Kollektiv grundvattenpumpning av miljontals bönder i Bangladesh under torrperioden varje år har skapat stora naturliga reservoarer under jorden som under en 30-årsperiod konkurrerar med världens största dammar – dessa upprätthåller bevattning som har förvandlat detta tidigare svältutsatta land till en matsäker nation, enligt en ny studie ledd av UCL-forskare.

Publicerad i Science , undersöker studien den kombinerade effekten av 16 miljoner småbrukare som pumpade grunt grundvatten under torrperioden för att bevattna risfält i Bengalbassängen i Bangladesh mellan 1988 och 2018.

Studien avslöjade att genom att sänka grundvattennivåerna genom torrperiodens pumpning, stimulerades läckage från floder, sjöar och dammar för att fylla på grundvatten under den efterföljande monsunen. Denna fångst av ytvatten gjorde att grundvattennivåerna inte bara kunde återhämta sig utan bidrog också till att minska översvämningar.

Genom denna process, som författarna beskriver som "The Bengal Water Machine", "fångades" mer än 75 kubikkilometer sötvatten under 30 år - en volym som motsvarar den kombinerade reservoarkapaciteten i Kinas Three Gorges Dam och Hoover Dam i USA.

De lyfter fram detta ingripande som ett hållbart alternativ till konventionella metoder för säsongsbetonad lagring av flodflöden för bevattning, inklusive dammar och reservoarer, som är utmanande att bygga i tätbefolkade alluviala slätter, som Bengalbassängen, som omfattar omfattande platta landformer av sand, silt och lera som lagts ner av årliga översvämningsvatten.

Medförfattaren Dr. Mohammad Shamsudduha (UCL Institute for Risk and Disaster Reduction) sa:"Trots avsevärda variationer i årlig nederbörd och en övergripande minskning av nederbörd i bassängen har denna skalbara, decentraliserade form av sötvattenfångst upprätthållit produktion av bevattnad livsmedel sedan 1990-talet .

"Denna nya intervention hjälper till att åtgärda säsongsbetonade obalanser i nederbörd genom att öka fångsten och lagringen av säsongsbetonade sötvattenöverskott och minska risken för monsunöversvämningar utan att använda dammar."

Studieförfattarna hävdar att detta enkla ingrepp har potential att replikeras över alluviala slätter bredare, inklusive andra asiatiska megadelta som Mekongdeltat och Huang He (gula) River Delta, som är lika sårbara för effekterna av klimatförändringar . Denna bengaliska vattenmaskin kan hjälpa till att förbättra den globala livsmedelssäkerheten och motståndskraften mot extrema klimat som förstärks av den globala uppvärmningen.

Medförfattare, professor Richard Taylor (UCL Geography) sa:"Vår analys har djupgående konsekvenser för expansionen och optimeringen av detta viktiga, underkända tekniska underverk som upprätthåller bevattnad livsmedelsproduktion inom alluviala slätter i de säsongsmässigt fuktiga tropikerna.

"I en uppvärmande värld är den påvisade motståndskraften hos denna konjunktiva användning av ytvatten och grundvatten mot hydrologiska extremer av torr- och monsunsäsongerna som förstärks av klimatförändringarna av strategisk betydelse för global livsmedelssäkerhet."

För att beräkna sina resultat analyserade forskarna en miljon observationer på grundvattennivån varje vecka från 465 brunnar över Bangladesh, tagna mellan 1988 och 2018 från ett nätverk av 1 250 övervakningsstationer.

Professor Taylor tillade:"Medan tidigare uppskattningar av storleken på infångat sötvatten har varit hypotetiska och baserade på modellerade scenarier, är detta den första studien som kvantifierar grundvattenvolymen baserat på observationer, vilket avslöjar dess betydande potential."

Författarna noterar att deras resultat understryker vikten av långsiktig hydrologisk övervakning för att bedöma status och trender för ett lands grundvattenresurser, som kommer att bli allt viktigare inför vårt förändrade klimat.

Forskningen belyser dock också begränsningar för driften av Bengal Water Machine i områden i landet där läckage av vatten under monsunsäsongen är otillräckligt för att helt fylla på grundvatten som tagits ut under torrperioden. I dessa områden utarmar pumpning grundvattenresurserna och gör dessa otillgängliga för hushåll som är beroende av grunda brunnar för dricksvatten.

Författarna rekommenderar därför att ytterligare forskning görs för att fastställa var i Bengalbassängen och andra asiatiska megadeltas människor kan dra nytta av denna naturbaserade lösning för att lagra säsongsbetonade sötvattenöverskott.

Medförfattare professor Kazi Matin Ahmed från Dhaka University tillade:"Det är viktigt att bedöma lämpligheten av platser för driften av Bengal Water Machine för att maximera fördelarna för jordbrukare och minimera riskerna för grundvattenutarmning.

"Plotsning av operationen i lämpliga områden behövs därför innan detta kan utökas mer allmänt för att hantera osäkerheter i dess drift till monsunvariationer under klimatförändringar." + Utforska vidare

Djupt grundvatten i kustdelta som är motståndskraftigt mot föroreningar