我们可以从古代文明中学到许多关于现代水资源管理的经验

An aerial view of the River Nile valley and desert pictured through the window of an airplane on a flight between Cairo and Luxor, Egypt April 11, 2021. Picture taken April 11, 2021.
Ancient cultures have constructed complex water management systems that included dams, catchment systems, underground cisterns and aqueducts.Image: REUTERS/Amr Abdallah Dalsh
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  • 研究人员和考古学家正在研究古代文明如何在缺水地区管理水资源。

  • 这些发现可以为应对气候变化导致的日益严重的干旱提供当前技术上的启示。

  • 古代文化建造了复杂的水资源管理系统,包括水坝、集水系统、地下蓄水池和引水渠。

今年,加拿大西部和美国西南部经历了近代史上最炎热、最干燥的夏季之一。由此引发的干旱对粮食供应造成了不利影响,并助推了肉类价格涨幅达到通货膨胀率的三倍。

尽管这些干旱已经十分严重,但最糟糕的情况可能还在后面。预计草原地区的极端天气事件将变得越来越严重、越来越频繁,干旱期更长,同时还面临强降雨引发洪水的风险。

加拿大拥有世界一流的农业技术产业,但同样可以从古代干旱气候地区社会发展出的低技术解决方案中汲取经验。其中一个典型例子是纳巴泰文化。纳巴泰人两千年前繁荣于约旦、沙特阿拉伯北部和以色列南部的极端干旱沙漠地带。十多年来,我一直在该地区纳巴泰和罗马时期的考古遗址开展工作,探索他们的建筑方式以及克服环境限制的创新策略。

水利工程大师

纳巴泰人以其在联合国教科文组织世界遗产佩特拉古城(其首都)和赫格拉的岩刻宏伟立面而闻名。纳巴泰人通过在阿拉伯南部与地中海之间贩运乳香而致富。但使他们能够在干旱家园中繁荣发展的,是另一项技能。

纳巴泰人结合本地技术以及从邻近文化中吸收的技术,成为水利工程大师。他们建造了复杂的水资源管理系统,包括水坝、集水系统、地下蓄水池和引水渠。这些系统旨在最大限度地在湿润的冬季收集和储存雨水,并在干燥的夏季最大限度地减少水分因蒸发而流失。

纳巴泰文明开挖了导流隧道,以保护其首都佩特拉免受山洪侵袭。Image: Sam McNeil

在佩特拉,纳巴泰人修建了一套水坝网络,以保护其首都免受山洪侵袭,并修建了有盖水道,将水输送到城市中心。在周围的山坡上,他们修建了梯田以吸收径流,既减轻了洪水风险,又支持了农业生产。这些集水和输水系统非常有效,以至于纳巴泰人在佩特拉修建了露天水池和宏伟喷泉,以炫耀其财富和权力。

在佩特拉以南的哈瓦拉(今胡迈马)考古遗址,加拿大考古学家已对该定居点广泛的供水系统进行了勘探和记录。在这里,集水系统将雨水径流引入大型蓄水池,供旱季使用。这些蓄水池设有顶盖以防止蒸发,并配有沉淀池以收集泥沙。一条长26.5公里、以泉水为水源的引水渠也为该定居点提供饮用水。该系统的大部分至今仍在使用。

应对现代问题的古老技术

尽管这些设施已在两千年前建造,目前正在努力恢复纳巴泰水资源管理系统,以协助佩特拉周边的防洪并支持农业发展。在全球其他地区,考古学也已增进了我们对可持续农业的理解,并具有潜力对当代水政治作出实质性贡献。虽然这些历史解决方案本身未必能够解决我们当前面临的复杂问题,但它们很可能在帮助我们适应更加炎热和干燥的气候方面发挥重要作用。

尽管加拿大草原的气候和水文与阿拉伯北部沙漠大不相同,但两者之间仍存在一些相似之处。正如阿拉伯北部的冬季降雨在夏季维持了生命,草原地区的融雪径流在补充地下水方面发挥着重要作用,并在春季占据了溪流流量的很大一部分。

佩特拉西克峡谷中纳巴泰引水渠的一段,该渠曾为城市供水。Image: John Oleson

与纳巴泰人建造的地下蓄水池类似,被称为“挖掘洼地”的人工凹地是草原农民重要的水源。尽管这些人工蓄水设施可以由地下水补给,但它们通常依赖春季融雪。然而,在过去夏季的干旱条件下,这些挖掘洼地干涸了,迫使许多农民转而依赖抽取的地下水,而这本身也带来了一系列问题。

采用与纳巴泰人类似的可持续做法,即最大限度地收集水源并减少蒸发损失,有助于提高这些蓄水设施的效能。正如纳巴泰人将蓄水池布置在能最大化径流收集的位置,挖掘洼地也应在农田中战略性地选址,以尽可能多地收集融雪。通过使用设计良好的防风林带,还可以进一步增加融雪收集量。防风林带由成排的树木和灌木组成,可起到防风作用,同时也有利于积雪的形成。

纳巴泰人为防止蓄水池中泥沙积累而建造的沉淀池,同样可以用于防止挖掘洼地淤积,从而同时提高蓄水能力和水质。

在引水渠和蓄水池上方铺设太阳能板,既可减少蒸发,又可发电。Image: AP Photo/Rich Pedroncelli

纳巴泰人也十分注意避免蒸发,现代挖掘洼地若加盖以减少水分流失,可能同样受益。全球研究表明,物理覆盖措施在减缓蒸发速率方面成效显著;近期,加利福尼亚州提议在其渠道上方铺设太阳能板,以在节约水源的同时生产绿色电力。

综合战略的一部分

虽然加大对蓄水系统的投入将提升草原地区的水安全,并减轻长期干旱的影响,但这些蓄水系统还可能具有额外益处,即通过拦蓄径流降低洪水风险。

尽管采用这些低技术和可持续的解决方案本身无法使草原地区免受干旱影响,但若与创新种植技术相结合,它们可能在帮助加拿大农民减轻日益加剧的气候变化影响方面发挥重要作用。

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