Brij modder vormt een steeds grotere bedreiging voor het water dat we drinken. Deze stormloop van sediment, bekend als "puinstroom, " is een vorm van erosie waarbij modder en keien in steile stroomgebieden plotseling door het stroomkanaal tuimelen, vaak met snelheden van enkele meters per seconde.

En ze beschadigen niet alleen de watervoorziening, ze kunnen wegen afsnijden, schade infrastructuur, en zelfs mensen doden. Vorig jaar, Californië zag modderstromen die meer dan 100 huizen verwoestten en 21 mensen doodden.

In ons onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Geologie , we ontdekten dat de afvalstroom waarschijnlijk frequenter en wijdverspreider zal worden naarmate de bosbrandactiviteit en de regenval naar verwachting zullen toenemen. Klimaatverandering zal waarschijnlijk de extreme weersomstandigheden veroorzaken die deze bosbranden en intense regenval veroorzaken.

Beurtelings, deze puinstromen kunnen de watervoorziening vervuilen, met het potentieel om grote stroomgebieddammen aan te tasten.

In 2003, puinstromen goten modder in de Cotter Dam van Canberra - een gebeurtenis die werd veroorzaakt door bosbranden in het stroomgebied van het reservoir. De branden zorgden ervoor dat puinstromen waarschijnlijker werden omdat ze de vegetatiebedekking en bodeminfiltratie verminderden (een proces waarbij water door de bodem kan worden opgenomen).

De resulterende troebelheid (troebelheid), ijzer en mangaan in het reservoir sloten de hoofdwatervoorziening van Canberra voor zes maanden af. Er moest een nieuwe zuiveringsinstallatie van A $ 38 miljoen worden gebouwd, voor het geval dit nog eens gebeurt.

Puinstromen zoals deze waren ooit zeldzaam, maar in de afgelopen tien jaar zijn ze vaker voorgekomen in het zuidoosten van Australië. In feite, we hebben bijna 500 puinstromen in kaart gebracht die zich tussen 2009 en 2012 in Victoria hebben voorgedaan.

Bezorgdheid over deze dreiging heeft ertoe geleid dat Melbourne Water, East Gippsland Water en het Department of Environment Land Water and Planning in Victoria om met ons samen te werken aan een project dat tot doel heeft instrumenten te ontwikkelen voor het voorspellen en verminderen van de impact van puinstromen op de waterkwaliteit.

We kunnen verwachten dat de puinstromen zullen toenemen

De frequentie van de afvalstroom is een risico op waterverontreiniging. De dreiging is maximaal wanneer er frequente verschuivingen zijn tussen natte en droge uitersten.

En klimaatverandering, die waarschijnlijk meer intense regenval zal veroorzaken, meer natte en droge extremen, sterkere El Niños en meer bosbranden, zullen beide soorten puinstromen vaker voorkomen.

Tijdens natte omstandigheden, vaak geassocieerd met La Niña, dergelijke stromen worden veroorzaakt door aardverschuivingen, die optreden wanneer bodems verzadigd zijn en hun samenhang verliezen. Aardverschuivingen worden puinstromen wanneer ze door stroomkanalen reizen.

Er waren honderden grote puinstromen in Wilsons Promontory en de Grampians National Parks, bijvoorbeeld, tijdens de extreem natte zomer van 2011.

De puinstromen in de Grampians veroorzaakten problemen met de watervoorziening, zoals die in Canberra. Lake Bellfield, bijvoorbeeld, die water levert aan 48 steden in de regio Wimmera, langer dan drie jaar niet voor drinkwater konden worden gebruikt.

Tijdens droge omstandigheden, vaak geassocieerd met El Niño, puinstromen worden veroorzaakt door oppervlakte-afvoer na de brand en een proces dat "sediment-bulking" wordt genoemd. Dit is wanneer as, grind en puin worden van hellingen en stroomkanalen geërodeerd door oppervlakteafvoer tijdens plotselinge onweersbuien met korte en intense regenbuien. Deze puinstromen treden meestal op wanneer de grond droog is.

We hebben meer dan 300 van dit soort puinstromen geïdentificeerd in gebieden die zijn verbrand door de bosbranden van Black Saturday in 2009.

Na de branden van februari 2019, er is een grotere kans op afvalstroom, wat op zijn beurt het water uit het Thomson-stroomgebied van Melbourne zou kunnen verontreinigen. Bovendien, het stroomgebied van Upper Yarra, die cruciaal is voor de watervoorziening van Melbourne, was in zowel 2009 als 2019 bijna verbrand door bosbranden.

In onze studie, we hebben puinstromen na een brand gemodelleerd met de beweging van kleideeltjes in een reservoir. Het model suggereert dat waterverontreiniging in het stroomgebied van Upper Yarra de watervoorziening van Melbourne tot 12 maanden kan verstoren.

Op basis van ons model, de kosten van het inkopen van alternatieve watervoorzieningen tijdens dergelijke onderbrekingen bedragen in de orde van grootte van A$ 100 miljoen.

Hoe kunnen we dit probleem aanpakken?

Behalve dat we zorgen voor alternatieve watervoorzieningen, er zijn een aantal dingen die we kunnen doen om de kans op puinstromen te verkleinen.

Het risico van puinstromen na de brand zou aanzienlijk worden verminderd als zeer ernstige bosbranden in steile en erodeerbare gebieden zouden kunnen worden vermeden. Strategische brand breekt, gerichte brandbestrijdingsinspanningen en brandstofvermindering zijn, tot op zekere hoogte, maatregelen die dit mogelijk maken. We hebben modellen ontwikkeld om gebieden met een hoog risico te identificeren waarop we ons moeten richten.

Technische constructies om puinstromen te beheersen zijn een andere optie. Japanse en Europese ingenieurs hebben structuren ontwikkeld zoals "puinstroombarrières" die sediment kunnen vasthouden, maar ook de energie van de stroom afvoeren.

Het is niet duidelijk of deze structuren het fijne sediment kunnen vasthouden dat onze reservoirs zou vervuilen. maar methoden worden uitgeprobeerd in het Thomson-stroomgebied.

Om het risico te verminderen door middel van brandbeheer en afvalstroomcontrole is een gecoördineerde aanpak nodig, vooral in omgevingen met complexe landarrangementen, zoals Melbourne's watervoorziening stroomgebieden.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.