Det er ikke for sent at spare vandressourcer i hurtigt urbaniserende områder

Efterhånden som klimaændringer og befolkningspres begge intensiveres i forstæder nordvest for Boston i de kommende årtier, en ny undersøgelse af forsker ved vandskel Timothy Randhir fra University of Massachusetts Amherst tyder på, at trusler mod områdets vandskel som vandmangel og dårlig kvalitet kan imødekommes, hvis ledere begynder at handle nu.

Randhir og hans kandidatstuderende Ammara Talib tog hensyn til flere økohydrologiske variabler i deres undersøgelse af det nordstrømmende Sudbury, Assabet og Concord Rivers, modellering af vandskelets sårbarhed i forskellige forudsagte arealanvendelser og klimaforandringsscenarier. Det såkaldte "SuAsCo" flodsystem ligger cirka 30 miles nordvest for Boston i det østlige Worcester og det vestlige Middlesex amter. Detaljer om undersøgelsen fremgår af det aktuelle nummer af Journal of Water and Climate .

Som Randhir forklarer, "Dette er en af ​​mange forstæder, der står over for et voldsomt jordudviklingstryk i de næste årtier, så det er et godt sted at studere virkningerne af strøm, ændring og fremtidig arealanvendelse plus klimaændringer. Mange undersøgelser inden for hydrologi klimavidenskab fokuserer på klima, men meget få kombinerer de to, arealanvendelse og dens synergi med klimaændringer. Vi modellerede, hvordan dette vandskel kommer til at se ud i de næste 90 år, op til 2100, under hensyntagen til begge dele. "

Han siger, "Indvirkningen af ​​stormvand vil blive intensiveret på grund af den kombinerede indflydelse. Men det er ikke for sent her. Det kan være for sent for fuldt udviklede regioner, men for områder som SuASCo har de stadig en chance for at bevare deres eksisterende åbne rum, bruge praksis som at installere færre uigennemtrængelige parkeringspladser, for eksempel, der forstyrrer genopladning af grundvand. "

Forskerne fandt ud af, at overfladeafstrømning kan stige betydeligt, fra 28 procent af baseline i 2035 til 78 procent i 2100 på grund af reduktion i skovområde og øget fordampning. Overstrømning af overfladevand, eller stormvand strømmer, kan reduceres ved at genoprette vådområder, tilføjelse af bioretention swales til parkeringspladser, installation af regnhaver, brug af bevaringsbedrifter, terrasser, reduceret grundvandspumpning og vanding.

Forfatterne siger, at vedtagelse af et sådant "grønt infrastrukturdesign" og incitamenter til bevarelse af vand, der tager fat på klimaændringer og miljøvenlige forhold, kan være vellykkede redskaber til byen, brand- og folkesundhedsembedsmænd og andre, der udarbejder masterplaner for at bevare en tilstrækkelig forsyning af vand af god kvalitet til samfundstjenester.

For dette toårige studie, Randhir og Talib brugte simuleringer og multivariat statistisk modellering til at undersøge virkningerne af faktorer som årlig fordampning, nedbør, temperatur og jordfugtighed ved afstrømning i vandskel og samspillet mellem jordfugtighed og andre klimatiske variabler på afstrømningsmønstre. Talib indsamlede geografiske oplysninger om landdækning, jord, stream hydrologi og klimadata fra lokale stationer i løbet af de sidste 50 år plus forudsigelser fra det mellemstatslige panel om klimaændringer. Hun lagde disse i en kalibreret og valideret simuleringsmodel for vandskel, der oprindeligt blev udviklet af U.S. Geological Survey.

En primær model forudsigelse, Randhir siger, er, at SuAsCo -regionen vil blive mere og mere urbaniseret med større indvirkning på vandressourcer, og klimaforandringerne vil gøre det værre. "Et overraskende resultat var de ekstremer, vi så i modellerne, "bemærker han." Vintersneen smelter kommer tidligere, i februar i stedet for fortidens langsomme smeltning mellem marts og april. Tidlig snesmeltning er ikke god. Snesækken skal være der. Vi så dette i 2015, snesækken smeltede meget hurtigt og forårsagede oversvømmelser. "

En anden af ​​disse ekstremer ses i perioder med lavt flow, tilføjer han. "På den øvre strømningsside sidst på vinteren og foråret får du oversvømmelser, og i sommermånederne med lavt flow ser du ikke meget vand i floden. Sommeren bringer større efterspørgsel og lavere ressourcer. Vi ser det allerede nu, men i midten til slutningen af ​​dette århundrede, disse ekstremer forventes at intensivere. Lige nu kan lave vandløb faktisk betyde et tørt flodleje. Vores model forudsiger, at dette kan blive meget værre i fremtiden. "

Det er ikke kun SuAsCo -vandskellet, der står over for disse problemer; Connecticut -floden og Blackstone -flodens vandområder står over for meget lignende forudsigelser, Randhir noterer. "Vi håber, at beslutningstagere bevaringskommissioner, arealanvendelsesplanlæggere, lokale og regionale embedsmænd, der regulerer arealanvendelsespraksis, ændrer deres politikker for arealanvendelse for at hjælpe deres lokalsamfund med at blive mere modstandsdygtige. "

Fordi nogle af de anbefalede bevaringspraksis har flere co-fordele, forbedrer straks vandkvaliteten og bevarelsen, han siger, "Du kan høste fordele tidligt. Hvis en by reviderer sin praksis, opdaterer sin masterplan, det vil høste fordele ved bedre genopladning, reduceret forureningsniveau og forbedret modstandsdygtighed. De fleste byer har nået deres maksimum i vandforsyning lige nu, så de må snart gå til bevarelse, "tilføjer han." De kan ikke blive ved med at udvide deres brug, fordi udbuddet allerede er på maks. "

Forfatterne konkluderer, "En omfattende strategi for udviklingen med lav effekt, smart vækst og åbent rum er afgørende for at håndtere fremtidige ændringer af vandområder. Dette kræver en deltagende tilgang, da virkningerne af ændringer i arealanvendelse har brug for informationsdeling og samarbejdsmetoder til implementering af disse strategier til opretholdelse af økosystemer i vandløb. "