Stedelijke ontwikkeling in het oosten van de Verenigde Staten leidt tot een toename van plotselinge overstromingen in nabijgelegen beken, maar in het dorre westen, verstedelijking heeft juist het tegenovergestelde effect, volgens een Penn State-onderzoeker, die suggereert dat er lessen kunnen worden getrokken uit het scherpe contrast.

Lauren McPhillips, assistent-professor civiele en milieutechniek, die een onderzoek leidde naar de invloed van stedelijke ontwikkeling op stroomstromen in de Phoenix, Arizona, grootstedelijk gebied, is van mening dat het onderzoek overal aanwijzingen kan opleveren voor een beter regenwaterbeheer.

"We ontdekten dat 'flitsendheid' - een maat voor de stijgings- en dalingssnelheden van de waterstroom in stromen - feitelijk afnam met de mate van ondoordringbaarheid in droge, Stedelijk, Zuidwestelijke stroomgebieden, " zei McPhillips, die aanstellingen heeft in de hogescholen voor landbouwwetenschappen en ingenieurswetenschappen. "Dat is het tegenovergestelde patroon van dat waargenomen in eerdere studies in nattere regio's zoals het oosten."

Onderzoekers analyseerden 14 jaar aan stroomrecords van stroommeters van de U.S. Geological Survey en soortgelijke gegevens van het Flood Control District van Maricopa County om te bepalen hoe hydrologische kenmerken varieerden met stedelijke ontwikkeling. De studie keek naar 19 stroomgebieden die gebieden drooglegden die in grootte varieerden van minder dan een vierkante mijl tot 175 vierkante mijl.

Net als bij nattere systemen, onderzoekers observeerden meer high-flow-gebeurtenissen in de stedelijke woestijnstromen in vergelijking met niet-stedelijke woestijnstromen, ze legde uit. Echter, dit was alleen bij de lagere overstromingsdrempel - er was geen toename van grotere overstromingen met stedelijke ontwikkeling.

"Algemeen, het urban stream-syndroom manifesteert zich anders in dit droge systeem - verstedelijking verhoogt het vasthouden van water en leidt tot minder variabele stromingen in stroomecosystemen, ' zei McPhillips.

McPhillips - die het onderzoek begon als postdoctoraal wetenschapper aan de Arizona State University voordat hij zich bij de faculteit Penn State voegde om zich expliciet te concentreren op stedelijke hydrologie en groene infrastructuur - hoopt iets van wat ze in het Westen heeft geleerd in haar nieuwe rol toe te passen. In het droge westen, merkte ze op, waterhoeveelheid is meer een probleem, en plotselinge overstromingen is echt een grote zorg, samen met de beschikbaarheid van water in aquifers en waterschaarste.

In het oosten, vooral in de afwatering van de Chesapeake Bay, is het beheer van regenwater evenzeer verbonden met zorgen over de waterkwaliteit. Het verminderen van vervuiling door stedelijke afvoer is een van de strategieën voor het opruimen van de baai.

"Arizona was een interessante casestudy om te proberen meer te begrijpen over verstedelijking en de rol van opzettelijk ontworpen regenwaterbeheerstructuren, omdat stedelijke gebieden zich daar veel recenter hebben ontwikkeld, en ze groeien nog steeds snel, "Zei McPhillips. "Het gebied rond Phoenix heeft al een tijdje een behoorlijk vooruitstrevend beleid voor het beheer van regenwater, en we hebben gekeken naar enkele stroomgebieden waar een extreem hoge implementatie van regenwaterbeheersingsfuncties was. Dus we zouden kunnen beginnen te detecteren of ze al dan niet stromingspatronen beïnvloeden."

De onderzoeksresultaten, onlangs gepubliceerd in Onderzoek naar waterbronnen , waren uniek omdat ze voor het eerst de verminderde flitsen van droge stedelijke stromen in het Westen documenteerden en lieten zien wat een grote rol de zogenaamde "droogweerstromen" spelen in de algemene stroomstroompatronen, gevoed door airconditionercondensaat, grasgras irrigatie, afvalwaterzuiveringsinstallatie effluent en andere meer obscure bronnen.

"Het was een beetje raar om water in de beek te zien komen en een minimale stroom te zien creëren op een dag dat er normaal helemaal geen stroom zou zijn, "zei ze. "Het is iets dat anders is dan alles wat we hier zouden zien, want in het oosten zijn er constante grondwaterstromen."

De mogelijkheid om de invloed van regenwaterbeheerinspanningen in het Westen te detecteren, onderscheidt zich als het grootste verschil voor McPhillips. In het oosten, steden zijn veel ouder, en gemeenten passen functies voor regenwaterbeheer aan in bestaande infrastructuur voor regenwaterriolen. Dat maakt het veel moeilijker om het succes of falen van technische functies te beoordelen, omdat er mogelijk niet genoeg van zijn om hun impact stroomafwaarts te detecteren.

"Feniks, vooral, is een heel nieuwe stad, en gemeentelijke leiders waren behoorlijk vooruitstrevend omdat ze overstromingsbeheerfaciliteiten bouwden naarmate het stedelijk gebied groeide, " zei ze. "Er zijn daar hele stroomgebieden die behoorlijk aanzienlijke hoeveelheden waterbeheerfuncties hebben. Het was best spannend om gevallen in het Westen te vinden waar we duidelijk het resultaat van de engineering van regenwaterbeheer konden zien."