Denk aan je dagelijkse koffie, lidmaatschap van een boetiekgym en toegang tot de luchthavenlounge veel kosten? Er kan een extra, verborgen kosten voor de luxe van het stadsleven, zegt een nieuwe studie van de Johns Hopkins University:meer overstromingen.

Voor elke procentpunt toename van wegen, parkeerplaatsen en andere ondoordringbare oppervlakken die voorkomen dat water in de grond stroomt, jaarlijkse overstromingen nemen gemiddeld met 3,3% toe, vonden de onderzoekers.

Het onderzoek is vandaag gepubliceerd in Geofysische onderzoeksbrieven .

"Met de recente grote overstromingen in zwaar verstedelijkte steden als Houston en Ellicott City, we wilden beter begrijpen hoeveel verstedelijking de overstromingsstromen doet toenemen, zei Annalise Blum, een voormalig postdoctoraal fellow bij de afdeling Earth and Planetary Sciences van de Johns Hopkins University en de eerste auteur van het artikel. Blum is nu een American Association for the Advancement of Science (AAAS) Science &Technology Policy Fellow.

Terwijl eerdere studies hebben geprobeerd in te schatten hoeveel ondoordringbare oppervlakken overstromingen beïnvloeden, die studies gebruikten kleinere datasets - kijkend naar slechts één stream of een kleine set streams - die niet generaliseerbaar waren in het hele land. Deze studies konden ook de oorzaak-en-gevolg relatie tussen ondoordringbare oppervlakken en de omvang van de overstroming niet isoleren, zegt Blum, omdat ze andere factoren zoals klimaat, dammen en landgebruik. Deze andere factoren maken het moeilijk om te zeggen hoe meer ondoordringbare dekking de omvang van de overstroming beïnvloedt.

Werken met Paul Ferraro, een Bloomberg Distinguished Professor met gezamenlijke benoemingen in de Carey Business School en het Department of Environmental Health and Engineering aan de Johns Hopkins University, het onderzoeksteam gebruikte wiskundige modellen die niet vaak worden gebruikt bij de studie van water of overstromingen.

"Het afleiden van oorzaak en gevolg in de omgeving om ons heen is moeilijk. in de afgelopen decennia, gebieden zoals economie en biostatistiek hebben grote vooruitgang geboekt in methoden die oorzaak en gevolg kunnen isoleren. Door deze methoden in de hydrologie te brengen, we hopen dat we vooruitgang in de hydrologische wetenschap kunnen stimuleren, evenals in het stedelijk beleid en programma's die afhankelijk zijn van die wetenschap, ' zegt Ferraro.

Eerdere studies bestuderen enkele streams in de tijd of meerdere streams op een enkel tijdstip. Deze onderzoeken, afzonderlijk, echter, kan niet bepalen of verschillen in overstromingen te wijten zijn aan verschillen in ondoordringbare oppervlakken of veranderingen in andere factoren.

Blum en collega's creëerden een dataset waarmee ze verschillen in tijd en ruimte konden benutten om het effect van ondoordringbare oppervlakken op overstromingen te isoleren. Het onderzoeksteam analyseerde 39 jaar aan gegevens (1974-2012) van meer dan 2, 000 U.S. Geological Survey-streams, die de hoeveelheid water meten die door een beek stroomt. Het team voegde vervolgens de stroomgegevens samen met gegevens over de groei van ondoordringbare oppervlakken in de bassins stroomopwaarts van de meters.

De auteurs schatten dat de jaarlijkse overstromingsgrootte (gedefinieerd als de jaarlijkse maximale stroomafvoer) met 3,3% toeneemt, gemiddeld, voor elke procentpunt toename van terrassen, garages, bestrating of andere ondoordringbare oppervlakken.

"Vanwege de grote variabiliteit in jaarlijkse overstromingen, het effect van verstedelijking is moeilijk te isoleren. Door deze grote datasets te combineren met zowel tijd- als ruimtedimensies konden we de omvang van het effect uitpluizen en berekenen, ' zegt Blum.

Blum hoopt dat onderzoekers de methoden zullen toepassen op andere milieu-uitdagingen en de resultaten zullen gebruiken om zich voor te bereiden op onbedoelde gevolgen van verstedelijking.

"Als je kijkt naar een bassin waarvan je verwacht dat het in de komende vijf jaar zal verstedelijken, deze bevindingen geven je een schatting van de extra overstromingen die je kunt verwachten als gevolg van die verstedelijking, " ze zegt.