'Умные ручные насосы' предсказывают глубину грунтовых вод в Африке

Исследователи из Департамента инженерных наук и Школы географии и окружающей среды Оксфордского университета обнаружили новый способ точной оценки ресурсов подземных вод в Африке с помощью недорогих мобильных технологий, установленных на существующие ручные насосы.

Около миллиона ручных насосов снабжают грунтовыми водами жителей сельских районов Африки. Ежедневно ими пользуются около 200 миллионов человек, поскольку это широко доступный, надежный и безопасный источник питьевой воды. Однако, согласно новому исследованию, критически важному для развития Африки ресурсу не хватает данных для эффективного управления. Ученые выяснили, что измерение вибраций при движении рукоятки насоса дает новую информацию о глубине залегания воды. Эта система имеет потенциал для масштабирования по всему континенту, позволяя собирать данные при каждом использовании насоса. Информация от сети насосов может передаваться и храниться в облаке, создавая первый в истории публичный набор данных для мониторинга запасов подземных вод в Африке. Исследование поддержано Департаментом международного развития Великобритании, Исследовательскими советами Великобритании и ЮНИСЕФ.

Команда начала испытания «умных насосов» в 60 деревнях Кении в 2012 году. Анализируя данные акселерометра, закрепленного на рукоятке, они научились оценивать объем извлекаемой воды. Теперь же, записывая вибрации от 20 секунд до 3 минут, они с помощью методов машинного обучения выявили, что насос, качающий воду из глубокого водоносного горизонта, создает иные вибрационные паттерны, чем при работе на мелкой глубине.

Ведущий автор доктор Дэвид Клифтон отметил, что проект является примером использования новейших разработок в области недорогих мобильных датчиков и машинного обучения для решения проблемы водной безопасности. Соавтор доктор Роб Хоуп подчеркнул, что «умные насосы» уже помогли сократить время простоя сломанных насосов с более месяца до менее трех дней, а новая технология предоставит ценные данные для прогнозирования засух.

Исследование предупреждает политиков о «растущей срочности» действий, поскольку спрос на воду растет, а контроль за ресурсами слаб или отсутствует. Непредсказуемое изменение климата усугубляет ситуацию, делая эту систему мониторинга и регулирования ресурсов подземных вод в крупном масштабе еще более важной.