Zowel regenwaterbeheersing als stroomherstel zijn beproefde manieren om erosie langs waterkanalen te verminderen. Vaak, Hoewel, elke methode wordt beheerd door een andere afdeling stedelijk landbeheer, het meten van verschillende succeswaarden. Inspanningen worden zelden gecoördineerd vanwege financiering en andere beperkingen.

Rod Lammers en zijn collega's van de Universiteit van Georgia keken naar enkele geautomatiseerde modellen om te zien of het coördineren van deze landbeheerpraktijken met gemeenschappelijke doelen een groter positief effect op erosie zou kunnen hebben. Het goede nieuws? Het doet.

Eerst, laten we eens kijken waarom regenwaterbeheersystemen nodig zijn. In de natuur, neerslag valt op bossen, prairies en andere grondgebonden gebieden. Het water wordt in de grond gedrenkt, naar beneden in de grondwaterspiegel, en uit in waterlichamen. Eventueel, door verdamping, dat water komt terug in de atmosfeer - tot de volgende neerslaggebeurtenis.

In steden, Hoewel, stoep, daken, en andere constructies doorbreken de waterkringloop. Stadsmanagers en ingenieurs ontwikkelen regenwaterbeheersystemen om water op te vangen en te verplaatsen in lange tunnels, onder gebouwen, en naar de waterwegen. Hoe meer ondoordringbare structuren en hoe groter het gebied, hoe complexer het systeem moet zijn.

Ongeacht het systeem, het water moet ergens heen. Ten slotte, we willen hem niet in onze kelder of parkeergarage.

Omdat dit regenwater niet heeft kunnen profiteren van het natuurlijke vermogen van de bodem om water te zuiveren, het water kan worden gevuld met sediment, en ongewenste voedingsstoffen. Deze kunnen hun tol eisen van de stroomhabitats en schade toebrengen aan gevoelige ecosystemen stroomafwaarts. In aanvulling, de grotere afvoervolumes en hogere en frequentere piekstromen kunnen leiden tot oevererosie. In het UGA-onderzoek is alleen gekeken naar sedimenten en nutriënten afkomstig van de bodem die in de geulen is geërodeerd.

Lammers en zijn team keken naar nieuwere benaderingen voor regenwaterbeheer, groene infrastructuur genoemd. Dit soort structuren probeert meer water in de grond te laten trekken als een natuurlijk systeem. "We proberen in wezen de stad te 'herstellen' tot een meer natuurlijke waterkringloop, ’ zegt Lammers.

Elke combinatie van regenwatercontroles en herstelprojecten resulteert in zijn eigen verbeteringen. Echter, "Stuksgewijze benaderingen van regenwaterbeheer en stroomherstel missen synergetische voordelen, ", zegt Lammers. "Ze maken restauratieprojecten kwetsbaarder, het verspillen van waardevolle hulpbronnen voor het verminderen van vervuilende stoffen."

Programma's voor regenwaterbeheer zijn vaak gericht op piekdebieten van grote, minder frequente stormen. Ze proberen ook zwevende stoffen te verwijderen, evenals stikstof en fosfor.

Het team van Lammers ontwikkelde computermodellen om de effecten te voorspellen van drie verschillende scenario's voor stroomherstel en drie verschillende scenario's voor de behandeling van regenwater. Dus, er waren scenario's met een combinatie van restauratie- en behandeltechnieken. Zo'n "experiment" in het veld zou veel tijd in beslag nemen en veel kosten met zich meebrengen.

"Computermodellering is een krachtig hulpmiddel. We kunnen het relatieve succes van verschillende managementbenaderingen testen, over jaren of zelfs decennia, ", zegt Lammers. "Deze resultaten kunnen vervolgens door bureaus worden gebruikt om te helpen bij hun planning. Natuurlijk, modelleren heeft zijn beperkingen. Het monitoren van de feitelijke prestaties van regenwaterpraktijken en stroomherstel is essentieel. Ze moeten ook de managementbenadering aanpassen op basis van waargenomen successen en mislukkingen."

"Onze resultaten suggereren dat implementatie op stroomgebied van regenwatercontroles die het afvoervolume verminderen essentieel is, ", zegt Lammers. "De controles moeten een spectrum van stormgroottes aanpakken. Dit is een effectievere aanpak voor het verminderen van kanaalerosie dan stroomherstel. Agressief, vroege implementatie kan hebben geleid tot nog minder vervuiling door vroegtijdige erosie te voorkomen. Net zoals investeren op jonge leeftijd leidt tot een groter financieel rendement, vroege implementatie van regenwatercontroles en herstel kan resulteren in een betere waterkwaliteit en kanaalstabiliteitsvoordelen."

"Stroomherstel kan een aanvulling zijn op effectieve regenwaterbehandeling om erosie en de belasting van verontreinigende stoffen te verminderen, ", zegt Lammers. "Echter, deze benaderingen moeten worden gecoördineerd om de beste resultaten te bereiken. In aanvulling, regenwatercontroles hebben een veel groter potentieel om stroomerosie te verminderen dan kanaalherstel. Steden moeten de oorzaak van erosie aanpakken:de veranderde stedelijke watercyclus. Dat is effectiever dan alleen de symptomen bestrijden door het kanaal zelf te stabiliseren."

Aangezien dit onderzoek in Colorado is gedaan, toekomstig onderzoek zou kunnen worden gedaan om vergelijkbare benaderingen in verschillende klimaten toe te passen. Verschillende regenpatronen kunnen leiden tot verschillende effectiviteit van regenwatercontroles. Ook, kijken naar verschillende herstelstrategieën, zoals het opnieuw aansluiten van uiterwaarden om de snelheid en erosieve kracht van overstromingen te verminderen, interessant zou zijn. evenzo, het zou nuttig zijn om verschillende strategieën voor het beheersen van regenwater te vergelijken, om te zien welke het beste presteren in verschillende scenario's.

Dit onderzoek is onlangs gepubliceerd in de Tijdschrift voor Milieukwaliteit .