Håndtere regnvands- og vandløbsrestaureringsprojekter sammen

Både regnvandskontrol og vandløbsrestaurering er gennemprøvede måder at reducere erosion langs vandkanaler på. Tit, selvom, hver metode styres af en anden afdeling for byarealforvaltning, måling af forskellige succesværdier. Indsatsen koordineres sjældent på grund af finansiering og andre begrænsninger.

Rod Lammers og hans kolleger ved University of Georgia kiggede på nogle computeriserede modeller for at se, om koordinering af disse landforvaltningspraksis med fælles mål kunne have en større positiv indvirkning på erosion. Den gode nyhed? Det gør det.

Først, lad os tage et kig på, hvorfor regnvandshåndteringssystemer er nødvendige. I naturen, nedbør falder på skovene, prærier og andre jordbaserede områder. Vandet er gennemblødt i jorden, ned i vandspejlet, og ud i vandområder. Til sidst, gennem fordampning, at vandet kommer tilbage i atmosfæren - indtil næste nedbørshændelse.

I byer, selvom, fortov, hustage, og andre strukturer bryder vandets kredsløb. Byens ledere og ingeniører udvikler regnvandshåndteringssystemer til at opsamle og flytte vand i lange tunneler, under bygninger, og ud til vandløb. Jo mere uigennemtrængelige strukturer og jo større areal, jo mere komplekst skal systemet være.

Uanset systemet, vandet skal et sted hen. Trods alt, vi vil ikke have den i vores kælder eller parkeringskælder.

Fordi dette regnvand ikke har været i stand til at udnytte jordens naturlige evne til at rense vand, vandet kan fyldes med sediment, og uønskede næringsstoffer. Disse kan tage en vejafgift på åens levesteder og skade følsomme økosystemer nedstrøms. Ud over, de større afstrømningsmængder og højere og hyppigere spidsstrømme kan føre til vandløbsbankerosion. UGA-undersøgelsen så kun på sedimenter og næringsstoffer, der kommer fra jorden, der er eroderet i kanalerne.

Lammers og hans team så på nyere regnvandshåndteringsmetoder, kaldet grøn infrastruktur. Disse typer af strukturer forsøger at tillade mere vand at suge ind i jorden som et naturligt system. "Vi forsøger i bund og grund at 'genoprette' byen til et mere naturligt vandkredsløb, siger Lammers.

Hver kombination af regnvandskontrol og restaureringsprojekter resulterer i sine egne forbedringer. Imidlertid, "Stykvis tilgange til regnvandshåndtering og vandløbsrestaurering savner synergistiske fordele, " siger Lammers. "De gør restaureringsprojekter mere tilbøjelige til at mislykkes, spild af værdifulde ressourcer til reduktion af forurenende stoffer."

Regnvandsstyringsprogrammer fokuserer ofte på spidsstrømshastigheder for store, mindre hyppige storme. De forsøger også at fjerne suspenderede stoffer, samt nitrogen og fosfor.

Lammers' team udviklede computeriserede modeller til at forudsige virkningerne af tre forskellige vandløbsrestaureringsscenarier og tre forskellige regnvandsbehandlingsscenarier. Dermed, der var scenarier med en kombination af restaurerings- og behandlingsteknikker. Sådan et "eksperiment" på området ville tage lang tid og medføre mange udgifter.

"Computermodellering er et stærkt værktøj. Vi kan teste den relative succes af forskellige ledelsestilgange, over år eller endda årtier, " siger Lammers. "Disse resultater kan derefter bruges af bureauer til at hjælpe med deres planlægning. Selvfølgelig, modellering har sine begrænsninger. Overvågning af den faktiske ydeevne af regnvandspraksis og vandløbsrestaurering er afgørende. De skal også tilpasse ledelsestilgange baseret på observerede succeser og fiaskoer."

"Vores resultater tyder på, at implementering af regnvandskontrol i vandskelskala, der reducerer afstrømningsvolumen, er afgørende, " siger Lammers. "Kontrollerne skal adressere et spektrum af stormstørrelser. Dette er en mere effektiv tilgang til at reducere kanalerosion end strømrestaurering. Aggressiv, tidlig implementering kan have resulteret i endnu mindre forurening ved at undgå erosion tidligt. Ligesom at investere tidligt i livet fører til større økonomisk afkast, tidlig implementering af regnvandskontrol og restaurering kan resultere i større vandkvalitet og kanalstabilitetsfordele."

"Strømmegenopretning kan supplere effektiv regnvandsbehandling for at reducere erosion og belastning af forurenende stoffer, " siger Lammers. "Men disse tilgange bør koordineres for at opnå de bedste resultater. Ud over, Regnvandskontrol har et meget større potentiale til at reducere vandløbserosion end kanalgenopretning. Byer skal tage fat på den grundlæggende årsag til erosion - den ændrede byvandskredsløb. Det er mere effektivt end kun at behandle symptomerne ved at stabilisere selve kanalen."

Siden denne undersøgelse blev udført i Colorado, fremtidig forskning kunne gøres for at anvende lignende tilgange i forskellige klimaer. Forskellige nedbørsmønstre kan resultere i forskellig effektivitet af regnvandskontrol. Også, ser på forskellige restaureringsstrategier, som genforbindelse af flodsletter for at reducere hastigheden og den erosive kraft af oversvømmelser, ville være interessant. Tilsvarende det ville være nyttigt at sammenligne forskellige regnvandskontrolstrategier, for at se, hvilke der klarer sig bedst i forskellige scenarier.

Denne forskning blev for nylig offentliggjort i Tidsskrift for Miljøkvalitet .