Hvordan ild i dag vil påvirke vandet i morgen

I 2020, Colorado kæmpede mod de fire største naturbrande i sin historie, efterlader beboerne ængstelige for endnu en intens naturbrandsæson i år.

Men i sidste uge, brande var ikke problemet - det var deres efterspil. Da kraftig regn faldt over forbrændingsarret fra Cameron Peak-branden i 2020, de udløste lynoversvømmelser og mudderskred nordvest for Fort Collins, som ødelagde hjem, dræbte mindst tre mennesker og beskadigede større veje. Oversvømmelser langs 2020 Grizzly Creek og East Troublesome forbrændingsar udløste også mudderskred på tværs af Interstate 70 gennem Glenwood Canyon og i Grand County lige vest for Rocky Mountain National Park.

Disse tragiske begivenheder gør det klart, at virkningerne af skovbrande ikke stopper, når flammerne går ud. Der kan være miljømæssige konsekvenser i de kommende år - og det er vigtigt at holde øje med vandet.

CU Boulder i dag talte med professor Fernando Rosario-Ortiz, en miljøkemiekspert, der studerer, hvordan skovbrande påvirker vandkvaliteten; og adjunkt og CIRES-stipendiat Ben Livneh, en hydrolog, der studerer, hvordan klimaændringer påvirker vandforsyningen, og hvordan brande og regn påvirker jordskredrisikoen, om, hvordan ild kan forme fremtiden for vand i Vesten.

Hvad sker der med vand i søer, floder og vandløb efter en naturbrand i nærheden?

Rosario-Ortiz:Når du har åben ild, en masse gasformige reaktioner og fastfasereaktioner, det resulterer i omdannelse af kemikalier og ændringer i jorden, og vi observerer effekterne, når vi ser på vandkvaliteten. For eksempel, vi observerer stigningen i koncentrationen af ​​næringsstoffer i vand, hvilket ikke nødvendigvis er en dårlig ting, men det kan forårsage efterfølgende problemer i reservoirerne som algeopblomstring. Der kan også være en mobilisering af metaller og øget koncentration og aktivitet af det vi kalder organisk kulstof samt turbiditet, som så kan påvirke vandbehandlingsproduktionen og dannelsen af ​​desinfektionsbiprodukter.

Hvordan håndterer byvandsleverandører og rensningsanlæg disse påvirkninger?

Rosario-Ortiz:Ideelt set, du ønsker at have en sekundær vandkilde. I Fort Collins, tilbage i 2012 efter branden i High Park, floden blev påvirket, men reservoiret blev ikke påvirket. Så de kunne trække fra reservoiret og vente på, at det værste gik over.

Hvis du ikke har den mulighed, nogle af udfordringerne efter naturbrande og regnhændelser inkluderer øget sedimentmobilisering, hvilket er meget udfordrende for vandbehandlingsoperationer. Det er kortsigtede virkninger, der kan give dig hovedpine, men de kan også blive langsigtede udfordringer. Husk det faktum, at du kan have problemer med infrastrukturen.

Hvordan kan naturbrande påvirke vandmængde og timing i et landskab?

Livneh:I det vestlige USA er vi virkelig afhængige af vand, der flyder i floder og vandløb, og det fylder reservoirerne til vores forsyning. Så når vi tænker på selv små ændringer i mængden af ​​vand, der kommer ud af bakkeskråningen, eller på tværs af landskabet, som kan have stor indflydelse på den samlede tilgængelighed af vand.

En af de mest bemærkelsesværdige ting, der sker i en brand, er, at jordens tekstur ændrer sig. I første omgang, mindre regn vil trænge ind i jorden, og mere regn bliver til overfladeafstrømning. Der er masser af grund til at tro, at du vil få mere samlet vand - men det vil være meget mere "prangende", når det kommer.

På den ene side, det kan være godt, hvis du har et reservoir til at samle det op. Men vi har hørt om, at vandværker faktisk slukker for deres indtag efter en brand, hvis kvaliteten af ​​vandet er for lav. Og det er svært, fordi tørke ofte er involveret på en eller anden måde. Så der er ofte dette konkurrerende behov for mere vand, og alligevel er kvaliteten lav.

Hvad er de faktorer, der påvirker sandsynligheden for oversvømmelser eller mudderskred efter en naturbrand?

Livneh:Når vandet bærer nok ting med sig, vi kalder det en affaldsstrøm, som er en type jordskred. Jo større og større den bliver, jo mere virkningsfuldt er det. Vi har forskning finansieret af NASA, hvor vi så på 5, 000 jordskred steder rundt om i verden. Vi fandt ud af, at steder, der havde en brand i de seneste tre år, krævede mindre nedbør for at forårsage et jordskred.

Men der er også en masse lokal variation, der virkelig betyder noget. Moderat stejl, stærkt bevoksede områder, jordtyper - især sandere jord - øger risikoen. Også vi har nu en masse mennesker, der har bygget strukturer på stejle skråninger i disse områder, så der er et menneskeligt element der, også. Og tidspunktet på året, det sker, kan have betydning. En brand lige før din regntid er en vigtig faktor.

Hvad betyder alt dette for fremtiden for Colorado og det vestlige USA?

Rosario-Ortiz:Når huse brænder, du forbrænder ikke kun huse, du forbrænder alt inde i de hjem. Du kan nu forbrænde elektriske køretøjer, for eksempel, med et stort batteri.

Hvad er så nogle af de andre potentielle bekymringer med eksponering for luft? Vand? Det bliver noget, vi bliver nødt til at udforske yderligere i løbet af de næste par år.

Livneh:Nogle skøn siger, at mængden af ​​skovareal, der brændes af hvert år i det vestlige USA, er fordoblet i de sidste 25 år. Og det udgør virkelig risici for samfund, især i vildland-urban interface (WUI). Håndtering af det er stort set en slags politisk problem, men i de næste 10 år eller deromkring vil vi fortsætte med at have disse store brande.

Først og fremmest, folk skal være opmærksomme på disse oversvømmelsesvagter og på lokal vejledning om evakuering. Det vigtigste er at redde liv.

Hvad kan vi gøre for at forberede os på fremtiden?

Rosario-Ortiz:Værktøjer skal måske tænke på potentielle opgraderinger af faciliteter. Det betyder, at vi muligvis også skal overveje finansieringen af ​​disse projekter, og hvordan vi kan forbedre den overordnede modstandsdygtighed.

Livneh:Et af de mest robuste træk ved klimaændringer er opvarmning, ret? Efterhånden som regn bliver mere udbredt, vi bliver bare nødt til at fortsætte med at udvide vores portefølje af ting, vi gør for at følge med. Jo mere åbensindet vi kan være omkring at styre disse ting er vigtigt. Jeg er lidt optimist. Som mennesker, vi har overvundet så mange tekniske udfordringer; det bliver ikke noget, vi ikke kan løse os ud af.