Freak mudderstrømme truer vores vandforsyninger, og klimaforandringer øger risikoen

Gylle af mudder truer i stigende grad det vand, vi drikker. Dette sus af sediment, kendt som "affaldsstrøm, "er en form for erosion, hvor mudder og kampesten i stejle opland pludselig tumler ned ad vandløbskanalen, ofte kører med hastigheder på flere meter i sekundet.

Og de skader ikke kun vandforsyningen - de kan skære veje, skade infrastruktur, og endda dræbe mennesker. Sidste år, Californien oplevede mudderskred, der ødelagde mere end 100 hjem og dræbte 21 mennesker.

I vores forskning, offentliggjort i tidsskriftet Geologi , vi fandt ud af, at affaldsstrømmen sandsynligvis vil blive hyppigere og mere udbredt, efterhånden som bushfire -aktivitet og nedbørintensitet forventes at stige. Klimaændringer vil sandsynligvis fremkalde de ekstreme vejrforhold, der forårsager disse skovbrande og intense nedbørshændelser.

På tur, disse affaldsstrømme kan forurene vandforsyningen, med potentiale til at påvirke store opdæmninger.

I 2003, affaldsstrømme hældte mudder ind i Canberras Cotter Dam - en hændelse forårsaget af skovbrande i oplandet i reservoiret. Brandene fik affald til at strømme mere sandsynligt, fordi de reducerede vegetationsdækning og jordinfiltration (en proces, hvor vand kan absorberes af jord).

Den resulterende uklarhed (uklarhed), jern og mangan i reservoiret lukkede Canberras hovedvandforsyning i seks måneder. Et nyt rensningsanlæg på 38 millioner dollars skulle bygges, hvis dette sker igen.

Affaldsstrømme som denne var engang sjældne, men i løbet af det sidste årti er de blevet mere almindelige i det sydøstlige Australien. Faktisk, vi kortlagde næsten 500 affaldsstrømme, der opstod i Victoria mellem 2009 og 2012.

Bekymring for denne trussel har ført til Melbourne Water, East Gippsland Water og Department of Environment Land Water and Planning i Victoria vil samarbejde med os om et projekt, der har til formål at udvikle værktøjer til at forudsige og afbøde virkninger af affaldsstrømme på vandkvaliteten.

Vi kan forvente, at affaldsstrømme stiger

Affaldshastighed er en risiko for vandforurening. Truslen er maksimalt, når der er hyppige skift mellem våde og tørre ekstremer.

Og klimaforandringer, hvilket sandsynligvis vil forårsage mere intens nedbør, mere våde og tørre ekstremer, stærkere El Niños og flere skovbrande, vil få begge typer affald til at strømme mere almindeligt.

Under våde forhold, ofte forbundet med La Niña, sådanne strømninger er forårsaget af jordskred, som opstår når jord er mættet og mister deres sammenhængskraft. Jordskred bliver til affaldsstrømme, når de bevæger sig gennem strømkanaler.

Der var flere hundrede store affaldsstrømme i Wilsons forløb og Grampians nationalparker, for eksempel, i den ekstremt våde sommer 2011.

Affaldsstrømmene i Grampianerne forårsagede problemer med vandforsyning som dem i Canberra. Lake Bellfield, for eksempel, som leverer vand til 48 byer i Wimmera -regionen, ikke kunne bruges til drikkevand i mere end tre år.

Under tørre forhold, ofte forbundet med El Niño, affaldsstrømme er forårsaget af overfladeafstrømning efter brand og en proces kaldet "sedimentfyldning". Det er når aske, grus og snavs eroderes fra bakker og vandløbskanaler ved overfladeafstrømning under pludselige tordenvejr med korte og intense nedbørsmængder. Disse affaldsstrømme opstår typisk, når jorden er tør.

Vi identificerede mere end 300 affaldsstrømme af denne art i områder, der blev brændt af skovbrande i Black Saturday i 2009.

Efter brandene i februar 2019, der er større sandsynlighed for affaldsstrøm, som igen kunne forurene vand, der kommer fra Melbournes Thomson -opland. Hvad mere er, Upper Yarra -oplandet, hvilket er afgørende for Melbournes vandforsyning, var tæt på at blive brændt af skovbrande i både 2009 og 2019.

I vores undersøgelse, vi modellerede post-brand affaldsstrømme med bevægelse af lerpartikler i et reservoir. Modellen foreslår vandforurening i Upper Yarra -oplandet kan forstyrre Melbournes vandforsyning i op til 12 måneder.

Baseret på vores model, omkostningerne ved at skaffe alternative vandforsyninger under sådanne afbrydelser er i størrelsesordenen 100 millioner dollars.

Hvordan kan vi håndtere dette problem?

Udover at sikre, at vi har alternative vandforsyninger, der er nogle ting, vi kan gøre for at reducere chancen for affaldsstrømme.

Risikoen for affaldsstrømme efter brand ville blive stærkt reduceret, hvis buskbrande af høj grad kunne undgås i stejle og eroderbare områder. Strategiske brandbrud, målrettet brandbekæmpelse og brændstofreduktion er, til en vis grad, foranstaltninger, der kan få dette til at ske. Vi har udviklet modeller til at identificere højrisikoområder, der skal målrettes mod.

Ingeniørstrukturer til at kontrollere affaldsstrømme er en anden mulighed. Japanske og europæiske ingeniører har udviklet strukturer såsom "affaldsstrømbarrierer", der kan fange sediment, men også afleder strømmen af ​​energi.

Det er ikke klart, om disse strukturer kan fange det fine sediment, der ville forurene vores reservoirer, men metoder testes i Thomson -vandoplandet.

Afbødning af risikoen gennem brandhåndtering og affaldsstrømningskontrol vil kræve en koordineret tilgang, især i omgivelser med komplekse landarrangementer, såsom Melbournes vandforsyningsoplande.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.