I ricercatori dell'UMD stanno collegando il cambiamento climatico alla gestione delle acque piovane urbane e suburbane, con l'obiettivo finale di aumentare la resilienza ai grandi eventi di tempesta. Con i modelli che non solo prevedono più pioggia, ma una maggiore frequenza di tempeste particolarmente intense e distruttive, le inondazioni sono una delle principali preoccupazioni nelle comunità che si stanno stabilizzando con più asfalto. Le inondazioni non causano solo danni alla proprietà, ma ha un impatto sulla salute della baia di Chesapeake attraverso l'aumento del deflusso di nutrienti e dell'inquinamento. In un nuovo caso studio pubblicato su Journal of Water Resources Planning and Management , i ricercatori esaminano due bacini idrografici distinti e dimostrano che anche piccole pratiche di gestione decentralizzata delle acque piovane come i giardini pluviali possono fare una grande differenza cumulativa per la resilienza di uno spartiacque, utilizzando modelli predittivi per valutare ciò che il cambiamento climatico richiederà ai nostri futuri sistemi di gestione delle acque piovane.

"Ciò che progettiamo ora è in vigore da 20 o 30 anni, quindi dovremmo progettarlo tenendo presente le condizioni climatiche future rispetto a come era la pioggia passata, " spiega Mitchell Pavao-Zuckerman, professore assistente in Scienze e tecnologie ambientali. "Questo lavoro pone l'accento su ciò che sta accadendo negli spazi montani locali che ha implicazioni immediate per le persone che vivono in questi bacini idrografici per la futura mitigazione delle inondazioni, ma collega questo alle questioni più ampie di come l'aumento del deflusso si collega alla salute della baia di Chesapeake".

Con questo studio, Pavao-Zuckerman e la studentessa Emma Giese danno uno sguardo pratico a ciò che le aree suburbane stanno attualmente facendo per gestire le loro acque piovane, e fornire alcune prove su come e perché implementare infrastrutture verdi in base a come questi sistemi reggeranno in futuro. Pavao-Zuckerman e Giese hanno sfruttato i dati disponibili dallo United States Geological Survey (USGS) per due bacini idrografici a Clarksburg, Maryland, una città suburbana nella contea di Montgomery che sta solo crescendo e continuando a svilupparsi. Questi due bacini idrografici hanno ciascuno una storia di sviluppo distinta:uno ha diversi stagni di detenzione o bacini di acqua piovana su larga scala per un approccio più tradizionale alla gestione delle acque piovane, mentre l'altro ha una forte presenza di infrastrutture verdi su piccola scala come i giardini pluviali, stagni di detenzione a secco, e filtri a sabbia. Entrambi i bacini idrografici sono stati monitorati prima e dopo lo sviluppo per vedere gli impatti delle infrastrutture verdi, ed entrambi sono vicino a una stazione di monitoraggio meteorologico con dati climatici facilmente accessibili.

"Le infrastrutture verdi sono costituite da cose con un'impronta molto più piccola di un bacino di acqua piovana, ma ce ne sono di più nello spartiacque, quindi si tratta di misurare l'effetto aggregato di molte piccole cose in uno spartiacque piuttosto che una o due grandi cose in un altro spartiacque, " afferma Pavao-Zuckerman. "Collaborare con l'USGS per avere una buona fonte di dati su scala spartiacque e trovare il modello giusto per la domanda è stata fondamentale".

Per modellare gli scenari futuri del cambiamento climatico per questi due bacini idrografici, Pavao-Zuckerman e Giese si sono avvalsi dell'aiuto di Adel Shirmohammadi, professore e preside associato presso il College of Agriculture &Natural Resources. "Insieme, siamo stati in grado di utilizzare i dati USGS per addestrare lo strumento di valutazione del suolo e dell'acqua o il modello SWAT, tenendo conto della geografia dei bacini idrografici, pendenza, tipo di terreno, superficie impermeabile, costruito contro spazio aperto, e altri parametri per determinare la quantità di pioggia che diventa effettivamente deflusso o rischio di inondazione, " dice Pavao-Zuckerman.

Utilizzando questo modello, Pavao-Zuckerman e Giese sono stati quindi in grado di prendere i dati di proiezione del cambiamento climatico per aumentare la frequenza delle tempeste e le precipitazioni per eseguire una varietà di scenari futuri e vedere come sarebbero gestiti questi diversi bacini idrografici. "Abbiamo già visto un aumento significativo delle precipitazioni al giorno d'oggi, quindi siamo rimasti sorpresi nel vedere che la nostra misura attuale di riferimento stava già vedendo gli effetti dell'aumento della pioggia, " dice Pavao-Zuckerman.

In definitiva, Pavao-Zuckerman e Giese hanno scoperto che lo spartiacque con più infrastrutture verdi è stato in grado di tamponare e assorbire una quantità maggiore di precipitazioni rispetto allo spartiacque più tradizionalmente progettato con bacini di acqua piovana più grandi. Però, con eventi di pioggia più grandi o più intensi, entrambi i sistemi non sono riusciti a gestire con successo la quantità di pioggia. "Stiamo assistendo a eventi di tempesta più grandi, quindi o i sistemi sono sopraffatti o sono ancora saturi quando arriva il prossimo evento di tempesta, " dice Pavao-Zuckerman. "Quindi sono davvero gli eventi di pioggia più grandi in cui stiamo vedendo che le cose non funzionano altrettanto bene, e questo è preoccupante in parte perché sappiamo che con il cambiamento climatico questi eventi più intensi diventeranno più comuni. Ciò indica la necessità di pianificare questi eventi meteorologici più intensi nelle infrastrutture di gestione delle acque piovane".

Per combattere questo problema, Pavao-Zuckerman e Giese hanno scoperto che aumentare la capacità di alcuni dei sistemi esistenti o aumentare la presenza di infrastrutture verdi nei bacini idrografici li ha resi più resistenti a futuri eventi di pioggia estrema. Con quello in mente, Pavao-Zuckerman e Giese hanno lavorato con Amanda Rockler, specialista nel ripristino di bacini idrografici e agente senior con l'estensione UMD e il programma Maryland Sea Grant, per fornire informazioni su ciò che era fattibile da implementare. "Il nostro lavoro ci consente di vedere quale potrebbe essere il ritorno sull'investimento aggiuntivo in questi diversi scenari di gestione del clima e delle acque piovane, " dice Pavao-Zuckerman. "È più concreto che dire semplicemente che più infrastrutture verdi sono migliori, il che non è pratico e potrebbe avere un compromesso costi-benefici".