人工智能和古代智慧联手解决沙漠地区供水问题

来源：cnBeta 　2023-05-13 05:40:25

沙尘暴对农作物、人类和动物健康、建筑和基础设施造成了损害，并迫使人们停工数周。这些风暴有其自然来源，但在过去几十年里，人类引起的因素也增加了这个问题。隆德大学水资源工程和中东高级研究中心的副教授侯赛因-哈希米几年来一直在研究其原因和趋势。

他的研究提供了对这些挑战的进一步理解，但也提供了一些可能的解决方案：

"我们必须从多学科的角度来看待这些问题，在以技术和自然科学为基础的事实中加入社会政治、经济和管理方面。"Hossein Hashemi说："从自然适应生态系统并使用可持续方法的传统做法中可以学到很多东西。"

(资料图)

中东地区沙尘源密度最高的地方是底格里斯河和幼发拉底河之间的伊拉克，以及叙利亚和伊拉克边境。这是Hossein Hashemi目前研究的重点区域，其中也包括邻近的土耳其和伊朗。沙尘暴的自然来源主要是沙漠和旱地。在夏季的炎热月份，强劲的东北风将大量的颗粒带过该地区。

然而，这些风暴正变得越来越频繁，它们跨越更长的时间，并传播到更广泛的地区。气候变化可能是一个驱动因素，但也有人为因素，如更多废弃的农业用地、上游的水管理、向城市地区的迁移以及冲突和战争造成的人口减少。该地区与气候变化和人类活动有关的环境数据很少，不足以对这种关联性作出强有力的结论。

然而，侯赛因-哈希米和他的团队利用遥感和先进的数据建模的输入，监测了一段时间的发展，使他能够分别研究各种变化和时间段，以确定可能的原因和影响。

"由于上游的水坝建设和气候变化等因素，流入中东地区的湖泊和沼泽地的水量减少。在人工智能和卫星数据的支持下，我们可以定义那些我们看到土地更容易成为新的灰尘源的地区，"侯赛因-哈希米解释说。

现在，整个地区都在使用人工智能绘制地图，在空间分析的基础上，他的团队运行的项目的新颖之处在于，随着时间的变化，他们可以动态地显示尘埃源如何随时间变化。

"接下来，我们想把这些灰尘源与社会政治变化联系起来。我们正在研究该地区的土地利用变化和战争之间的关系，特别是在伊拉克。"Hossein Hashemi说："战争是如何影响土地使用的，这些变化是否导致土地转变为灰尘源。"

这个研究小组汇集了自然地理学、社会学和工程学的观点，最近发表了一份关于该地区湖泊的研究报告。不良的水管理和干旱期导致它们萎缩并成为潜在的灰尘源。

现在，该团队将研究对过去20年土地使用的更详细分析，以及与另一张显示战争影响的地图的相关性。

"我们有关于一些地区有多少人丧生的数据，这也是导致更多废弃土地的原因。我们希望看到土地使用与我们的尘源地图和战争地图之间的相关性。"

由于更多的土壤正在变成沙子，水的短缺也在增加，伊拉克的许多村民已经被迫搬到城市。土地和人的压力是会引起动乱的挑战，使已经发生冲突的地区更加混乱。

下一步是研究可能的解决方案。同样，通过使用人工智能来应用不同的管理方案，看看什么可以改善情况或至少可以减轻影响。

该地区的国家之间有关于水合作的协议，但它们并不总是被遵守。古老的坎儿井系统由于其复原力和可持续的集水方式，已经成为有趣的补充。

坎儿井是一种传统的水收集和输送系统，有3000多年的历史，起源于波斯。它由一个地下渠道网络组成，利用重力将地下水从所谓的含水层带到地面。这些渠道可以跨越许多公里，在地表上，水可以被进一步带入一个开放的渠道，并分配给农业使用或饮用水。

"基于自然的解决方案可以增加当地的水供应。使用集水系统，如洪水散布和坎儿井，可以减少对环境水和地表水供应的影响，如湖泊和沼泽地。"Hossein Hashemi说："研究表明，湖泊的干涸区域，如Urmia和Therthar，是中东地区出现沙尘暴的主要来源。"

现代水基础设施和农村人口减少了坎儿井的使用，因此一些坎儿井已经干涸或没有得到良好的维护。然而，在一些地区，社区仍然依赖它们作为供水的主要来源。

坎儿井的水流量由地下水位控制。它不会造成地下含水层的大量减少，因此，它是一种可持续的水收集方式。由于坎儿井在地下，水的蒸发损失很小。该系统也有优势，因为它对从潮湿到干燥的年份的变化不太敏感。

"水的丧失意味着生物多样性的丧失和粮食安全资源的丧失。离底格里斯河和幼发拉底河流域不远的乌尔米耶湖，现在已经成为一个灰尘源。自然资源的枯竭给社会带来了风险。这就是为什么我们需要从多学科的角度来处理这些问题，而且解决方案需要同时考虑到人类的福祉和自然，"侯赛因-哈希米总结道。

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