Topografisch geschetste stroomgebieden zijn een ruimtelijke eenheid gebaseerd op de vormen van het aardoppervlak. Ze laten zien hoe menselijke activiteiten en klimaatverandering de beschikbare hoeveelheden water beïnvloeden. Kennis van deze units is essentieel voor duurzaam waterbeheer. Echter, door ondergrondse verbindingen, sommige stroomgebieden verzamelen water uit gebieden buiten hun topografische grenzen, terwijl andere in feite veel kleiner zijn dan hun oppervlaktetopografie doet vermoeden. Momenteel, de meeste hydrologische modelleringsstrategieën houden geen rekening met deze grondwaterverbindingen, maar neem aan dat de stroomgebieden onafhankelijk zijn van hun omgeving. Om deze reden, Dr. Yan Liu en assistent-professor Dr. Andreas Hartmann van de leerstoel Hydrologische Modellering en Waterbronnen aan de Universiteit van Freiburg, samen met een team van onderzoekers van de Universiteit van Bristol in Engeland en Princeton University in de VS, hebben de Effective Catchment Index (ECI) ingevoerd. Met behulp van deze nieuwe maatstaf, ze waren in staat om te bepalen hoe topografische en werkelijke stroomgebieden verschillen bij het analyseren van een wereldwijde dataset. Het team publiceerde onlangs de resultaten in het tijdschrift Brieven voor milieuonderzoek .

Met behulp van de EBI, het team onder leiding van Liu en Hartmann kon aantonen dat de aanname van een gesloten waterbalans, dat wil zeggen dat het niveau van een rivier alleen verandert door neerslag en verdamping vanuit zijn topografische gebied, bijvoorbeeld, geldt niet voor een aanzienlijk aantal stroomgebieden over de hele wereld. Elke derde onderzochte stroomgebied heeft een effectief stroomgebied dat zelfs groter is dan twee keer of minder dan de helft van het topografische gebied. De wetenschappers erkenden dat deze gebieden van invloed zijn of worden beïnvloed buiten hun topografische grenzen door waterbeheeractiviteiten zoals het oppompen van grondwater en, bijvoorbeeld, ontbossing of herbebossing.

Met hun analyse de onderzoekers laten zien dat de door hen geherdefinieerde EBI geschikt is om te onderzoeken hoe droogte zich door wateruitwisseling over topografische grenzen kan verspreiden. Het kan ook worden gebruikt bij de analyse van de effecten van klimaat- en landgebruiksveranderingen op grensoverschrijdende wateruitwisseling. "Dit is hoe we hebben gezien waar we ondergrondse netwerken over topografische grenzen verder moeten onderzoeken om duurzaam waterbeheer te ondersteunen, ’ zegt Hartmann.