Er is een tendens in het moderne Amerika om overstromingen als niets anders dan gevaarlijk te zien, een bedreiging voor huizen, boerderijen, wegen, en bruggen. Maar overstromingen - wanneer het water van een rivier boven de oevers stijgt en het nabijgelegen land overspoelt - is een natuurlijk fenomeen dat de habitat van wilde dieren ten goede komt en is cruciaal geweest voor menselijke beschavingen sinds de eerste afhankelijk waren van de overstromingen van de Tigris, Eufraat, en Nijlrivieren om hun gewassen te irrigeren.

Durelle Scott, een universitair hoofddocent Biological Systems Engineering, gelieerd aan het Global Change Center van Virginia Tech, is de hoofdauteur van een recent gepubliceerd artikel in het wetenschappelijke tijdschrift Natuurcommunicatie dat overstromingen in de continentale Verenigde Staten in bijna ongekend detail onderzoekt. Scott en zijn co-auteurs keken naar wat Scott "alledaagse" overstromingen in beken en rivieren van elke omvang noemt, met behulp van gegevens van 5, 800 meetstations voor overstromingen, beheerd door de United States Geological Survey. Met metingen die doorgaans elke 15 minuten of elke 30 minuten worden uitgevoerd, dat kwam neer op meer dan 2 miljard individuele metingen. Voor elk station het team presteerde 1 000 realisaties van overstromingsdrempels om onzekerheid op te vangen, statistische technieken toepassen op een grote computerserver.

"Het grote plaatje is dat overstromingen over de hele wereld toenemen met de klimaatverandering, maar niet alle overstromingen zijn slecht en catastrofaal, " zei Schot, die zowel in het College of Agriculture and Life Sciences als het College of Engineering zit. "We wilden een analyse maken waarin we de variabiliteit in de jaarlijkse overstromingen van kleine stroompjes tot grotere rivieren konden vastleggen."

De meeste overstromingsstudies zijn gericht op afzonderlijke stroomgebieden of geografische regio's, hij zei. Door de hele onderste 48 staten te bestuderen, Scott en zijn team kunnen overstromingen in zowel grote als kleine rivieren onderzoeken en concluderen dat het hele land zijn uiterwaarden beter zou kunnen beheren.

Een van de bevindingen van het artikel:kleinere stromen overstromen vaker dan grotere, maar voor kortere duur. Door de meer frequente overstromingen dienen kleinere beekjes als doorgang tussen het landschap en de aangrenzende beek.

Dat is een gemengde zegen:"De levering van voedingsstoffen en sediment aan uiterwaarden is gedeeltelijk de reden waarom je zeer rijke bodems en landbouw hebt opgezet langs riviersystemen, " zei Scott. Maar de beweging van voedingsstoffen en sediment gaat in beide richtingen, en wanneer het van de uiterwaarden de rivier ingaat, het kan schadelijk zijn voor watergebruikers stroomafwaarts.

"Wanneer overtollige voedingsstoffen in een beek of rivier terechtkomen en stroomafwaarts worden afgeleverd, je eindigt met algenbloei en dergelijke, en dat heeft gevolgen, of het nu verband houdt met de menselijke gezondheid of schadelijk is voor de commerciële of recreatieve visserij, ' zei Schot.

Een van Scotts bevindingen is dat de uitwisseling van sediment en nutriënten tussen rivieren en uiterwaarden niet alleen afhangt van de mate van overstromingen, maar over hoe lang een overstroming duurt.

"Als je heel korte overstromingen hebt, uiteindelijk krijg je meer netto levering van de uiterwaard naar een rivier dan verwijdering van een specifieke voedingsstof of sediment, Scott zei. „Dat was uniek in onze studie. We waren in staat om ongeveer te kwantificeren hoe lang het water op deze uiterwaarden was en vonden voor kleine stroompjes de overstroming meestal veel minder dan een dag, dus er is meestal geen mogelijkheid om voedingsstoffen te verwijderen."

Dit heeft implicaties voor het herstel van wetlands die bedoeld zijn om de waterkwaliteit te verbeteren. Er is de afgelopen decennia veel geld en moeite gestoken in het terugbrengen van rivieren en uiterwaarden naar iets dat lijkt op hun natuurlijke staat. Dit type restauratie, Scott zei, moet verder gaan dan alleen het opnieuw aansluiten van een beek op een uiterwaard, door kanalen of heffingen te verwijderen die ooit de stream bevatten. Als het water alleen bij hoge stroming boven de oever komt, overstromingen zullen kort en hevig zijn, die meer schadelijk materiaal stroomafwaarts zou kunnen sturen. In plaats daarvan, herstel in middelgrote rivieren kan leiden tot meer geleidelijke overstromingen, om te bereiken wat Scott "de balans tussen optimale overstromingstijd en nutriëntenvoorziening voor voordelen van waterkwaliteit" noemde.

Het onderzoek van Scott kan ook lessen opleveren voor hoe we rivieren beheren om catastrofale overstromingen te voorkomen. Ernstige overstromingen zijn zeker te voorkomen, maar misschien beschermen we onszelf te veel tegen matige overstromingen om bouw op laaggelegen uiterwaarden mogelijk te maken.

"We hebben veel heffingen ingevoerd om schade aan de infrastructuur te verminderen, Scott zei. "De keerzijde is dat als je een heffing oplegt in een stad en een stad stroomafwaarts niet zo'n grote heffing heeft, je maakt het erger voor de stroomafwaartse gemeenschap. Met meer frequente overstromingen aan de horizon, toekomstig waterbeheer moet de economische ontwikkeling in overstromingsgevoelige gebieden in evenwicht houden met de maatschappelijke kosten van wederopbouw na de overstromingen."