År 2020, Colorado slogs mot de fyra största skogsbränderna i sin historia, lämnar invånarna oroliga för ännu en intensiv skogsbrandsäsong i år.

Men förra veckan, bränder var inte problemet – det var deras efterdyningar. När kraftiga regn föll över brännskadan från branden i Cameron Peak 2020, de utlöste översvämningar och lerskred nordväst om Fort Collins som förstörde hem, dödade minst tre människor och skadade större vägar. Översvämningar längs 2020 års Grizzly Creek och East Troublesome brännskador utlöste också lerskred över Interstate 70 genom Glenwood Canyon och i Grand County strax väster om Rocky Mountain National Park.

Dessa tragiska händelser gör det klart att effekterna av en skogsbrand inte tar slut när lågorna slocknar. Det kan bli miljökonsekvenser i många år framöver – och det är viktigt att hålla ett öga på vattnet.

CU Boulder idag pratade med professor Fernando Rosario-Ortiz, en miljökemiexpert som studerar hur skogsbränder påverkar vattenkvaliteten; och biträdande professor och CIRES-stipendiat Ben Livneh, en hydrolog som studerar hur klimatförändringar påverkar vattentillgången och hur bränder och regn påverkar skredrisken, om hur eld kan forma framtiden för vatten i väst.

Vad händer med vatten i sjöar, floder och bäckar efter en närliggande skogsbrand?

Rosario-Ortiz:När du har öppna lågor, många gasreaktioner och fastfasreaktioner, det resulterar i omvandling av kemikalier och förändringar i marken, och vi observerar effekterna när vi tittar på vattenkvaliteten. Till exempel, vi observerar ökningen av koncentrationen av näringsämnen i vatten, vilket inte nödvändigtvis är dåligt, men det kan orsaka efterföljande problem i reservoarerna som algblomning. Det kan också finnas en mobilisering av metaller och ökad koncentration och aktivitet av det vi kallar organiskt kol samt grumlighet, vilket sedan kan påverka vattenbehandlingsproduktionen och bildandet av desinfektionsbiprodukter.

Hur hanterar stadens vattenleverantörer och reningsverk dessa effekter?

Rosario-Ortiz:Helst, du vill ha en sekundär vattenkälla. I Fort Collins, tillbaka 2012 efter High Park -branden, floden påverkades men reservoaren påverkades inte. Så de kunde dra från reservoaren och vänta på att det värsta skulle gå över.

Om du inte har det alternativet, några av utmaningarna efter skogsbränder och regnhändelser inkluderar ökad sedimentmobilisering, vilket är mycket utmanande för vattenreningsverksamhet. Det är kortsiktiga effekter som kan ge dig huvudvärk, men de kan också bli långsiktiga utmaningar. Strunt i det faktum att du kan ha problem med infrastrukturen.

Hur kan en löpeld påverka vattenmängden och tidpunkten i ett landskap?

Livneh:I västra USA är vi verkligen beroende av vatten som rinner i floder och bäckar, och det fyller reservoarerna för vår försörjning. Så när vi tänker på även små förändringar i mängden vatten som kommer från backen, eller över landskapet, som kan ha stor inverkan på den totala tillgången på vatten.

En av de mest anmärkningsvärda sakerna som händer i en brand är att jordens struktur förändras. Initialt, mindre regn kommer att suga in i jorden, och mer regn kommer att bli ytavrinning. Det finns en hel del anledning att tro att du kommer att få mer totalt vatten - men det kommer att bli mycket mer "flaskigt" när det kommer.

Å ena sidan, det kan vara bra om du har en reservoar för att samla upp den. Men vi har hört talas om vattenverk som faktiskt stänger av sina intag efter en brand om kvaliteten på vattnet är för låg. Och det är knepigt, eftersom torka ofta är inblandad på något sätt. Så det finns ofta ett konkurrerande behov av mer vatten, och ändå är kvaliteten låg.

Vilka är de faktorer som påverkar sannolikheten för översvämningar eller lerskred efter en skogsbrand?

Livneh:När vatten bär tillräckligt med saker med sig, vi kallar det ett skräpflöde, som är en typ av jordskred. Ju större och större den blir, desto mer effektfull är den. Vi har forskning finansierad av NASA där vi tittade på 5, 000 skredplatser runt om i världen. Vi fann att platser som hade en brand under de senaste tre åren krävde mindre nederbörd för att orsaka ett jordskred.

Men det finns också mycket lokal variation som verkligen betyder något. Måttligt brant, kraftigt vegeterade områden, typer av jordar – särskilt sandigare jordar – ökar risken. Nu har vi också många människor som har byggt strukturer i branta sluttningar i dessa områden, så det finns ett mänskligt element där, för. Och den tid på året som det händer kan spela roll. En brand precis innan din regnperiod är en viktig faktor.

Vad betyder allt detta för framtiden för Colorado och västra USA?

Rosario-Ortiz:När hem brinner, du förbränner inte bara hus, du förbränner allt inne i dessa hem. Du kanske nu förbränner elektriska fordon, till exempel, med ett stort batteri.

Vad är då några av de andra potentiella problemen med exponering för luft? Vatten? Det kommer att vara något som vi kommer att behöva utforska ytterligare under de närmaste åren.

Livneh:Vissa uppskattningar säger att mängden skogsareal som bränns varje år i västra USA har fördubblats under de senaste 25 åren. Och det innebär verkligen risker för samhällen, speciellt i gränssnittet mellan vilda och städer (WUI). Att hantera det är till stor del ett slags politiskt problem, men under de närmaste tio åren eller så kommer vi att fortsätta att ha dessa stora bränder.

Först och främst, människor måste vara uppmärksamma på dessa översvämningsvakter och till lokala riktlinjer om evakuering. Det viktigaste är att rädda liv.

Vad kan vi göra för att förbereda oss för framtiden?

Rosario-Ortiz:Utilities kanske måste tänka på potentiella uppgraderingar av anläggningar. Det betyder att vi kanske också måste överväga finansieringen av dessa projekt och hur vi kan förbättra den övergripande motståndskraften.

Livneh:En av de mest robusta egenskaperna hos klimatförändringarna är uppvärmningen, höger? När regn blir vanligare, vi kommer bara att behöva fortsätta att utöka vår portfölj av saker vi gör för att hänga med. Ju mer fördomsfria vi kan vara när det gäller att hantera dessa saker är viktigt. Jag är en slags optimist. Som människor, vi har övervunnit så många tekniska utmaningar; det kommer inte att vara något vi inte kan lösa oss ur.