Regenerative Interventions in the Water Cycle: Strategies to Build Resilience in Landscapes and Ecosystems
Nuno Mamede Santos, 11/2024
[Versão Portuguesa abaixo]
The water cycle is one of the most fundamental and dynamic forces that sustain life on Earth. From the moment water evaporates from oceans, rivers, lakes, and even the soil, it embarks on an essential journey through condensation, precipitation, and infiltration. Throughout this process, water feeds ecosystems, hydrates soils, recharges aquifers, and, ultimately, restarts the cycle with a new phase of evaporation. However, the balance of this cycle has been severely disrupted due to human activity. Urbanization, deforestation, and soil overuse have accelerated water runoff and decreased its infiltration, leading to soil dehydration, erosion, droughts, and even devastating floods.
As regenerative designers, our work is to reverse this imbalance and restore the landscape’s natural resilience. We know we can intervene in various phases of the water cycle, but where we make the most significant difference is in the phase where water touches the landscape — the moment it runs off, infiltrates, or evaporates again. This “earthly” phase is our opportunity to act in a practical and transformative way, strengthening the soil’s ability to retain and distribute water, ultimately benefiting the ecosystems and communities that depend on it.
The first step in this work is to understand the role of dense vegetation and green corridors in retaining fog and increasing local precipitation. In regions where rainfall is limited, such as mountainous or dry areas, vegetation acts as a natural “fog catcher.” Trees and dense shrubs capture fog, allowing tiny water particles to condense on leaves and fall to the ground as small droplets. This “invisible rain” is a fundamental resource for increasing soil moisture and helping recharge aquifers, especially in regions where rains are sporadic.
However, simply adding vegetation is not enough if the water runs off quickly without infiltrating. This is where terrain modulation techniques come into play, one of the most powerful interventions in the water cycle. By creating structures like swales, terraces, and berms, we slow down the flow of water, allowing it to remain on the surface longer and infiltrate more deeply. These interventions transform the landscape into natural retention areas, where the soil absorbs water effectively, nourishing plant roots and promoting biodiversity. An inspiring example comes from the swales in Tucson, Arizona’s desert, where terrain modulations were successfully implemented to retain sediment and create conditions for the establishment of seeds, roots, and fungi. The landscape transformed, forming green corridors that thrive even in arid regions.
This process of water retention and infiltration is fundamental for recharging underground aquifers and maintaining fertile soil. By restoring degraded areas with native vegetation and reforesting strategic zones, we strengthen the soil’s capacity to absorb water, reduce erosion risks, and improve its ability to support biodiversity. These forests in areas with terrain modulation not only capture fog but also stabilize the soil, preventing landslides and increasing resilience against fires.
Creating a master plan for a watershed further amplifies the impact of these interventions. By planning each phase of the water cycle with an integrated focus, we can identify priority zones for intervention and maximize the benefits of each action. A well-structured background plan allows us to implement green corridors along the watershed, linking strategic areas and creating water retention networks that span from the driest points to the most fertile regions. In this way, we ensure that the watershed as a whole benefits from a balanced water cycle, with areas that slow down runoff, promote infiltration, and allow for sustainable aquifer recharge.
An integrated approach to managing the water cycle also offers concrete solutions to issues like droughts and floods. Properly located infiltration zones reduce the intensity of surface runoff, lowering the risk of flooding during rainy seasons. In drier periods, the water retained and infiltrated into the soils allows vegetation to stay hydrated, reducing fire risk and stabilizing the local microclimate.
By controlling the movement of water in the landscape, we are not just managing water resources but restoring the foundation that sustains life. Strategically and integratively managing the water cycle is a commitment to ecosystem regeneration and a crucial step in creating more resilient landscapes where water, soil, and vegetation collaborate to support biodiversity and mitigate the effects of “climate change”.
|
Intervenções Regenerativas no Ciclo da Água: Estrategias para Fortalecer a Resiliência na Paisagem e nos Ecossistemas
Nuno Mamede Santos, 11/2024
[Versão em Português]
O ciclo da água é uma das forças mais fundamentais e dinâmicas que sustentam a vida no planeta. Desde o momento em que evapora dos oceanos, rios, lagos e até do solo, a água entra numa viagem essencial que passa pela condensação, precipitação e infiltração. Ao longo deste processo, a água alimenta os ecossistemas, hidrata os solos, recarrega aquíferos e, finalmente, reinicia o ciclo com uma nova fase de evaporação. Contudo, o equilíbrio deste ciclo tem sido gravemente alterado devido às pressões da atividade humana. A urbanização, o desflorestamento e a sobre-exploração do solo têm acelerado o escoamento da água e diminuído a sua infiltração, resultando em desidratação do solo, erosão, secas e até inundações devastadoras.
Como designers regenerativos, o nosso trabalho é reverter esse desequilíbrio e restaurar a resiliência natural da paisagem. Sabemos que podemos intervir em várias fases do ciclo da água, mas onde realmente fazemos a diferença é na fase em que a água toca a paisagem — o momento em que ela escoa, infiltra-se ou evapora de novo. Esta fase “terrena” é a nossa oportunidade de atuar de forma prática e transformadora, reforçando a capacidade do solo de reter e distribuir água e, consequentemente, fortalecendo os ecossistemas e as comunidades que dele dependem.
A primeira etapa desse trabalho é compreender o papel da vegetação densa e dos corredores verdes na retenção do nevoeiro e no aumento da precipitação local. Em regiões onde a precipitação é limitada, como áreas montanhosas ou secas, a vegetação funciona como uma espécie de “fog catcher” natural. Árvores e arbustos densos capturam o nevoeiro, permitindo que as minúsculas partículas de água se condensem nas folhas e caiam ao solo como pequenas gotas de água. Esta “chuva invisível” é um recurso fundamental para aumentar a umidade da terra e auxiliar na recarga dos aquíferos, especialmente em regiões onde as chuvas são esporádicas.
No entanto, a simples presença de vegetação não é suficiente se a água escoar rapidamente pelo solo sem infiltrar. É aqui que entram as técnicas de modulação de terreno, uma das intervenções mais poderosas no ciclo da água. Ao criarmos estruturas como swales, terraços e bermas, abrandamos a velocidade da água, permitindo que ela permaneça mais tempo na superfície e se infiltre mais profundamente. Essas intervenções transformam a paisagem em áreas de retenção natural, onde o solo absorve a água de forma eficaz, nutrindo as raízes das plantas e promovendo a biodiversidade. Um exemplo inspirador vem dos swales em Tucson, no deserto do Arizona, onde modulações de terreno foram implementadas com sucesso para reter sedimentos e criar condições para o estabelecimento de sementes, raízes e fungos. A paisagem transformou-se, formando corredores verdes que prosperam mesmo em regiões áridas.
Esse processo de retenção e infiltração da água é fundamental para recarregar os aquíferos subterrâneos e manter o solo fértil. Ao restaurar áreas degradadas com vegetação nativa e reflorestar zonas estratégicas, reforçamos a capacidade do solo de absorver água, reduzindo o risco de erosão e aumentando a sua capacidade de suportar a biodiversidade. Estas florestas em zonas de modulação de terreno não só captam o nevoeiro, como também estabilizam o solo, prevenindo deslizamentos e aumentando a resiliência contra incêndios.
A criação de um masterplan para uma bacia hidrográfica amplia ainda mais o impacto destas intervenções. Ao planejar cada etapa do ciclo da água com um enfoque integrado, conseguimos identificar zonas prioritárias para intervenções e maximizar os benefícios de cada ação. Um plano de fundo bem estruturado permite-nos implementar corredores verdes ao longo da bacia, ligando áreas estratégicas e criando redes de retenção hídrica que atravessam desde os pontos mais secos até os mais férteis da região. Dessa forma, garantimos que a bacia hidrográfica como um todo beneficia de um ciclo de água equilibrado, com zonas que abrandam o escoamento, favorecem a infiltração e permitem uma recarga sustentável dos aquíferos.
A abordagem integrada para a gestão do ciclo da água também oferece soluções concretas para problemas como secas e inundações. Zonas de infiltração adequadamente localizadas reduzem a intensidade do escoamento superficial, diminuindo o risco de inundações durante as épocas de chuva. Nos períodos mais secos, a água retida e infiltrada nos solos permite que a vegetação se mantenha hidratada, reduzindo o risco de incêndios e mantendo a estabilidade do microclima local.
Ao controlar o movimento da água na paisagem, não estamos apenas a gerir recursos hídricos, mas a restaurar a base que sustenta a vida. Controlar o ciclo da água de forma estratégica e integrada é um compromisso com a regeneração dos ecossistemas e um passo essencial para criar paisagens mais resilientes, onde a água, o solo e a vegetação colaboram para sustentar a biodiversidade e mitigar os efeitos das “mudanças climáticas”.
