Overal in het oosten van de Verenigde Staten, duizenden kleine dammen blokkeren de waterstroom in beken en rivieren, terug naar de koloniale tijd. Oorspronkelijk gebouwd voor energie- en maalwerkzaamheden door kolonisten of bedrijven, de meeste milldams dienen niet langer menselijke doeleinden. Nutsvoorzieningen, veel van deze inactieve dammen worden verwijderd door de overheid en particuliere instanties - gedreven door de behoefte of hoop om de openbare veiligheid te vergroten, aansprakelijkheid verminderen en aquatische habitats verbeteren.

Echter, er wordt minder gekeken of het verwijderen van de dammen de waterkwaliteit schaadt, dat is precies wat professor Shreeram Inamdar van de University of Delaware onderzoekt. Zoals de onderzoeker uitlegt, het onbedoeld blokkeren van het water levert een waardevol voordeel op. De bodem stroomopwaarts van de dam wordt koolstofrijker, die fungeert als een belangrijk filter van stikstof, een belangrijke verontreinigende stof in de waterwegen van ons land.

"Deze natuurlijke filterservice vermindert de stikstofconcentraties in het water, verbetert de waterkwaliteit en bespaart beperkte instandhoudingsmiddelen, " zei Inamdar, die fungeert als directeur van UD's Water Science and Policy Graduate Program.

Inamdar en collega's van drie andere instellingen verdienden twee beurzen van de National Science Foundation om te onderzoeken. De eerste is een NSF-RAPID-subsidie; de tweede is een reguliere subsidie ​​van het NSF Hydrologic Sciences-programma. De subsidies bedragen in totaal $ 719, 959 met resultaten in de komende twee jaar.

tegen 1840, meer dan 65, 000 van deze dammen bedekten de oostelijke V.S. Nu meer dan 14, 000 gedocumenteerde dammen strekken zich nog steeds alleen uit over het midden van de Atlantische Oceaan en het noordoosten. Midden in de achtertuin van UD, dammen liggen werkeloos op White Clay Creek, waar ooit drie molens werkten.

De snelle-responssubsidie ​​richt zich op de effecten van het verwijderen van molendammen op de kwaliteit van het oever- (rivieroever) grondwater en beekwater in Pennsylvania, die het hoogste damverwijderingspercentage van elke staat heeft. Damverwijdering kan deze filterservice mogelijk ondermijnen, die waardevol is voor ecosystemen, en de kosten voor het opruimen van waterwegen verhogen. Anderzijds, verwijdering van dammen zou een dynamischer grondwaterregime kunnen introduceren, zoals grotere schommelingen van de waterstanden in bodems aan de oever van de rivier, wat kan leiden tot een mogelijk grotere verwerking en verwijdering van stikstof. Het bepalen van welke van deze twee scenario's zich voordoen, is de focus van het onderzoek.

Het onderzoeksteam zal de onderzoeksresultaten doorgeven aan landeigenaren en instanties voor natuurlijke hulpbronnen, hen te positioneren om beter geïnformeerde beslissingen te nemen over het verwijderen van dammen en stroomgebieden beter te beheren. Inamdars onderzoek vindt plaats in het stroomgebied van Chiques Creek, een zijrivier van de Susquehanna-rivier, inclusief de Krady Milldam buiten Lancaster, Pennsylvania, die in juli 2018 werd verwijderd. UD-student Water Science and Policy, Evan Lewis, voert bemonstering en monitoring uit.

De tweede beurs van Inamdar is een aanvulling op de vorige prijs, onderzoeken hoe bestaande molendammen de stroom- en nutriëntenverwerkingsregimes in beekzijdig grondwater en beekwater vormgeven en beïnvloeden. De studie is de eerste in zijn soort om te onderzoeken hoe bestaande molendammen de hydrologie en waterkwaliteit van het grondwater beïnvloeden.

"We zullen de hotspots van stikstofverwerking direct stroomopwaarts van deze molendammen in oeverbodems en stroombeddingen identificeren om de invloed van molendammen te bepalen, " zei Inamdar, die gaat samenwerken met waterwetenschap en beleidspromovendus Ginny Jeppi.

Milldammen met lage kop, een kleine structuur die water opsluit en de breedte van de rivier of beek overspant, de stromingsregimes voor zowel oppervlakte- als grondwater in de beek en in de aangrenzende oeverbodems wijzigen. In zowel Delaware als Pennsylvania, onderzoekers zullen stroomonderzoeken en metingen uitvoeren om de processen en veranderingen in de stroom te karakteriseren.

"Deze gegevens zullen worden geïntegreerd om een ​​nieuwe, gekoppeld, conceptueel model voor stroom- en oeverprocessen en mengregimes stroomopwaarts van molendammen, "Zei Inamdar. "Deze omstandigheden waren wijdverbreid voor de vele afgedamde stromen tijdens het koloniale en postkoloniale tijdperk. Maar, vandaag, ze komen nog steeds voor in afgedamde waterlopen en in verstedelijkte, losgekoppelde stream-netwerken."

Dit onderzoek zal ook belangrijke inzichten opleveren in hydrologische en biogeochemische omstandigheden die samenhangen met stilstaand water.

niet-gegradueerde ervaring

Ter ondersteuning van deze NSF-projecten, Wooster College student Justine Berina bracht bestaande, geschonden en verwijderde molendammen in de regio. Hij werd ondersteund door het College of Agriculture and Natural Resources Summer Institute, een stageprogramma met als doel het vergroten van ondervertegenwoordigde minderheden in landbouw en wetenschappen. Berina bracht de molendammen in New Castle County in Delaware en Cecil County in Maryland in kaart; hij herzag ook bestaande kaarten van dammen uit de provincies Kent en Sussex in Delaware.

De locaties van de historische dammen werden geïdentificeerd op historische kaarten van de Library of Congress en van de UD Library. Hij gebruikte ook de huidige Light Detection and Ranging (LIDAR)-hoogtekaarten om loopbanen te identificeren - kanalen die water van achter de dam halen en naar de molen brengen - die verband houden met de historische dammen. Dankzij dit onderzoek kon Berina de locaties van de historische molendammen op Google Maps in kaart brengen.

"Deze kaarten zullen zeer waardevol zijn voor de NSF-projecten om te onderzoeken hoe deze bestaande en doorgebroken dammen stroomecosystemen en omliggende landschappen beïnvloeden, ’ merkte Inamdar op.

Na afronding van zijn onderzoek, Berina presenteerde zijn werk op UD's Undergraduate Research and Service Scholar Celebratory Symposium.