідори та огірки. Інші рослини, як-от ячмінь, салат та решта корисних пустельних культур, ростуть між огорожами за межами теплиці.
Коли вночі пустеля холоне, вода конденсується на поверхнях всередині теплиці і її збирають для зрошування і пиття. Місцева опріснювальна установка перетворює її на прісну воду. А необхідна для всієї цієї системи електроенергія виробляється від сонячних батарей.
Жоакім Хаудж, виконавчий директор SFP в Осло вірить, що цей концепт можна збільшити і зробити зелені оази у пустельному кліматі, де в інший спосіб вести сільське господарство неможливо. “Маючи 60 гектарів виробництва у теплицях, ми можемо вирощувати стільки огірків, помідорів, перцю та кабачків, скільки імпортують в Катар протягом року”,— каже він.
Компанія працює з урядом Іордану по зведенню пілотної установки на 20 гектарів, включно із комерційною теплицею та дослідно-інноваційним центром в Акабі. Більша комерційна установа, каже Хаудж, зможе утворювати надлишок енергії, яку можна буте передавати у мережу.
Концепт буде працювати у будь-якії сонячній та сухій місцевості, що знаходиться практично на рівні моря, і таким чином можна буде зменшити вартість прокачування води. Навіть зважаючи на все це, теплиці з солоною водою зараз залишаються лише експериментом, каже Ніна Федорова, директор Центру Пустельної Агрокультури в KAUST. “Концепт інтригує,— каже вона.— Проте, все одно, це — доволі дорогий спосіб вирощувати їжу, який може не отримати значного комерційного використання”.
Збирання туману
Колектор туману на схилах довкруг Ліми, Перу. Mariana Bazo/Reuters/Corbis
Жінки з гірського села Тоджкіа у Гватемалі, скільки себе пам’ятають, завжди мусили спускатися вниз у долину під час сухих зимових місяців і нести свіжу воду знову вгору до своїх сімей. Проте тепер вони можуть отримувати її, витискаючи вологу з туману, який так часто огортає їх селище.
Один кубічний метр туману містить до 0,5г рідкої води, і збирати її відносно легко. Велика вертикальна сітчата панель може збирати водяні краплинки із хмар, які вітер несе крізь неї. Спершу ці краплинки дуже дрібні, але вони зливаються разом і ростуть, а потім стікають донизу у резервуар.
На висоті 3 300м над рівнем моря, там, де зими вітряні і сухі, проте часто туманні, Тоджкіа — ідеальне місце для такої технології. За допомогою дослідників із неприбуткового проекту “FogQuest” з Камлупс, Канада, мешканці Тоджкії з 2006 року встановили вже 35 колекторів. Ці колектори збирають в середньому по 6 300 літрів питної води на день — цього вистачає приблизно на 30 сімей у сухий сезон — і набагато більше у вологий сезон, коли дощова вода також накопичується у резервуарах.
Збирання туманів набуває дедалі більшої популярності в областях, де інші джерела прісної води відсутні. Першу просту сітчату панель звели ще в 1960х у портовому місті Антофагасті на півночі Чилі. Сьогодні 35 країн використовують цю технологію, зокрема уздовж Тихоокеанського узбережжя Південної та Центральної Америки, в Атласових горах Марокко та на високих плато Еритреї і Непалу.
Технологію можна покращити новими матеріалами сітки, наприклад розробленими у Масачусетському технологічному інституті водопоглинаючими волокнами. Коли ці волокна перевіряли в Чилі, вони змогли зібрати у п’ять разів більше вологи з туману, аніж звичайна сітка. А у пустелі Наміб в Намібії на тривимірних сітках, розроблених у Інституті технології та обробки тканин в Денкендорфі, Германія, змогли отримати в три рази більше води, аніж на звичайних.
Навіть маючи такі здобутки, збирання туману не вирішує проблему накопичення води ані в Чилі, ані у будь-якій іншій країні. Проте воно може дати простий та надійний спосіб отримувати прісну воду в напівпустельних областях, де немає інших варіантів, каже Отто Клемм, кліматолог із Мюнхенського Університету в Германії.
“Якщо кліматичні умови правильні — і, що важливо, якщо місцеві мешканці можуть постійно підтримувати такі установки,— каже він,— то з них можна отримувати цінну для сільського господарства прісну воду протягом усього року”.
Іран – не єдина країна, яка намагається вирішити цю проблему. Від південного заходу США до півдня Іспанії та півночі Китаю, скорочення водних ресурсів стали небезпечним чинником у багатьох куточках нашої планети. Близько 800 мільйонів людей не мають доступу до безпечної питної води, а 2,5 мільярди — належної санітарії.
Скоріше за все, у найближчі кілька десятків років ситуація лише погіршиться. За деякими оцінками, зараз населення Землі складає вже понад 7 мільярдів, а до 2050 року воно перевищить 9 мільярдів, хоча внаслідок кліматичних змін на багатьох пересохлих частинах планети не впаде ані дощинки. Якщо світ потеплішає на 2 градуси до кінця століття — вчені вважають таку ймовірність досить високою — від скорочення питної води страждатиме п’ята частина населення.
“Навіть не враховуючи світові зміни у довкіллі, щоб нагодувати 9 мільярдів людей, до 2050 року потрібно буде дати сільському господарству додаткові 2-3 тис. кубічних кілометрів питної води — більше, аніж використовується води на зрошення по всій планеті загалом”,— каже Йоган Рокстром, спеціаліст з водних ресурсів в Стокгольмському Університеті та директор наукового центру “Stockholm Resilience Centre”. “Те, що ми робимо, можна розцінювати не менш як новою революцією у сільському господарстві. Новітні підходи, як-от способи збирання води, вкрай важливі для нашого майбутнього”.
Більшість країн намагається розширити доступ до води за рахунок підземних водних горизонтів, які вже забезпечують питною водою значну кількість людей на планеті. У той же час, дехто експериментує з переробкою стічних вод для потреб сільського господарства та інших галузей. Проте багато народів сподіваються отримати доступ до незвичних джерел — від туманів до океанів — щоб втамувати свою спрагу. У деякі методи вже вкладено мільярди доларів; інші ж — місцеві проекти — вимагають зовсім мало дорогих технологій. У даній статті журнал Nature дає огляд п’яти способів отримувати питну воду у незвичний спосіб.
Великий завод зворотнього осмосу для опріснення води в Ізраїлі виливає ропу в Середземне море. Nir Elias/Reuters/Corbis
Як і усі країни Середземного моря, Ізраїль отримує більшість опадів протягом зимових місяців. Але минулої зими дощів майже не було. Раніше подібна посуха могла стати причиною серйозних проблем для 8,2 мільйонів мешканців Ізраїлю. Проте завдяки заводам з опріснення морської води, які Ізраїль побудував протягом минулих десяти років, вода у кранах в цій країні не зникла.
Чотири великі ізраїльські заводи “зворотнього осмосу” вважаються одними з найбільших та найефективніших споруд з опріснення у світі. До наступного року очікується, що вони даватимуть понад 500 мільйонів кубічних метрів води на рік — це майже половина потреб Ізраїлю. У 2012 році, компанія “IDE Technologies” в місті Кадіма, яка утримує три з існуючих в Ізраїлі заводів з опріснення води, підписала договір вартістю 1 млрд. дол. США на розробку опріснювальної споруди поблизу Карлсбада в Каліфорнії. Очікується, що після відкриття у 2016 році вона буде забезпечувати прісною водою приблизно десяту частину від 3,2 мільйона людей, які живуть в окрузі Сан-Дієго.
Разом із швидким зростанням світової промисловості, опріснення за минулі 20 років стало головним джерелом прісної води для країн Близького Сходу, Австралії, Сполучених Штатів, Південної Африки, Іспанії і дедалі частіше для Індії і Китаю. У 2012 році загальна кількість опрісненої води перевищила 80 мільйонів кубічних метрів на день — цього вистачить для 200 мільйонів людей.
“Майже половина населення Землі живе у межах 100 кілометрів від океанського берегу, тож оминути увагою опріснення неможливо”,— каже Гері Емі, директор Центру опріснення і повторного використання води в Науково-технологічному університеті ім. короля Абдалли у Тувалі, Саудівська Аравія. “Опріснення знайшло у нас широкий вжиток і, безумовно, його роль лише зростатиме”.
Проте на відміну від решти способів, опріснення вимагає набагато більше енергії, аніж інші джерела води. На створення 1 кубічногом метру питної води потрібно понад 3 кіловат/години енергії навіть на заводах із найбільш ефективною методикою зворотнього осмосу — там, де попередньо очищена морська вода проходить під тиском крізь низку напівпроникних мембран. Для випаровування океанічної води у термальних заводах потнібно приблизно 10 кВт на утворення подібної кількості питної води. Деякі багаті на нафту країни не зважають на таку велику ціну: опріснювальна промисловість Саудівської Аравії, наприклад, зараз спалює приблизно по 300 000 барелів нафти на день.
Інженери намагаються покращити технологію зворотнього осмосу, використовуючи для цього такі компоненти, як насоси низької енергії та покращені мембрани. Дехто експериментує із мембранами з графену, що мають замінити сучасні полімери. По всьому світі зараз намагаються перейти від використання викопних палив до відновлюваних джерел енергії у технології опріснення.
Та навіть із усіма цими покращеннями, опріснення залишатиметься дорогим, каже Марія Кеннеді, спеціаліст із обробки води з міжнародного інституту освіти у сфері водних ресурсів UNESCO-IHE у місті Делфт, Нідерланди. “Якщо є інша альтернатива, жодна людина не візьметься за опріснення”.
Фільтрація крізь берег річки
Щороку в липні і серпні мільйони індійських пілігрімів збираються у священному місті Харідвар, щоб відвідати храми та набрати воду з ріки Ганг. Водні горизонти, які забезпечують водою місто, не можуть справитися зі щорічним напливом людей, тож потрібне якесь інше джерело. Таким джерелом стають береги Гангу.
Німці уздовж Рейну використовували береги ріки для фільтрації води починаючи з 1870х. Метод простий: коли неподалік від ріки викопати колодязь у місці з підходящею геологією, річкова вода профільтровується крізь пісок та камінці, які забирають більшість хімічних та біологічних забрудників, і таким чином вода стає відносно чистою.
“Очищена вода не завжди відповідає вимогам щодо її якості”,— каже Сарой Шарма, інженер довкілля із водного інституту ООН. Проте коли річка відносно чиста і геологічні умови підходять, як у випадку Харідвара, то дезинфекція потрібна мінімальна, каже Шарма.
Індії доведеться збільшити використання природних систем водоочищення. Ґрунтові води наразі забезпечують 85% внутрішньої потреби у воді, проте постачання різко скорочується: за 20 років майже 60% від усіх водних горизонтів Індії будуть критично вичерпані, заявляє Світовий банк.
Зараз дослідники шукають способи покращити ефективність технології природної фільтрації та повторного використання води у Індії в рамках проекту “Саф Пані” вартістю у 6,5 мільйонів доларів, який об’єднує дев’ять місць по всій країні. Фінансує цей проект Євросоюз. Дослідження охоплюють різні галузі, від фільтрації води на берегах річки у Харідварі до очищення стічних вод у штучних водно-болотних угіддях у Хідерабаді.
Прадавня технологія
Така водна технологія, як канат або кяриз, винайдена понад 2000 років тому, зараз знову використовується у Кораро, Ефіопія, щоб доставляти ґрунтові води від гори до села біля її підніжжя. Ignacio Urrutia
Область Тиграй у північній Ефіопії надзвичайно суха, і в результаті постійно потерпає від голоду. Проте селяни з Кораро більше не залежать від нестачі води, завдяки відродженню прадавньої технології.
Упману Лалл, директор водного центру Університету Колумбії у Нью-Йорку привіз цей метод у Кораро як частину університетського Проекту Тисячі Сіл, в рамках якого під керівництвом громад спрямовують зусилля на боротьбу із бідністю та голодом в Африці. У пошуках способу забезпечити людей водою, Лалла надихнула така водна технологія, як канат або кяриз, що її винайшли персидські інженери ще 2000 років тому. По цих складних тунелях ґрунтові води з височин текли у сухі долини та рівнини; деякі стародавні системи досі використовуються у Ірані та в кількох частинах Аравійського півострова. У 2009 році, отримавши від фонду “Ceil and Michael E. Pulitzer Foundation” 250 000 доларів, студенти інженерного спрямування Лалла почали розробляти сучасну версію кяризів для Кораро.
Африканське село Тиграй і поля довкола нього знаходяться на піщаних схилах, за кілька кілометрів від круч гори. У цій області дощів вкрай мало, окрім липня і серпня, коли моментальні повені практично вимивають ґрунт. У минулому селяни накопичували дощову воду в резервуарах, проте значна частина води швидко випаровувалася, а решта часто забруднювалася.
Для того, щоб подолати цю проблему, студенти з Колумбійського університету разом із інженерами та місцевими жителями Ефіопії розробили систему невеликих кам’яних гребель на схилах гори, щоб керувати потоками води і дозволити дощовій воді просочитися в надра.
Потім вода тече крізь гору в траншею шириною і глибиною в три метри, яка тягнеться від підніжжя гори униз по схилу аж до села, що знаходиться за 4 кілометри звідти. Ця система може утримувати до 36 000 кубічних метрів води і працює вже три роки. Траншея наповнює ґрунтові води довкола Кораро, тож селяни мають воду для пиття та сільського господарства. Ця вода дозволила селянам збирати ще один врожай і додатково зрошує поля між дощовими сезонами.
“Так само, як майстри-будівельники прадавньої Персії, ми створили вододіл там, де його не було,— каже Лалл.— Після фільтрації крізь пісок вода стає чистою і годиться для пиття”.
“Часто нестача води виникає не через її відсутність, а через спорадичність опадів,— каже Альберто Монтанарі, гідролог із Університету Болоньї в Італії.— В такому випадку потрібно знайти стійкі рішення по накопиченню води, щоб зробити резерв на сухий сезон. Проект Кораро — прекрасний приклад того, як це можна зробити”.
Разом із поширенням розмов про успіх такої схеми, інші громади в Тиграї також планують вдатися до подібних технологій. Такий метод, каже Лалл, можна використати у багатьох місцевостях із підходящою топографією та гідрологією, включно з більшістю африканських напівпосушливих високогір’їв. А Лалл вже дивиться за межі Африки: зараз він веде переговори із владою у місцевості на півночі Індії Джаркшандом , щоб побудувати кяризи там.
Озеленення пустелі
У Проекті Лісів Сахари в теплицях Катару морською водою охолоджують і зволожують повітря, щоб рослини могли рости, а конденсовану в теплиці за ніч воду збирають для поливу та пиття. Elsa Naumann/Sahara Forest Project
Сільське господарство використовує понад дві третини прісної води на Землі, тож сама думка про те, що може бути господарство, у якому утворюється більше води та енергії, аніж споживається, спершу здається надто гарною, щоб бути правдивою. Але у пустелі Катар вчені показують, що солона вода і сонячне світло можуть перетворюватися на їжу і питну воду у самодостатньому циклі.
Зараз Проект Лісів Сахари (Sahara Forest Project — SFP) — норвезька компанія, яка розпочала свою діяльність ще в 2009 році і підтримується добривною компанією з Осло “Yara” та Катарською Добривною Компанією “Mesaieed” — керує пілотною установою вартістю у 8,5 мільйонів доларів США, розташованою поблизу Дохи. Згідно даних від SFP, минулого року ця теплиця на 700 квадратних метрів дала врожай овочів, порівняний із врожаєм від комерційних теплиць Європи.
Зазвичай теплиці вловлюють тепло, проте в таких спекотних місцях, як Катар, потрібно діяти навпаки. У теплиці SPF для охолодження використовують морську воду — її закачують з океану, який знаходиться лише за 100 метрів звідти, і дають стікати по стінках теплиці. Внаслідок випаровування зволожується повітря, яке надходить у теплицю, і температура всередині падає приблизно на 10 градусів, що робить внутрішній клімат підходящим для вирощування таких овочів, як помідори та огірки. Інші рослини, як-от ячмінь, салат та решта корисних пустельних культур, ростуть між огорожами за межами теплиці.
Коли вночі пустеля холоне, вода конденсується на поверхнях всередині теплиці і її збирають для зрошування і пиття. Місцева опріснювальна установка перетворює її на прісну воду. А необхідна для всієї цієї системи електроенергія виробляється від сонячних батарей.
Жоакім Хаудж, виконавчий директор SFP в Осло вірить, що цей концепт можна збільшити і зробити зелені оази у пустельному кліматі, де в інший спосіб вести сільське господарство неможливо. “Маючи 60 гектарів виробництва у теплицях, ми можемо вирощувати стільки огірків, помідорів, перцю та кабачків, скільки імпортують в Катар протягом року”,— каже він.
Компанія працює з урядом Іордану по зведенню пілотної установки на 20 гектарів, включно із комерційною теплицею та дослідно-інноваційним центром в Акабі. Більша комерційна установа, каже Хаудж, зможе утворювати надлишок енергії, яку можна буте передавати у мережу.
Концепт буде працювати у будь-якії сонячній та сухій місцевості, що знаходиться практично на рівні моря, і таким чином можна буде зменшити вартість прокачування води. Навіть зважаючи на все це, теплиці з солоною водою зараз залишаються лише експериментом, каже Ніна Федорова, директор Центру Пустельної Агрокультури в KAUST. “Концепт інтригує,— каже вона.— Проте, все одно, це — доволі дорогий спосіб вирощувати їжу, який може не отримати значного комерційного використання”.
Збирання туману
Колектор туману на схилах довкруг Ліми, Перу. Mariana Bazo/Reuters/Corbis
Жінки з гірського села Тоджкіа у Гватемалі, скільки себе пам’ятають, завжди мусили спускатися вниз у долину під час сухих зимових місяців і нести свіжу воду знову вгору до своїх сімей. Проте тепер вони можуть отримувати її, витискаючи вологу з туману, який так часто огортає їх селище.
Один кубічний метр туману містить до 0,5г рідкої води, і збирати її відносно легко. Велика вертикальна сітчата панель може збирати водяні краплинки із хмар, які вітер несе крізь неї. Спершу ці краплинки дуже дрібні, але вони зливаються разом і ростуть, а потім стікають донизу у резервуар.
На висоті 3 300м над рівнем моря, там, де зими вітряні і сухі, проте часто туманні, Тоджкіа — ідеальне місце для такої технології. За допомогою дослідників із неприбуткового проекту “FogQuest” з Камлупс, Канада, мешканці Тоджкії з 2006 року встановили вже 35 колекторів. Ці колектори збирають в середньому по 6 300 літрів питної води на день — цього вистачає приблизно на 30 сімей у сухий сезон — і набагато більше у вологий сезон, коли дощова вода також накопичується у резервуарах.
Збирання туманів набуває дедалі більшої популярності в областях, де інші джерела прісної води відсутні. Першу просту сітчату панель звели ще в 1960х у портовому місті Антофагасті на півночі Чилі. Сьогодні 35 країн використовують цю технологію, зокрема уздовж Тихоокеанського узбережжя Південної та Центральної Америки, в Атласових горах Марокко та на високих плато Еритреї і Непалу.
Технологію можна покращити новими матеріалами сітки, наприклад розробленими у Масачусетському технологічному інституті водопоглинаючими волокнами. Коли ці волокна перевіряли в Чилі, вони змогли зібрати у п’ять разів більше вологи з туману, аніж звичайна сітка. А у пустелі Наміб в Намібії на тривимірних сітках, розроблених у Інституті технології та обробки тканин в Денкендорфі, Германія, змогли отримати в три рази більше води, аніж на звичайних.
Навіть маючи такі здобутки, збирання туману не вирішує проблему накопичення води ані в Чилі, ані у будь-якій іншій країні. Проте воно може дати простий та надійний спосіб отримувати прісну воду в напівпустельних областях, де немає інших варіантів, каже Отто Клемм, кліматолог із Мюнхенського Університету в Германії.
“Якщо кліматичні умови правильні — і, що важливо, якщо місцеві мешканці можуть постійно підтримувати такі установки,— каже він,— то з них можна отримувати цінну для сільського господарства прісну воду протягом усього року”.
Розмістив: alexp
Комментарии
Комментировать статью
Код:
обновить
Введите код:
Комментировать
