Sull'altopiano cinese del Loess (CLP), un progetto denominato "Gully Land Consolidation" (GLC) è stato implementato nei bacini idrografici rurali per compensare la perdita di terreno agricolo indotta dal "Programma Grain for Green". Il suo obiettivo principale include rimodellare le valli dei torrenti incidendo i pendii dei piedi, riempimento di canali e fossi, costruzione di canali di scolo, dighe e bacini idrici, e la creazione di terreni agricoli pianeggianti.

Precedenti studi hanno rilevato che, rispetto ad un bacino naturale, il nitrato del suolo è aumentato significativamente nel profilo profondo del terreno agricolo pianeggiante della valle in un bacino rimodellato. Però, se tale rimodellamento della valle, le dighe e il consolidamento dei terreni agricoli influiscono sul nitrato delle acque superficiali e sotterranee e rappresentano una minaccia per la popolazione locale rimane poco chiaro.

Recentemente, Il team del Prof. Jin Zhao dell'Institute of Earth Environment (IEE) dell'Accademia cinese delle scienze ha condotto approfondite indagini ed esperimenti sul campo per migliorare la comprensione della chimica dell'acqua, azoto inorganico e livelli di isotopi ambientali in uno spartiacque arginato e in uno spartiacque naturale, rivelando come la formazione di valli e gli sbarramenti influenzino il livello di nitrati dell'acqua e la fonte su scala di spartiacque.

Hanno scoperto che le concentrazioni di nitrati sia nei bacini idrografici naturali che in quelli arginali erano inferiori a 10 mg·L ^-1 , tra cui il contenuto stagionale di nitrati in superficie (0,42-0,52 mg·L ^-1 ) e acque sotterranee (1,86-3,65 mg·L ^-1 ) del bacino arginato erano significativamente inferiori a quelli del bacino naturale (acque superficiali:0,92-2,07 mg·L ^-1 ; acque sotterranee:2,73-8,21 mg·L ^-1 ).

L'analisi gerarchica dei cluster (HCA) ha mostrato che c'erano forti interazioni tra il deflusso superficiale e l'acqua del serbatoio nello spartiacque arginato, mentre nello spartiacque naturale, flusso aveva uno stretto rapporto con le acque sotterranee.

Hanno anche scoperto che il fertilizzante nitrato, ammoniaca del suolo, e letame e rifiuti settici erano le principali fonti di nitrati nelle acque superficiali di due bacini idrografici, mentre il nitrato nelle acque sotterranee ha avuto origine principalmente dalla nitrificazione dell'ammoniaca del suolo e del letame e dei rifiuti settici.

Rispetto allo spartiacque naturale, lo spartiacque arginato aveva aumentato gli apporti di fertilizzanti agricoli nelle acque superficiali. Però, non vi era alcuna differenza significativa nelle fonti di nitrati delle acque sotterranee tra i due bacini idrografici.

Considerarono quella valle rimodellare, le dighe e il consolidamento dei terreni agricoli hanno influito in modo significativo sull'apporto di ciascuna fonte di nitrati e sulla qualità dell'acqua delle acque superficiali, ma hanno avuto poca influenza sulle acque sotterranee.

Inoltre, lo studio ha rivelato che il rimodellamento della valle, le dighe e il consolidamento dei terreni agricoli potrebbero alleviare l'inquinamento da nitrati e che le dighe e i bacini artificiali costruiti lungo la valle rimodellata svolgerebbero un ruolo chiave nel controllo delle concentrazioni di nitrati nell'acqua, che ha avuto implicazioni globali per la gestione dei bacini idrografici e il consolidamento dei terreni agricoli.

Però, sebbene l'attuale falda acquifera non sia stata influenzata notevolmente dai progetti GLC nello spartiacque arginato, il lasso di tempo tra il consolidamento dei terreni agricoli e la risposta alla qualità delle acque sotterranee dovrebbe essere considerato in futuro.

"Un livello ragionevole di applicazione di N dovrebbe essere implementato nello spartiacque arginato per mantenere l'alta qualità delle acque superficiali e sotterranee, " ha detto il prof. Jin.

Questo studio aiuta a sviluppare strategie per la gestione completa dei bacini idrografici e delle fonti di acqua potabile nelle regioni rurali di tutto il mondo.