Både dagvattenkontroll och bäckrestaurering är beprövade sätt att minska erosion längs vattenkanaler. Ofta, fastän, varje metod hanteras av en annan urban markförvaltningsavdelning, mäta olika framgångsvärden. Insatserna samordnas sällan på grund av finansiering och andra begränsningar.

Rod Lammers och hans kollegor vid University of Georgia tittade på några datoriserade modeller för att se om samordning av dessa markförvaltningsmetoder med gemensamma mål kan ha en större positiv inverkan på erosion. De goda nyheterna? Det gör det.

Först, låt oss ta en titt på varför dagvattenhanteringssystem är nödvändiga. I naturen, nederbörden faller på skogarna, prärier och andra markbaserade områden. Vattnet blötläggs i jorden, ner i vattenytan, och ut i vattendrag. Så småningom, genom avdunstning, att vattnet kommer tillbaka till atmosfären – tills nästa nederbördshändelse.

I städer, fastän, trottoar, hustak, och andra strukturer bryter vattnets kretslopp. Stadschefer och ingenjörer utvecklar dagvattenhanteringssystem för att samla upp och flytta vatten i långa tunnlar, under byggnader, och ut till vattendrag. Ju mer ogenomträngliga strukturer och ju större yta, desto mer komplext måste systemet vara.

Oavsett system, vattnet måste gå någonstans. Trots allt, vi vill inte ha den i vår källare eller parkeringshus.

Eftersom detta dagvatten inte har kunnat dra fördel av markens naturliga förmåga att rena vatten, vattnet kan fyllas med sediment, och oönskade näringsämnen. Dessa kan ta hårt på strömmens livsmiljöer och skada känsliga ekosystem nedströms. Dessutom, de större avrinningsvolymerna och högre och mer frekventa toppflöden kan leda till bäckbankserosion. UGA-studien tittade bara på sediment och näringsämnen som kommer från marken som eroderats i kanalerna.

Lammers och hans team tittade på nyare dagvattenhanteringsmetoder, kallas grön infrastruktur. Dessa typer av strukturer försöker tillåta mer vatten att suga in i jorden som ett naturligt system. "Vi försöker i huvudsak 'återställa' staden till ett mer naturligt vattenkretslopp, säger Lammers.

Varje kombination av dagvattenkontroller och restaureringsprojekt resulterar i sina egna förbättringar. Dock, "Styckevisa tillvägagångssätt för dagvattenhantering och bäckrestaurering missar synergistiska fördelar, " säger Lammers. "De gör restaureringsprojekt mer benägna att misslyckas, slösar bort värdefulla resurser för att minska föroreningar."

Dagvattenhanteringsprogram fokuserar ofta på toppflödeshastigheter för stora, mindre frekventa stormar. De försöker också ta bort suspenderade partiklar, samt kväve och fosfor.

Lammers team utvecklade datoriserade modeller för att förutsäga effekterna av tre olika scenarier för bäckrestaurering och tre olika scenarier för dagvattenbehandling. Således, det fanns scenarier med en kombination av restaurerings- och behandlingstekniker. Ett sådant "experiment" på fältet skulle ta lång tid och innebära stora kostnader.

"Datormodellering är ett kraftfullt verktyg. Vi kan testa den relativa framgången för olika förvaltningsmetoder, över år eller till och med årtionden, " säger Lammers. "Dessa resultat kan sedan användas av byråer för att hjälpa till med deras planering. Självklart, modellering har sina begränsningar. Det är viktigt att övervaka den faktiska prestandan av dagvattenpraxis och bäckrestaurering. De måste också anpassa förvaltningsmetoder baserat på observerade framgångar och misslyckanden."

"Våra resultat tyder på att implementering i vattendelare av dagvattenkontroller som minskar avrinningsvolymen är avgörande, " säger Lammers. "Kontrollerna måste ta itu med ett spektrum av stormstorlekar. Detta är ett mer effektivt tillvägagångssätt för att minska kanalerosion än strömrestaurering. Aggressiv, Ett tidigt genomförande kan ha resulterat i ännu mindre föroreningar genom att tidigt undvika erosion. Ungefär som att investera tidigt i livet leder till större ekonomisk avkastning, tidig implementering av dagvattenkontroller och restaurering kan resultera i bättre vattenkvalitet och kanalstabilitet."

"Strömåterställning kan komplettera effektiv dagvattenbehandling för att minska erosion och föroreningsbelastning, " säger Lammers. "Men, dessa tillvägagångssätt bör samordnas för att uppnå bästa resultat. Dessutom, dagvattenkontroller har en mycket större potential att minska bäckerosion än kanalrestaurering. Städer måste ta itu med grundorsaken till erosion – den förändrade stadsvattenkretsloppet. Det är mer effektivt än att bara behandla symptomen genom att stabilisera själva kanalen."

Eftersom denna studie gjordes i Colorado, framtida forskning skulle kunna göras för att tillämpa liknande tillvägagångssätt i olika klimat. Olika nederbördsmönster kan resultera i olika effektivitet av dagvattenkontroller. Också, tittar på olika restaureringsstrategier, som återkoppling av översvämningsslätter för att minska hastigheten och erosionskraften hos översvämningar, skulle vara intressant. Liknande, det skulle vara användbart att jämföra olika dagvattenkontrollstrategier, för att se vilka som presterar bäst i olika scenarier.

Denna forskning publicerades nyligen i Journal of Environmental Quality .