Городское развитие на востоке Соединенных Штатов приводит к увеличению внезапных наводнений в близлежащих ручьях, но на засушливом Западе урбанизация имеет прямо противоположный эффект, по словам исследователя из Пенсильвании, который предполагает, что можно извлечь уроки из этого. учиться на резком контрасте.
Лорен МакФиллипс, доцент кафедры гражданской и экологической инженерии, которая руководила исследованием того, как городское развитие влияет на речные потоки в Фениксе, штат Аризона, считает, что исследование может дать подсказки для улучшения управления ливневыми стоками во всем мире.
«Мы обнаружили, что «яркость» - мера подъема и падения скорости потока воды в ручьях - на самом деле уменьшалась со степенью непроницаемости в засушливых, городских, юго-западных водоразделах», - сказал Макфиллипс, у которого есть встречи в колледжи сельскохозяйственных наук и инженерии. «Это картина, противоположная той, что наблюдалась в предыдущих исследованиях в более влажных регионах, таких как Восток».
Исследователи проанализировали 14-летние записи о стоке с водомеров Геологической службы США и аналогичные данные из Района контроля наводнений округа Марикопа, чтобы определить, как гидрологические характеристики менялись в зависимости от развития города. В исследовании рассматривались 19 водосборных бассейнов, осушающих площади от менее одной квадратной мили до 175 квадратных миль.
Подобно более влажным системам, исследователи наблюдали больше случаев сильного стока в городских ручьях пустыни по сравнению с ручьями за пределами пустыни, объяснила она. Однако это было только на нижнем пороге паводка - увеличения паводков при городской застройке не было.
"В целом, синдром городских потоков проявляется по-разному в этой засушливой системе - урбанизация увеличивает задержку воды и приводит к менее изменчивым потокам в экосистемах ручьев", - сказал МакФиллипс..
МакФиллипс, которая начала исследование в качестве постдокторанта в Университете штата Аризона, прежде чем поступить на факультет штата Пенсильвания, чтобы сосредоточиться непосредственно на городской гидрологии и зеленой инфраструктуре, надеется применить кое-что из того, что она узнала на Западе, в своей новой роли.. Она отметила, что на засушливом Западе большое значение имеет количество воды, а внезапные наводнения представляют собой действительно серьезную проблему, наряду с наличием воды в водоносных горизонтах и нехваткой воды..
На востоке, особенно в дренажной системе Чесапикского залива, управление ливневыми стоками в равной степени связано с заботой о качестве воды. Уменьшение загрязнения городскими стоками - одна из стратегий очистки залива.
«Аризона была интересным примером для изучения, чтобы попытаться лучше понять урбанизацию и роль преднамеренно спроектированных структур управления ливневыми стоками, потому что городские районы там развивались намного раньше и все еще быстро растут», - сказал Макфиллипс.«В районе Феникса какое-то время существовала довольно прогрессивная политика управления ливневыми стоками, и мы рассмотрели некоторые водосборы, где было чрезвычайно широко реализованы функции контроля ливневых стоков. Таким образом, мы могли начать определять, влияют ли они на режимы речного стока.."
Результаты исследования, недавно опубликованные в журнале Water Resources Research, были уникальными, поскольку они впервые задокументировали снижение яркости засушливых городских рек на Западе и показали, какую большую роль играют так называемые «сухие погодные потоки». играя в общие схемы речного потока, питаемого конденсатом кондиционера, орошением газона, стоками очистных сооружений и другими, более малоизвестными источниками.
«Было немного странно видеть, как вода входит в ручей и создает минимальный поток в день, когда обычно потока вообще не было», - сказала она. «Это нечто отличное от всего, что мы могли бы здесь увидеть, потому что на востоке есть постоянные потоки подземных вод."
Возможность обнаружить влияние усилий по управлению ливневыми стоками на Западе является самым большим отличием для McPhillips. На востоке города намного старше, и муниципалитеты модернизируют функции управления ливневыми стоками в существующей инфраструктуре ливневой канализации. Это значительно усложняет оценку успеха или неудачи инженерных функций, поскольку их может быть недостаточно, чтобы обнаружить их влияние на последующие этапы.
«Феникс, в частности, является очень новым городом, и муниципальные власти были довольно дальновидны в том, что они построили средства защиты от наводнений по мере роста городской территории», - сказала она. «Там есть целые водосборные бассейны, которые имеют довольно значительное количество функций управления водными ресурсами. Было довольно интересно найти примеры на Западе, где мы могли ясно увидеть результат инженерного управления ливневыми водами».