Byudvikling reducerer risikoen for oversvømmelser i det tørre vest

Byudvikling i det østlige USA resulterer i en stigning i oversvømmelser i nærliggende vandløb, men i det tørre vesten, urbanisering har lige den modsatte effekt, ifølge en forsker i Penn State, der antyder, at der kan læres af den skarpe kontrast.

Lauren McPhillips, adjunkt i civil- og miljøteknik, der ledede en undersøgelse af, hvordan byudvikling påvirker vandløb i Phoenix, Arizona, hovedstadsområde, mener, at forskningen kan give spor til bedre regnvandshåndtering overalt.

"Vi fandt ud af, at 'blinkhed' - et mål for stignings- og faldhastigheden af ​​vandstrømmen i vandløb - faktisk faldt med omfanget af uigennemtrængelighed i tørre, by, Sydvestlige vandskel, " sagde McPhillips, der har ansættelser i landbrugs- og ingeniørhøjskolerne. "Det er det modsatte mønster af det, der er observeret i tidligere undersøgelser i vådere områder som Østen."

Forskere analyserede 14 års strømningsregistreringer fra U.S. Geological Survey-strømmålere og lignende data fra Flood Control District of Maricopa County for at bestemme, hvordan hydrologiske egenskaber varierede med byudvikling. Undersøgelsen så på 19 vandskel, der drænede områder i størrelse fra mindre end en kvadratkilometer til 175 kvadratkilometer.

Svarende til vådere systemer, forskere observerede flere hændelser med høj flow i de urbane ørkenstrømme sammenlignet med ikke-bymæssige ørkenstrømme, forklarede hun. Imidlertid, dette var kun ved den nedre oversvømmelsestærskel - der var ingen stigning i større oversvømmelser med byudvikling.

"Samlet set, bystrømssyndromet manifesterer sig anderledes i dette tørre system - urbanisering øger vandretentionen og fører til mindre variable strømninger i vandløbsøkosystemer, " sagde McPhillips.

McPhillips - der startede forskningen som postdoktor ved Arizona State University, før han kom til Penn State-fakultetet for at fokusere eksplicit på urban hydrologi og grøn infrastruktur - håber at kunne anvende noget af det, hun lærte i Vesten, til sin nye rolle. I det tørre vesten, hun bemærkede, vandmængden er mere et problem, og oversvømmelser er en virkelig stor bekymring, sammen med vandtilgængelighed i grundvandsmagasiner og vandknaphed.

I østen - især i Chesapeake Bay-dræningen - er regnvandshåndtering lige så forbundet med bekymringer om vandkvaliteten. Reduktion af forureningen fra byafstrømning er en af ​​strategierne til at rense bugten.

"Arizona var et interessant casestudie for at forsøge at forstå mere om urbanisering og rollen af ​​tilsigtede konstruerede stormvandsforvaltningsstrukturer, fordi byområder der har udviklet sig meget mere for nylig, og de vokser stadig hurtigt, McPhillips sagde. "Phoenix-området har haft ret progressive politikker til håndtering af regnvand i et stykke tid, og vi så på nogle vandskel, hvor der var en ekstrem høj implementering af regnvandskontrolfunktioner. Så vi kunne begynde at opdage, om de påvirker strømningsmønstre eller ej."

Forskningsresultaterne, for nylig udgivet i Vandressourceforskning , var unikke, fordi de for første gang dokumenterede den reducerede glimt af tørre bystrømme i Vesten og viste, hvilken stor rolle såkaldte "tørre vejrstrømme" spiller i det overordnede strømningsmønster, tilført af klimaanlæggets kondensat, græsvanding, spildevandsrensningsanlæg og andre mere obskure kilder.

"Det var noget mærkeligt at se vand komme ind i åen og skabe et minimumsflow på en dag, hvor der normalt ikke ville være nogen strøm overhovedet, " sagde hun. "Det er noget, der er anderledes end noget, vi ville se her, fordi der i øst er konstante grundvandsstrømme."

Muligheden for at opdage indflydelsen af ​​regnvandshåndteringsindsatsen i Vesten skiller sig ud som den største forskel for McPhillips. I Østen, byer er meget ældre, og kommuner eftermonterer regnvandshåndteringsfunktioner i eksisterende stormkloakinfrastruktur. Det gør det meget sværere at bedømme succesen eller fiaskoen af ​​tekniske funktioner, da der måske ikke er nok af dem til at opdage deres påvirkning nedstrøms.

"Føniks, i særdeleshed, er en meget ny by, og kommunale ledere var ret fremadskuende, idet de byggede oversvømmelseskontrolfaciliteter, efterhånden som byområdet voksede, " sagde hun. "Der er hele vandskel der, som har ret betydelige mængder af vandforvaltningsfunktioner. Det var lidt spændende at finde sager i Vesten, hvor vi tydeligt kunne se resultatet af regnvandshåndteringsteknik."