Os pesquisadores da UMD estão conectando as mudanças climáticas à gestão de águas pluviais urbanas e suburbanas, com o objetivo final de aumentar a resiliência a grandes eventos de tempestade. Com os modelos não apenas prevendo mais chuva, mas uma maior frequência de tempestades particularmente intensas e destrutivas, as inundações são uma grande preocupação em comunidades que estão se tornando mais assentadas com mais asfalto. As inundações não causam apenas danos materiais, mas impacta a saúde da Baía de Chesapeake por meio do aumento do escoamento de nutrientes e da poluição. Em um novo estudo de caso publicado no Jornal de planejamento e gestão de recursos hídricos , pesquisadores examinam duas bacias hidrográficas distintas e demonstram que mesmo pequenas práticas descentralizadas de gestão de águas pluviais, como jardins de chuva, podem fazer uma grande diferença cumulativa para a resiliência de uma bacia hidrográfica, usando modelagem preditiva para avaliar o que as mudanças climáticas exigirão de nossos futuros sistemas de gestão de águas pluviais.

"O que projetamos agora está em vigor há 20 ou 30 anos, portanto, devemos projetá-lo com as condições climáticas futuras em mente, em oposição à aparência da chuva passada, "explica Mitchell Pavao-Zuckerman, professor assistente em Ciência e Tecnologia Ambiental. "Este trabalho enfatiza o que está acontecendo nos espaços montanhosos locais que têm implicações imediatas para as pessoas que vivem nessas bacias hidrográficas para a mitigação de enchentes no futuro, mas conecta isso às questões mais amplas de como o aumento do escoamento está vinculado à saúde da Baía de Chesapeake. "

Com este estudo, Pavao-Zuckerman e a estudante de graduação Emma Giese dão uma olhada prática no que as áreas suburbanas estão fazendo atualmente para gerenciar suas águas pluviais, e fornecer algumas evidências sobre como e por que implementar uma infraestrutura verde com base em como esses sistemas se comportarão no futuro. Pavao-Zuckerman e Giese aproveitaram os dados disponíveis do United States Geological Survey (USGS) para duas bacias hidrográficas em Clarksburg, Maryland, uma cidade suburbana no condado de Montgomery que está crescendo e se desenvolvendo continuamente. Cada uma dessas duas bacias hidrográficas tem um histórico de desenvolvimento distinto - uma delas tem vários tanques de detenção em grande escala ou bacias de águas pluviais para uma abordagem mais tradicional de gestão de águas pluviais, enquanto o outro tem uma forte presença de infraestrutura verde de menor escala, como jardins de chuva, tanques de detenção secos, e filtros de areia. Ambas as bacias hidrográficas foram monitoradas antes e depois do desenvolvimento para ver os impactos da infraestrutura verde, e ambos estão perto de uma estação de monitoramento do tempo com dados climáticos que são facilmente acessíveis.

"A infraestrutura verde consiste em coisas com uma pegada muito menor do que uma bacia de águas pluviais, mas há mais deles na bacia hidrográfica, então se trata de medir o efeito agregado de um monte de coisas pequenas em uma bacia hidrográfica, em vez de uma ou duas coisas grandes em outra bacia hidrográfica, "diz Pavao-Zuckerman." A parceria com o USGS para ter uma boa fonte de dados na escala da bacia hidrográfica e encontrar o modelo certo para a questão foi fundamental. "

Para modelar cenários futuros de mudanças climáticas para essas duas bacias hidrográficas, Pavao-Zuckerman e Giese pediram a ajuda de Adel Shirmohammadi, professor e reitor associado da Faculdade de Agricultura e Recursos Naturais. "Juntos, fomos capazes de usar os dados do USGS para treinar a Ferramenta de Avaliação do Solo e Água ou modelo SWAT, levando em consideração a geografia das bacias hidrográficas, declive, tipo de solo, superfície impermeável, construído versus espaço aberto, e outros parâmetros para determinar quanta chuva realmente se transforma em risco de escoamento ou inundação, "diz Pavao-Zuckerman.

Usando este modelo, Pavao-Zuckerman e Giese foram então capazes de obter dados de projeção de mudanças climáticas para aumento da frequência de tempestades e chuvas para executar uma variedade de cenários futuros e ver como essas diferentes bacias hidrográficas seriam geridas. “Já vimos um aumento significativo das chuvas nos dias atuais, por isso, ficamos surpresos ao ver que nossa medida de referência atual já estava vendo os efeitos do aumento da chuva, "diz Pavao-Zuckerman.

Em última análise, Pavao-Zuckerman e Giese descobriram que a bacia hidrográfica com mais infraestrutura verde foi capaz de proteger e absorver mais do aumento da chuva do que a bacia hidrográfica tradicionalmente projetada com bacias maiores de águas pluviais. Contudo, com eventos de chuva maiores ou mais intensos, ambos os sistemas falharam em lidar com a quantidade de chuva com sucesso. "Estamos vendo mais grandes tempestades, então ou os sistemas estão sobrecarregados ou ainda saturados quando a próxima tempestade chegar, "diz Pavao-Zuckerman." Portanto, são realmente os maiores eventos de chuva em que vemos que as coisas não funcionam tão bem, e isso é preocupante em parte porque sabemos que, com a mudança climática, esses eventos mais intensos se tornarão mais comuns. Isso aponta para a necessidade de planejar esses eventos climáticos mais intensos na infraestrutura de gerenciamento de águas pluviais. "

Para combater esse problema, Pavao-Zuckerman e Giese descobriram que aumentar a capacidade de alguns dos sistemas existentes ou aumentar a presença de infraestrutura verde nas bacias hidrográficas os tornava mais resistentes a futuros eventos de chuva extrema. Com aquilo em mente, Pavao-Zuckerman e Giese trabalharam com Amanda Rockler, especialista em restauração de bacias hidrográficas e agente sênior da UMD Extension e do Maryland Sea Grant Program, para fornecer uma visão sobre o que era viável implementar. "Nosso trabalho nos permite ver qual pode ser o retorno adicional sobre o investimento nesses diferentes cenários de gestão de clima e águas pluviais, "diz Pavao-Zuckerman." É mais concreto do que apenas dizer que mais infraestrutura verde é melhor, o que não é prático e pode ter uma relação custo-benefício. "