Slam av lera hotar alltmer vattnet vi dricker. Denna sedimentrusning, känd som "skräpflöde, "är en typ av erosion där lera och stenblock i branta avrinningsplatser plötsligt tumlar ner i bäckkanalen, färdas ofta med hastigheter på flera meter per sekund.

Och de skadar inte bara vattenförsörjningen - de kan skära vägar, skada infrastruktur, och till och med döda människor. Förra året, Kalifornien såg leror som förstörde mer än 100 hem och dödade 21 människor.

I vår forskning, publicerad i tidningen Geologi , vi fann att skräpflödet sannolikt kommer att bli mer frekvent och utbredt när buskbrasaktivitet och regnintensitet förväntas öka. Klimatförändringar kommer sannolikt att provocera de extrema väderförhållandena som orsakar dessa skogsbränder och intensiva nederbördshändelser.

I tur och ordning, dessa skräpflöden kan förorena vattentillförseln, med potential att påverka stora avrinningsdammar.

År 2003, skräpflöden hällde lera in i Canberras Cotter Dam - en händelse som orsakas av skogsbränder i uppsamlingsområdet. Bränderna gjorde att skräp flödar mer sannolikt eftersom de minskade vegetationstäcket och markinfiltration (en process där vatten kan absorberas av marken).

Den resulterande grumligheten (grumlighet), järn och mangan i behållaren stängde Canberras huvudvattenförsörjning i sex månader. Ett nytt reningsverk på 38 miljoner dollar måste byggas, om detta händer igen.

Skräpflöden som den här var en gång sällsynta, men under det senaste decenniet har de blivit vanligare i sydöstra Australien. Faktiskt, vi kartlade nästan 500 skräpflöden som inträffade i Victoria mellan 2009 och 2012.

Oro för detta hot har lett Melbourne Water, East Gippsland Water och Department of Environment Land Water and Planning i Victoria kommer att samarbeta med oss ​​om ett projekt som syftar till att utveckla verktyg för att förutsäga och mildra effekterna av skräpflöden på vattenkvaliteten.

Vi kan förvänta oss att skräpflöden kommer att öka

Skräpflödesfrekvens är en risk för vattenföroreningar. Hotet är maximalt när det ofta sker skift mellan våta och torra ytterligheter.

Och klimatförändringar, vilket sannolikt kommer att orsaka mer intensiv nederbörd, mer våta och torra ytterligheter, starkare El Niños och fler skogsbränder, kommer att få båda typerna av skräp att flöda mer vanligt.

Under våta förhållanden, ofta associerad med La Niña, sådana flöden orsakas av jordskred, som uppstår när jordar är mättade och förlorar sin sammanhållning. Jordskred blir skräpflöden när de färdas genom strömkanaler.

Det fanns flera hundra stora skräpflöden i Wilsons udde och Grampians nationalparker, till exempel, under den extremt våta sommaren 2011.

Skräpflödena i Grampians orsakade vattenförsörjningsproblem som de i Canberra. Lake Bellfield, till exempel, som levererar vatten till 48 städer i Wimmera -regionen, kunde inte användas för dricksvatten i mer än tre år.

Under torra förhållanden, ofta associerad med El Niño, skräpflöden orsakas av ytavrinning efter brand och en process som kallas "sedimentmassa". Det här är när aska, grus och skräp urholkas från sluttningar och strömkanaler genom ytavrinning under plötsliga åskväder med korta och intensiva skurar av nederbörd. Dessa skräpflöden uppstår vanligtvis när jorden är torr.

Vi identifierade mer än 300 skräpflöden av detta slag i områden som brändes av buskbränderna på Black Saturday 2009.

Efter bränderna i februari 2019, det finns större sannolikhet för skräpflöde, som i sin tur kan förorena vatten som kommer från Melbournes Thomson -avrinningsområde. Vad mer, övre Yarra -avrinningen, vilket är avgörande för Melbournes vattenförsörjning, var nära att brännas av skogsbränder både 2009 och 2019.

I vår studie, vi modellerade skräpflöden efter brand med rörelsen av lerpartiklar i en reservoar. Modellen föreslår att vattenföroreningar i Upper Yarra -avrinningen kan störa Melbournes vattentillförsel i upp till 12 månader.

Baserat på vår modell, kostnaden för att skaffa alternativa vattenförsörjningar vid sådana avbrott är i storleksordningen 100 miljoner dollar.

Hur kan vi hantera detta problem?

Förutom att vi har alternativa vattenförsörjningar, Det finns några saker vi kan göra för att minska risken för skräpflöden.

Risken för skräpflöden efter brand skulle minskas kraftigt om buskbränder av mycket allvarlig omfattning kunde undvikas i branta och eroderbara områden. Strategiska brandavbrott, riktade brandbekämpningsinsatser och förbränning av bränsle är, i viss utsträckning, åtgärder som kan få detta att hända. Vi har utvecklat modeller för att identifiera högriskområden som ska riktas.

Tekniska strukturer för att kontrollera skräpflöden är ett annat alternativ. Japanska och europeiska ingenjörer har utvecklat strukturer som "skräpflödeshinder" som kan fånga sediment, men också sprida energi från flödet.

Det är inte klart om dessa strukturer kan fånga det fina sediment som skulle förorena våra magasin, men metoder prövas i Thomsons upptagningsområde.

För att mildra risken genom brandhantering och skrotflödeskontroll krävs en samordnad strategi, särskilt i miljöer med komplexa markarrangemang, som Melbournes vattenförsörjningsavrinningsområden.

Denna artikel publiceras från The Conversation under en Creative Commons -licens. Läs originalartikeln.