Past innovations for future resilience: Hydrogeological appraisal of La Valduerna’s Ag-MAR system
Diese Studie validiert das jahrhundertealte landwirtschaftliche Managed Aquifer Recharge (Ag-MAR)-System der La Valduerna-Region und zeigt durch hydrogeologische Modellierung auf, dass die traditionellen Infiltrationskanäle (Zayas) eine entscheidende, kosteneffiziente naturbasierte Lösung darstellen, um natürliche Grundwasserneubildungsdefizite zu überwinden und eine nachhaltige Grundwasserverfügbarkeit für die Bewässerung zu gewährleisten.
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In vielen Teilen der Welt stehen Landwirte vor einem schwierigen Rhythmus: Im Winter fällt der Regen heftig, aber die Nutzpflanzen benötigen Wasser in der glühenden Hitze des Sommers. Die Natur kämpft oft damit, diese Lücke zu schließen, wodurch Flüsse trockenfallen und der Boden austrocknet, wenn es darauf ankommt. Um dies zu lösen, haben die Menschen schon lange den Boden unter ihren Füßen betrachtet. Aquifere sind riesige, unterirdische Schichten aus Sand und Gestein, die Wasser halten und wie natürliche Schwämme wirken. Während wir diese oft als statische Reservoire betrachten, können sie wieder aufgefüllt werden. Dieser Prozess, bekannt als gesteuerte Grundwasseranreicherung (Managed Aquifer Recharge), beinhaltet das gezielte Leiten von Oberflächenwasser in den Boden, um es für die spätere Nutzung zu speichern. Wenn Landwirte dies mit ihren bestehenden Feldern und Bewässerungskanälen tun, nennt man dies landwirtschaftliche gesteuerte Grundwasseranreicherung. Es ist eine Art, die Landschaft selbst in einen Speichertank zu verwandeln, indem man den überschüssigen Winterfluss einfängt, um die trockenen Monate zu überstehen. Da der Klimawandel die Wetterlagen unberechenbarer macht, ist die Suche nach einfachen, kostengünstigen Wegen, diese unterirdischen Reserven voll zu halten, zu einer entscheidenden Frage für die Wassersicherheit geworden.
In der Region La Valduerna im Nordwesten Spaniens ist dieses Konzept kein neues Experiment, sondern eine jahrhundertealte Tradition. Seit Generationen nutzen lokale Landwirte ein System aus unbefestigten Bewässerungskanälen, die lokal zayas genannt werden, um Wasser während der feuchten Jahreszeit aus dem Fluss Duerna auf ihre Felder umzuleiten. Während das Wasser durch diese offenen Kanäle fließt und den Boden überflutet, versickert es nach unten und reichert den darunter liegenden flachen Aquifer an. Später, wenn der Fluss im Spätsommer wenig Wasser führt, pumpen die Landwirte dieses gespeicherte Grundwasser ab, um ihre Pflanzen zu bewässern. Ein Konflikt entstand jedoch im Jahr 2017, als die Wasserbehörden die Nutzung dieser Kanäle auf die offizielle Bewässerungssaison ab April einschränkten, was effektiv die im Winter durchführbaren Umleitungen verbot, die historisch gesehen das unterirdische Reservoir gefüllt hatten. Die Landwirte argumentierten, dass diese Politik ihre Wassersicherheit untergrabe, doch ohne harte Daten blieb die Debatte zwischen Tradition und Regulierung feststecken.
Ein Team von Forschern des Spanischen Instituts für Geologie und Bergbau machte sich daran, diese Frage mit einem umfassenden Blick auf das Land selbst zu klären. Sie kombinierten alte Karten, moderne Satellitenbilder und Feldmessungen, um ein detailliertes Bild der unterirdischen Welt zu erstellen. Sie gruben in historischen Aufzeichnungen und fanden heraus, dass diese Kanäle mindestens seit 1433 in Gebrauch sind, wobei einige Hinweise darauf hindeuten, dass das System sogar noch älter ist und seine Wurzeln in der islamischen Periode der Iberischen Halbinsel hat. Um zu verstehen, wie sich das Wasser bewegt, konstruierte das Team ein dreidimensionales Modell des Aquifers und setzte Daten aus fast 180 Brunnen sowie elektrische Vermessungen zusammen, um die Form und Tiefe der wasserführenden Sand- und Kiesschichten zu bestimmen. Sie erstellten zudem eine Computersimulation der Flüsse und des Niederschlags, um vorherzusagen, wie viel Wasser verfügbar wäre und wann es sicher umgeleitet werden könnte, ohne das Ökosystem des Flusses zu schädigen.
Die Ergebnisse zeichneten ein klares Bild eines Systems, das funktioniert, aber derzeit behindert wird. Die Studie ergab, dass der Aquifer relativ klein ist und zwischen 9 und 12 Millionen Kubikmeter Wasser hält. Natürlicher Regen allein reicht nicht aus, um ihn voll zu halten; er fügt nur zwischen 1 und 3 Millionen Kubikmeter pro Jahr hinzu, während die Landwirte zwischen 6 und 8 Millionen Kubikmeter zur Bewässerung ihrer Kulturen benötigen. Diese Lücke bedeutet, dass das Grundwasser ohne die Hilfe der zayas austrocknen würde. Die Forscher maßen das System im Einsatz während des Frühjahrs 2024. Durch die Umleitung von Wasser durch die drei Hauptkanäle über einen Zeitraum von 43 Tagen beobachteten sie, dass der Grundwasserspiegel in der gesamten Fläche um fast einen halben Meter anstieg. Dieses einzige Ereignis fügte dem unterirdischen Speicher etwa 1,5 Millionen Kubikmeter Wasser hinzu, was bewies, dass die Kanäle äußerst effektiv darin sind, Wasser vom Fluss in den Boden zu leiten.
Die Computersimulationen boten einen Weg für die Zukunft. Die Modelle zeigten, dass die Landwirte wesentlich mehr des Winterüberschusses erfassen könnten, wenn sie die Kanäle früher, nämlich bereits im Januar statt im April, nutzen dürften. Alternativ könnte das Hinzufügen neuer Kanäle zum System die Menge des jährlich angereicherten Wassers verdoppeln. Entscheidend war, dass diese Simulationen anzeigten, dass solche Änderungen den ökologischen Abfluss des Flusses – die Mindestwassermenge, die benötigt wird, um den Fluss für Fische und andere Wildtiere gesund zu halten – nicht beeinträchtigen würden. Die Studie bestätigt, dass das zayas-System eine robuste, naturbasierte Lösung ist, die die Gemeinschaft seit Jahrhunderten erhält. Es ist eine einfache, durch Schwerkraft betriebene Methode, die lokale Materialien und bestehende Infrastruktur nutzt, um ein komplexes modernes Problem zu lösen. Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass die Anerkennung und Unterstützung dieser überlieferten Praktiken anstatt ihrer Einschränkung essenziell ist, um die Wasserresilienz in einem sich verändernden Klima zu gewährleisten. Die Daten legen nahe, dass Gemeinschaften, indem sie mit dem natürlichen Rhythmus der Jahreszeiten und des Landes arbeiten, ihre wasserseitige Zukunft sichern können, ohne teure neue Technologien zu benötigen.
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