Le regioni aride e semiaride coprono circa il 40% della superficie terrestre e ospitano più di due miliardi di persone. La scarsità dell’acqua è il vincolo di definizione di questi ambienti, rendendo ogni goccia di acqua superficiale e di acqua di terra preziosa.

Comprendere la separazione negli ambienti a secco

La sedimentazione è il processo naturale di erosione, trasporto e deposizione di frammenti di suolo e roccia. Nelle regioni aride e semiaride, l'interazione di vegetazione rada, precipitazioni erratiche, e terreni fragili accelera questo processo a tassi molto superiori a quelli in climi umidi. Il termine sedimentazione accelerata cattura] descrive la componente di fondo indotto dall'uomo che sovrasta i tassi di seminativi.

La meccanica fisica è semplice: l'intensità delle precipitazioni nelle zone aride supera spesso la capacità di infiltrazione, generando il flusso di terra di Hortonian. Questo flusso di fogli si concentra in rill e gollie, raccogliendo particelle sciolte. Le inondazioni di Flash—l'evento idrologico di arido di marcatura—può trasportare materiale di dimensioni boulder e depositare carichi di sedimenti in un unico evento.

Cause di radice della sedimentazione accelerata

Mentre fattori naturali come la topografia, l'erodabilità del suolo e il clima hanno impostato la fase, le azioni umane sono gli acceleranti principali.

Copertina di Vegetazione Sparse e Sovrapposizione

In zone aride, la copertura vegetale è naturalmente bassa, ma sovrapponibile dal bestiame rimuove la copertura protettiva del terreno, compatta il suolo e riduce la materia organica. L'azione del tetto rompe le croste del suolo, rendendo le particelle fini vulnerabili all'erosione del vento e dell'acqua. Il risultato è un ciclo di feedback positivo: meno vegetazione porta a più erosione, che riduce ulteriormente la capacità dei suoli di sostenere la ricrescita dell'impianto.

Deforestazione e conversione del territorio

La compensazione delle foreste per l'agricoltura, la produzione di carbone o l'espansione urbana espone il suolo nudo all'impatto delle gocce di pioggia e il flusso di terra. Anche la compensazione su piccola scala per l'agricoltura di sussistenza può aumentare notevolmente i raccolti dei sedimenti da un bacino. In molte regioni semiaride, la raccolta di legna strisce colline di copertura legnosa, accelerando la formazione del ventre.

Pratiche agricole insostenibile

Il rasoio convenzionale, il monocropping e la mancanza di colture di copertura lasciano il terreno esposto per lunghi periodi. L'abbassamento lungo le piste piuttosto che sul contorno crea percorsi di flusso preferenziali che concentrano il deflusso. L'irrigazione in aree aride può anche causare il degrado e la salinizzazione, che degradano la struttura del suolo e aumentano l'erobilità.

Sviluppo delle infrastrutture stradali

Le strade, i binari e i cantieri non pavimentati sono grandi fonti di sedimenti. Le operazioni di taglio e riempimento disturbano il drenaggio naturale, concentrano il deflusso e generano materiale di scarto sciolto. Nelle zone aride la mancanza di vegetazione protettiva sulle argini stradali porta a gocce croniche. Ogni chilometro di strada non asfaltata può produrre centinaia di tonnellate di sedimenti all'anno.

Modifiche nei regimi del fuoco

I fuochi selvatici sono naturali negli ecosistemi della terraferma, ma i cambiamenti climatici e le pratiche di gestione del suolo hanno aumentato la frequenza e l'intensità del fuoco. I paesaggi post-incendio sono estremamente vulnerabili all'erosione perché lo strato protettivo della lettiera e la vegetazione sono rimossi e i suoli possono diventare idrorepellenti.

Conseguenze della Sedimentazione Eccessiva

Gli impatti della cascata di sedimentazione attraverso i sistemi idrologici, ecologici e socio-economici delle regioni aride e semiaride, che non sono isolate, si rafforzano a vicenda, creando spesso degrado a lungo termine.

Perdita di capacità di stoccaggio del Conservatorio

I riserve sono la spina dorsale dell'approvvigionamento idrico nelle zone aride, che immagazzina l'acqua dalle inondazioni infrequenti per l'uso durante i periodi asciutti. L'accumulo di sedimenti riduce lo stoccaggio vivo, accorcia la vita economica delle dighe. I tassi di perdita media globale variano dallo 0,5 al 2%, ma in molti bacini di terra secca, i tassi superano il 5% all'anno.

Qualità dell'acqua degradata e Habitat Aquatic

Il sedimento trasporta sostanze nutritive (fosforo, azoto), pesticidi e metalli pesanti, che portano a fioriture eutrofizzate e alghe tossiche. La turbosità riduce la penetrazione della luce, danneggia le piante acquatiche e gli invertebrati.

Danni alla Conveyance e all'Irrigazione Infrastrutture

Canali, tubazioni e sistemi di sprinkler soffrono di deposizione e abrasione dei sedimenti. La capacità del canale diminuisce, richiedendo frequenti disinvolture che interrompono la consegna dell'acqua. L'acqua a carico del sedimentatore emette giranti, pale a turbina e sedili a valvole, aumentando i costi di manutenzione e il consumo energetico per la pompa.

Aumento del rischio di inondazione e cambiamento geomorfico

L'aggradazione solleva i letti del fiume, che possono causare l'aumento dei tavoli delle acque sotterranee, portando alla delocalizzazione delle terre agricole. In casi estremi, la sedimentazione può alterare i corsi del fiume, causando avulsioni che minacciano insediamenti e infrastrutture.

Costi economici e sociali

La sedimentazione impone costi economici diretti: dragaggio, dispersione, sostituzione delle infrastrutture e stoccaggio delle acque perdute. I costi indiretti includono una ridotta generazione di energia idroelettrica, rese di colture inferiori da una scarsa qualità dell'acqua di irrigazione, e la perdita di usi ricreativi e culturali degli enti idrici.Per le comunità rurali nelle zone aride, sedimentazione di piccoli serbatoi e serbatoi possono compromettere le forniture di acqua potabile e l'irrigazione del bestiame, costringendo donne e i bambini a viaggiare più lunghe distanze per l'acqua per le acque.

Soluzioni e adattamenti integrati

Una gestione efficace richiede un approccio multi-prong su scala di acque che combina misure vegetative, ingegneristiche, agronomiche e istituzionali. Le seguenti strategie rappresentano le migliori pratiche da tutto il mondo.

Gestione vegetativa e della terra

Riforestazione e Afforestazione

Piantare le specie arboree e arbustive su colline degradate è una pietra angolare del controllo dell'erosione. Perenni radicati a fondo stabilizzano il suolo, intercettano le precipitazioni e migliorano l'infiltrazione. Nelle regioni semiaridi, specie come Acacia],

Contour Farming e Terracing

L'allineamento delle file di colture lungo il contorno rallenta il rodaggio, riduce la formazione di rill e aumenta l'infiltrazione dell'acqua. Il terreno, che costruisce strutture a gradini su piste, è un metodo tested tempo per convertire la terra ripida e a prova di erosione in campi produttivi.

Conservazione Agricoltura e Copertina Crops

Il trattamento minimo, il mantenimento del suolo e la rotazione delle colture sono i tre pilastri dell'agricoltura di conservazione. Nelle zone aride, lasciando residui di colture sulla superficie protegge il suolo dall'impatto della goccia e dal vento, migliorando la materia organica.

Ripristino del pascolo e della catena

Il pascolo rotante, i tassi di calze ridotti e il pascolo differito durante i periodi critici permettono al paesaggio di recuperare la vegetazione di rangeland. Il taglio di aree degradate e il risentimento con le erbe native possono ripristinare la struttura del suolo e ridurre il deflusso. In molte comunità di secche, sistemi di gestione dei rangeland basati sulla comunità (ad esempio, il sistema Hima in Medio Oriente) hanno bilanciato con successo la produzione di bestiame con il controllo dell'erosione.

Interventi di ingegneria

Controllare le dighe e le spine di Gully

Le dighe piccole e a basso costo costruite attraverso i flussi effimeri riducono la velocità di flusso, intrappolano i sedimenti e sollevano il tavolo dell'acqua locale. Le dighe di controllo possono essere fatte di roccia sciolta, gabions, cemento, o anche di latifoglie. Sono più efficaci quando costruite in una serie lungo un ventre. Ogni diga intrappola sedimenti dietro di esso, creando gradualmente un canale passo e stabilizzato che riduce ulteriormente l'ero.

Basi di sedimentazione e laghetti

Prima che l'acqua sedimentaria-laden entri in un serbatoio o un sistema di canali, può essere percorso attraverso un bacino di sedimentazione dove la velocità di flusso è ridotta, permettendo alle particelle di scendere. La pulizia regolare di questi bacini è essenziale. Nei sistemi più grandi, gli stagni disinnesto possono essere progettati come strutture di di diversione di inondazione che restituiscono l'acqua pulita al canale principale.

Gestione del patrimonio

Diverse tecniche estendono la vita del serbatoio: flushing] (rilasciando l'acqua immagazzinata per scovare i sedimenti), sluicing] (passando i flussi sedimenti-laden attraverso le prese a basso livello durante le inondazioni), e ]

Stabilizzazione del fiume

Le tecniche di bioingegneria, utilizzando la vegetazione dal vivo, combinate con geotessili, riprap o rinvetti concreti, stabilizzano le banche erosive. L'erba vetiver ()Chrysopogon zizanioides) è ampiamente utilizzata nei tropici per il suo profondo sistema radicale e la tolleranza alla siccità e alluvione.

Strategie di gestione dell'acqua

Raccolte e ridistribuzioni dell'acqua

Tecniche come micro-catchments, creste di contorno e dighe di terra catturano il runoff e lo diffondono attraverso i campi. Rallentando e infiltrando l'acqua, questi metodi riducono l'erosione alla fonte e ricaricano simultaneamente le acque sotterranee.

Ricarica di inondazione e gestione controllata

Deliberatamente deviando l'acqua di alluvione sulle aree di ricarica designate o sulle alluvioni permette ai sedimenti di stabilirsi prima che l'acqua si infiltra. Questo approccio imita i processi naturali e può ridurre il carico dei sedimenti ai serbatoi a valle.

Sistemi di passaggio

Un tunnel di bypass sedimentario o un canale devia l'alluvione sedimentaria che scorre intorno ad un serbatoio, permettendo al materiale grossolano di continuare a valle, conservando acqua relativamente chiara. Il bypass alla diga Gebidem in Svizzera ha superato con successo il 90% dei sedimenti in entrata per decenni.

Misure istituzionali e politiche

Le soluzioni tecniche sono insufficienti senza un governo di sostegno. La gestione integrata dei rifiuti idrici richiede un coordinamento tra acqua, agricoltura, foreste e agenzie di uso del territorio.

  • Sicurezza della tenuta:[[] Gli agricoltori sono più propensi a investire nella conservazione del suolo a lungo termine se hanno diritti sicuri per la terra.
  • Programmi di incentivazione:[ I pagamenti per i servizi ecosistemici (PES) possono compensare le comunità di upland per l'adozione di pratiche di controllo dell'erosione che beneficiano degli utenti dell'acqua a valle.
  • Pianificazione a livello di acque:[ Il bilancio e il monitoraggio dei sedimenti a livello di bacino consentono interventi mirati dove sono più efficaci.
  • Integrazione adattativa accurata:[ Poiché il cambiamento climatico dovrebbe intensificare le precipitazioni e aumentare l'erosione in molte zone aride, la gestione dei sedimenti dovrebbe essere incorporata nei piani di adattamento nazionali.

Adeguamenti basati sulla Comunità e indigeno

Le comunità locali nelle regioni aride hanno sviluppato pratiche di controllo dell'erosione sofisticate nel corso dei secoli.[LT], la tecnica [FLT:]zai[[FLT1]]] utilizza fossa di piantagione che concentrano l'acqua e la materia organica, migliorando notevolmente i raccolti riducendo il runoff.

Studi sui casi: Lezioni dal campo

Il Plateau Loess, Cina

Forse il più grande progetto di riabilitazione dello spartiacque del mondo, il programma di gestione del bacino del Plateau Loess in Cina ha ridotto il carico dei sedimenti nel fiume Giallo di oltre il 90% in alcuni sotto-basins attraverso terracing, l'afforestazione e le dighe di controllo. Il progetto ha coinvolto centinaia di migliaia di agricoltori e ha coperto 640.000 chilometri quadrati. Il successo dimostra che l'intervento su larga scala può invertire la sedimentazione severa in un ambiente di terra secca.

Il distretto di Machakos, Kenya

Nel semiarido Machakos, l'enorme erosione del suolo negli anni trenta è stata invertita da una combinazione di terracing, agroforestria e azione comunitaria nel corso di diversi decenni. Negli anni '90, l'area era diventata più produttiva di prima, con una migliore copertura del suolo e un ridotto deflusso dei sedimenti.

Conclusioni

La gestione dei sedimenti non è un costo inevitabile di vivere nelle regioni aride e semiaridi. Mentre le sfide sono formidabili, la vegetazione errata, le tempeste erratiche, i terreni fragili, gli strumenti per gestire i sedimenti sono provati e diversificati. Il successo richiede il passaggio dal dragaggio reattivo alla prevenzione proattiva e basata sui spartiacque.