Los investigadores de la UMD están conectando el cambio climático con la gestión de las aguas pluviales urbanas y suburbanas, con el objetivo final de aumentar la resistencia a las grandes tormentas. Con modelos que no solo predicen más lluvia, pero una mayor frecuencia de tormentas particularmente intensas y destructivas, Las inundaciones son una preocupación importante en las comunidades que se están volviendo más pobladas con más asfalto. Las inundaciones no solo causan daños a la propiedad, pero tiene un impacto en la salud de la Bahía de Chesapeake a través del aumento de la escorrentía de nutrientes y la contaminación. En un nuevo estudio de caso publicado en el Revista de planificación y gestión de recursos hídricos , Los investigadores examinan dos cuencas hidrográficas distintas y demuestran que incluso las pequeñas prácticas descentralizadas de gestión de aguas pluviales, como los jardines de lluvia, pueden marcar una gran diferencia acumulativa en la resiliencia de una cuenca hidrográfica. utilizando modelos predictivos para evaluar lo que el cambio climático demandará de nuestros futuros sistemas de gestión de aguas pluviales.

"Lo que diseñamos ahora lleva 20 o 30 años, por lo que deberíamos diseñarlo teniendo en cuenta las condiciones climáticas futuras en lugar de cómo se vio la lluvia pasada, "explica Mitchell Pavao-Zuckerman, profesor asistente en Ciencia y Tecnología Ambientales. "Este trabajo pone énfasis en lo que está sucediendo en los espacios de las tierras altas locales que tiene implicaciones inmediatas para las personas que viven en estas cuencas hidrográficas para la mitigación de futuras inundaciones, pero conecta esto con los problemas más amplios de cómo el aumento de la escorrentía se vincula con la salud de la Bahía de Chesapeake ".

Con este estudio, Pavao-Zuckerman y la estudiante de posgrado Emma Giese echan un vistazo práctico a lo que las áreas suburbanas están haciendo actualmente para administrar sus aguas pluviales, y proporcionar alguna evidencia sobre cómo y por qué implementar la infraestructura verde en función de cómo se mantendrán estos sistemas en el futuro. Pavao-Zuckerman y Giese aprovecharon los datos disponibles del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) para dos cuencas hidrográficas en Clarksburg, Maryland, una ciudad suburbana en el condado de Montgomery que solo está creciendo y desarrollándose. Cada una de estas dos cuencas hidrográficas tiene un historial de desarrollo distinto:una tiene varios estanques de detención o cuencas de aguas pluviales de mayor escala para un enfoque más tradicional de la gestión de aguas pluviales, mientras que el otro tiene una fuerte presencia de infraestructura verde a menor escala como jardines de lluvia, estanques de detención secos, y filtros de arena. Ambas cuencas hidrográficas fueron monitoreadas antes y después del desarrollo para ver los impactos de la infraestructura verde, y ambos están cerca de una estación de monitoreo meteorológico con datos climáticos a los que se puede acceder fácilmente.

"La infraestructura verde consiste en cosas con una huella mucho más pequeña que una cuenca de aguas pluviales, pero hay más de ellos en la cuenca, por lo que se trata de medir el efecto agregado de muchas cosas pequeñas en una cuenca hidrográfica en lugar de una o dos cosas grandes en otra cuenca hidrográfica, ", dice Pavao-Zuckerman." Asociarse con el USGS para tener una buena fuente de datos a la escala de la cuenca hidrográfica y encontrar el modelo adecuado para la pregunta fue clave ".

Para modelar escenarios futuros de cambio climático para estas dos cuencas, Pavao-Zuckerman y Giese solicitaron la ayuda de Adel Shirmohammadi, profesor y decano asociado de la Facultad de Agricultura y Recursos Naturales. "Juntos, pudimos utilizar los datos del USGS para entrenar la herramienta de evaluación de suelos y aguas o el modelo SWAT, teniendo en cuenta la geografía de las cuencas hidrográficas, Pendiente, tipo de suelo, superficie impermeable, construido versus espacio abierto, y otros parámetros para determinar cuánta lluvia se convierte realmente en escorrentía o riesgo de inundación, "dice Pavao-Zuckerman.

Usando este modelo, Luego, Pavao-Zuckerman y Giese pudieron tomar datos de proyección del cambio climático para una mayor frecuencia de tormentas y lluvias para ejecutar una variedad de escenarios futuros y ver cómo se manejarían estas diferentes cuencas hidrográficas. "Ya hemos visto un aumento significativo de las precipitaciones en la actualidad, así que nos sorprendió ver que nuestra medida de referencia actual ya estaba viendo los efectos del aumento de la lluvia, "dice Pavao-Zuckerman.

Por último, Pavao-Zuckerman y Giese descubrieron que la cuenca con más infraestructura verde podía amortiguar y absorber más del aumento de lluvia que la cuenca de diseño más tradicional con cuencas de aguas pluviales más grandes. Sin embargo, con eventos de lluvia más grandes o más intensos, ambos sistemas no pudieron manejar la cantidad de lluvia con éxito. "Estamos viendo más tormentas grandes, por lo que los sistemas están abrumados o todavía están saturados para cuando llegue la próxima tormenta". ", dice Pavao-Zuckerman." Entonces, en los eventos de lluvia más grandes, vemos que las cosas no funcionan tan bien. y eso es preocupante en parte porque sabemos que con el cambio climático estos eventos más intensos se volverán más comunes. Esto apunta a la necesidad de planificar estos eventos climáticos más intensos en la infraestructura de gestión de aguas pluviales ".

Para combatir este problema, Pavao-Zuckerman y Giese encontraron que aumentar la capacidad de algunos de los sistemas existentes o aumentar la presencia de infraestructura verde en las cuencas hidrográficas los hacía más resistentes a futuros eventos de lluvia extrema. Con eso en mente, Pavao-Zuckerman y Giese trabajaron con Amanda Rockler, especialista en restauración de cuencas hidrográficas y agente senior de UMD Extension y el Programa Maryland Sea Grant, para proporcionar información sobre lo que era factible de implementar. "Nuestro trabajo nos permite ver cuál podría ser el retorno adicional de la inversión en estos diferentes escenarios climáticos y de gestión de aguas pluviales, ", dice Pavao-Zuckerman." Es más concreto que simplemente decir que más infraestructura verde es mejor, lo cual no es práctico y podría tener una compensación de costo-beneficio ".