Onderzoekers van de afdeling Ingenieurswetenschappen van de universiteit en de School of Geography and the Environment geloven dat ze een nieuwe manier hebben ontdekt om de grondwatervoorraden in Afrika nauwkeurig te schatten. gebruikmakend van goedkope mobiele technologieën die op bestaande handpompen worden gemonteerd.

Ongeveer een miljoen handpompen leveren grondwater aan mensen op het Afrikaanse platteland. Grondwater wordt dagelijks door ongeveer 200 miljoen Afrikaanse plattelandsbewoners gebruikt, omdat het een algemeen beschikbaar, betrouwbare en veilige bron van drinkwater. Maar volgens een nieuw onderzoeksartikel van de Universiteit van Oxford, hoewel grondwater cruciaal is voor de groei en ontwikkeling van Afrika, er zijn momenteel te weinig gegevens om deze kritieke bron effectief te beheren. Onderzoekers hebben ontdekt dat het meten van de trillingen terwijl de pomphendel op en neer gaat, nieuwe informatie geeft over de diepte van het grondwater. De onderzoekers zeggen dat de studie het potentieel heeft om in heel Afrika te worden opgeschaald, wat betekent dat elke keer dat een dorpeling water pompte, gegevens kunnen worden geoogst uit de trillingen van het handvat. Gegevens van een netwerk van handpompen in de hele regio kunnen worden verzonden en opgeslagen in de cloud, het creëren van een openbare dataset die voor het eerst grondwaterreserves in heel Afrika monitort. Het onderzoek wordt ondersteund door het Department for International Development, de UK Research Councils en UNICEF.

Het team uit Oxford begon in 2012 met het testen van 'slimme handpompen' in 60 dorpen op het platteland van Kenia. Ze ontdekten dat datazenders die aan het handvat van handpompen waren bevestigd, hen in staat stelden om op uurbasis een schatting te maken van de hoeveelheid water die uit elke pomp werd gehaald. Ze hebben nu een nieuwe manier ontwikkeld om de gegevens te analyseren die worden geproduceerd door de beweging van de handgreeptrillingen. Onderzoekers namen opnames van 20 seconden tot drie minuten pompen op locaties in Kenia en in Oxford. De meetwaarden werden naar een laptop gestuurd vanaf een accelerometer die op de pomphendel was gemonteerd. Ze ontdekten dat wanneer de pomp wordt gebruikt om water uit een diepe aquifer te halen, het produceert andere trillingspatronen dan wanneer het waterniveau ondieper is. De verschillen in de dynamiek van de handpomp werden geanalyseerd met behulp van machine learning-technieken, die subtiele patronen in de trillingsgegevens kan oppikken om schattingen te geven van de diepte van watervoerende lagen op het moment dat water wordt opgepompt.

Hoofdauteur Dr. David Clifton, Universitair hoofddocent Ingenieurswetenschappen aan de Universiteit van Oxford, zei:'Dit project is een goed voorbeeld van het gebruik van de nieuwste ontwikkelingen op het gebied van goedkope mobiele sensoren en machine learning; nauw samenwerken met ontwikkelingsexperts, we kunnen helpen bij het aanpakken van waterveiligheid, dat is een kwestie van enorm belang in de ontwikkelingslanden. Dit laat zien wat we kunnen doen om zowel capaciteit op te bouwen in de Britse wetenschap als landen te helpen de Duurzame Ontwikkelingsdoelen van de Verenigde Naties te halen door toegang tot veilig water te garanderen.'

De hoeveelheid grondwater in Afrika is naar schatting meer dan 100 keer groter dan de jaarlijkse hernieuwbare zoetwaterbronnen in de regio, zegt de krant. Het onderzoek waarschuwt beleidsmakers dat er een 'toenemende urgentie' is voor actie, aangezien de regio wordt geconfronteerd met een toenemende vraag naar water uit de huishoudelijke, industriële en agrarische sectoren. Toch zegt de krant dat de controle over de manier waarop watervoorraden worden behouden en beheerd, zwak of volledig afwezig is. Onvoorspelbare klimaatverandering verergert de situatie, wat dit onderzoek nog belangrijker maakt, omdat het heeft aangetoond dat dit systeem het potentieel heeft om te beheren, grondwatervoorraden regelmatig te controleren en op grote schaal te monitoren, zegt de studie.

co-auteur, Dokter Rob Hoop, Universitair hoofddocent van de School of Geography and the Environment van de universiteit, zei:'Meer dan vier op de vijf mensen zonder toegang tot schoon drinkwater leven op het platteland en zijn afhankelijk van grondwater. Dit voorbeeld van "toevallige infrastructuur" komt ten goede aan plattelandsgemeenschappen door cruciale gegevens te verstrekken die helpen bij het behalen van nationale en wereldwijde doelen voor waterveiligheid. Slimme handpompen hebben al geholpen de uitvaltijd van kapotte handpompen te verminderen van meer dan een maand tot minder dan drie dagen. Deze innovatie biedt nieuwe, waardevolle data waarmee ze kunnen anticiperen en reageren op onvoorspelbare droogtes die momenteel enorme sociale en economische kosten met zich meebrengen voor mensen in Kenia en de buurlanden.'