Naarmate de klimaatverandering en de bevolkingsdruk de komende decennia toenemen in voorstedelijke gebieden ten noordwesten van Boston, een nieuwe studie door stroomgebiedwetenschapper Timothy Randhir van de Universiteit van Massachusetts Amherst suggereert dat bedreigingen voor het stroomgebied van het gebied, zoals watertekorten en slechte kwaliteit, kunnen worden opgevangen als managers nu beginnen te handelen.

Randhir en zijn afgestudeerde student Ammara Talib hielden rekening met meerdere ecohydrologische variabelen in hun studie van de naar het noorden stromende Sudbury, Assabet en Concord rivieren, het modelleren van de kwetsbaarheid van het stroomgebied in verschillende voorspelde scenario's voor landgebruik en klimaatverandering. Het zogenaamde "SuAsCo"-riviersysteem ligt ongeveer 30 mijl ten noordwesten van Boston in de oostelijke provincies Worcester en westelijke Middlesex. Details van het onderzoek staan ​​in het huidige nummer van Tijdschrift voor water en klimaat .

Zoals Randhir uitlegt, "Dit is een van de vele stroomgebieden in de buitenwijken die de komende decennia te maken krijgen met intense druk op de landontwikkeling. dus het is een goede plek om de effecten van stroom te bestuderen, veranderend en toekomstig landgebruik plus klimaatverandering. Veel studies in hydrologie klimaatwetenschap richten zich op klimaat, maar weinigen combineren de twee, landgebruik en de synergie met klimaatverandering. We hebben gemodelleerd hoe dit stroomgebied er de komende 90 jaar uit gaat zien, tot 2100, rekening houdend met beide."

Hij zegt, "De effecten van stormwater zullen door de gecombineerde invloed worden versterkt. Maar het is hier nog niet te laat. Het kan te laat zijn voor volledig ontwikkelde regio's, maar voor gebieden zoals SuASCo hebben ze nog steeds een kans om hun bestaande open ruimte te behouden, gebruik praktijken zoals het installeren van minder ondoordringbare parkeerplaatsen, bijvoorbeeld, die de grondwateraanvulling verstoren."

De onderzoekers ontdekten dat oppervlakteafvoer aanzienlijk kan toenemen, van 28 procent van de uitgangswaarde in 2035 tot 78 procent in 2100 als gevolg van vermindering van bebost gebied en toegenomen verdamping. Afvloeiing van oppervlaktewater, of regenwater stroomt, kan worden verminderd door praktijken als het herstellen van wetlands, het toevoegen van bioretentieswalen aan parkeerplaatsen, regentuinen aanleggen, gebruik van conserverende landbouw, terrassen, minder grondwaterpompen en irrigatiebeheer.

De auteurs zeggen dat het aannemen van een dergelijk "groen infrastructuurontwerp" en stimulansen voor waterbehoud die klimaatverandering en ecohydrologische omstandigheden aanpakken, succesvolle instrumenten kunnen zijn voor de stad, brandweer- en volksgezondheidsfunctionarissen en anderen die masterplannen opstellen om voldoende water van goede kwaliteit voor gemeenschapsdiensten te behouden.

Voor deze tweejarige studie Randhir en Talib gebruikten simulaties en multivariate statistische modellering om de effecten van factoren als jaarlijkse verdamping, neerslag, temperatuur en bodemvocht op afvloeiing op stroomgebiedschaal en de interactie tussen bodemvocht en andere klimatologische variabelen op afvloeiingspatronen. Talib verzamelde geografische informatie over landbedekking, bodems, stream hydrologie- en klimaatgegevens van lokale stations in de afgelopen 50 jaar plus voorspellingen van het Intergouvernementeel Panel over klimaatverandering. Ze zette deze in een gekalibreerd en gevalideerd stroomgebiedsimulatiemodel dat oorspronkelijk is ontwikkeld door de U.S. Geological Survey.

Een primaire modelvoorspelling, Randhir zegt, is dat de SuAsCo-regio meer en meer verstedelijkt zal worden met meer impact op de watervoorraden, en klimaatverandering zal het erger maken. "Een verrassend resultaat waren de extremen die we in de modellen zagen, " merkt hij op. "Wintersneeuw smelt eerder, in februari in plaats van de langzame smelt van maart-in-april uit het verleden. Vroeg smelten van sneeuw is niet goed. Het sneeuwpak moet er zijn. Dit zagen we in 2015 het sneeuwpakket smolt heel snel en veroorzaakte overstromingen."

Een ander van deze extremen is te zien in perioden met weinig stroming, hij voegt toe. "Aan de kant van de bovenstroom in de late winter en het voorjaar krijg je overstromingen en in de zomermaanden met weinig water zie je niet veel water in de rivier. De zomer zorgt voor een grotere vraag en minder hulpbronnen. We zien het nu al, maar tegen het midden van deze eeuw, deze uitersten zullen naar verwachting toenemen. Op dit moment kunnen lage stromingen eigenlijk een droge rivierbedding betekenen. Ons model voorspelt dat dit in de toekomst nog veel erger kan zijn."

Het is niet alleen het stroomgebied van SuAsCo dat met deze problemen wordt geconfronteerd; de stroomgebieden van de rivier de Connecticut en de Blackstone River worden geconfronteerd met zeer vergelijkbare voorspellingen, Randhir merkt op. "We hopen dat besluitvormers, instandhoudingscommissies, landgebruikplanners, lokale en regionale functionarissen die landgebruikspraktijken reguleren, passen hun landgebruiksbeleid aan om hun gemeenschappen te helpen veerkrachtiger te worden."

Omdat sommige van de aanbevolen instandhoudingspraktijken meerdere nevenvoordelen hebben, onmiddellijke verbetering van de waterkwaliteit en het behoud, hij zegt, "Je kunt er vroeg de vruchten van plukken. Als een stad zijn praktijken herziet, actualiseert zijn masterplan, het zal de vruchten plukken van beter opladen, verminderde vervuilingsniveaus en verbeterde veerkracht. De meeste steden hebben op dit moment hun maximale watervoorziening bereikt, dus ze moeten snel voor instandhouding gaan, " voegt hij eraan toe. "Ze kunnen hun gebruik niet blijven uitbreiden, omdat het aanbod al op max is."

De auteurs concluderen, "Een alomvattende strategie van low-impact ontwikkelingen, slimme groei en open ruimte zijn van cruciaal belang om toekomstige veranderingen in stroomgebiedsystemen aan te kunnen. Dit vraagt ​​om een ​​participatieve aanpak, aangezien de gevolgen van veranderingen in landgebruik informatie-uitwisseling en coöperatieve benaderingen nodig hebben om deze strategieën te implementeren voor het in stand houden van stroomgebieden van ecosystemen."