Em toda a parte oriental dos Estados Unidos, milhares de pequenas barragens bloqueiam o fluxo de água em riachos e rios, remontando aos tempos coloniais. Originalmente construído para operações de energia e moagem por colonos ou empresas, a maioria das represas não serve mais a propósitos humanos. Agora, muitas dessas barragens inativas estão sendo removidas por agências governamentais e privadas - impulsionadas pela necessidade ou esperança de aumentar a segurança pública, reduzindo a responsabilidade e melhorando os habitats aquáticos.

Contudo, menos atenção está sendo dada se a remoção das barragens prejudicará a qualidade da água, que é precisamente o que o professor Shreeram Inamdar da Universidade de Delaware está investigando. Como o pesquisador explica, bloquear a água sem querer oferece um benefício valioso. O solo a montante da barragem torna-se mais rico em carbono, que atua como um importante filtro de nitrogênio, um poluente importante nas hidrovias de nosso país.

"Este serviço de filtragem natural reduz as concentrações de nitrogênio da água do fluxo, melhora a qualidade da água e economiza recursos de conservação limitados, "disse Inamdar, que atua como diretor do Programa de Pós-Graduação em Ciências da Água e Políticas da UD.

Inamdar e colegas de três outras instituições ganharam duas bolsas da National Science Foundation para investigar. O primeiro é uma concessão NSF-RAPID; a segunda é uma bolsa regular do programa de Ciências Hidrológicas da NSF. Os subsídios totalizam $ 719, 959 com resultados próximos nos próximos dois anos.

Em 1840, mais de 65, 000 dessas barragens cobriam o leste dos EUA. Agora, mais de 14, 000 barragens documentadas ainda se estendem pelo meio do Atlântico e apenas no nordeste. Bem no quintal da UD, as represas ficam ociosas em White Clay Creek, onde antes funcionavam três fábricas.

A concessão de resposta rápida concentra-se nos efeitos da remoção da barragem nas águas subterrâneas ribeirinhas (ribeirinhas) e na qualidade da água dos riachos na Pensilvânia, que tem a maior taxa de remoção de barragens de qualquer estado. Remoções de barragens podem minar este serviço de filtragem, que é valioso para os ecossistemas, e aumentar o custo de limpeza de cursos d'água. Por outro lado, a remoção de barragens poderia introduzir um regime de água subterrânea mais dinâmico - como maiores flutuações dos níveis de água em solos à beira do rio, levando a um processamento e remoção potencialmente maiores de nitrogênio. Determinar qual desses dois cenários acontecerá é o foco do estudo.

A equipe de pesquisa transmitirá os resultados do estudo aos proprietários de terras e agências de recursos naturais, posicionando-os para tomar decisões mais informadas sobre a remoção de barragens e gerenciar melhor as bacias hidrográficas. A pesquisa de Inamdar está ocorrendo na bacia hidrográfica de Chiques Creek, um afluente do rio Susquehanna, incluindo o Krady Milldam fora de Lancaster, Pensilvânia, que foi removido em julho de 2018. O estudante de graduação em Ciência e Política da Água da UD, Evan Lewis, está realizando amostragem e monitoramento.

O segundo subsídio de Inamdar complementa o prêmio anterior, investigar como as barragens existentes moldam e influenciam o fluxo e os regimes de processamento de nutrientes nas águas subterrâneas e nas margens dos riachos. O estudo é o primeiro do tipo a investigar como as represas existentes afetam a hidrologia e a qualidade da água subterrânea.

"Vamos identificar os pontos críticos de processamento de nitrogênio imediatamente a montante dessas barragens em solos ribeirinhos e leitos de riachos para determinar a influência das barragens, "disse Inamdar, que trabalhará com a estudante de doutorado em ciências da água e políticas, Ginny Jeppi.

Milldams de cabeça baixa, uma pequena estrutura que retém água e se estende por toda a largura do rio ou riacho, alterar os regimes de fluxo para as águas superficiais e subterrâneas no riacho e nos solos ribeirinhos adjacentes. Tanto em Delaware quanto na Pensilvânia, os pesquisadores conduzirão exames e medições de fluxo para caracterizar os processos e mudanças em fluxo.

"Esses dados serão integrados para desenvolver um novo, acoplado, modelo conceitual para processos ribeirinhos e ribeirinhos e regimes de mistura a montante das barragens, "Disse Inamdar." Estas condições eram generalizadas para os muitos riachos represados ​​durante a era colonial e pós-colonial. Mas, hoje, eles ainda persistem em hidrovias represadas, bem como urbanizadas, redes de transmissão desconectadas. "

Esta pesquisa também fornecerá informações importantes sobre as condições hidrológicas e biogeoquímicas associadas às águas estagnadas.

Experiência de graduação

Em apoio a esses projetos da NSF, Justine Berina, estudante de graduação da Wooster College, mapeou os existentes, rompidos e removidos milldams na região. Ele foi apoiado pelo Instituto de Verão da Faculdade de Agricultura e Recursos Naturais, um programa de estágio com o objetivo de aumentar as minorias sub-representadas na agricultura e nas ciências. Berina mapeou as represas no condado de New Castle em Delaware e no condado de Cecil em Maryland; ele também revisou os mapas existentes de barragens nos condados de Kent e Sussex em Delaware.

Os locais das barragens históricas foram identificados a partir de mapas históricos da Biblioteca do Congresso e da Biblioteca UD. Ele também usou mapas de elevação atuais de Detecção e Distância de Luz (LIDAR) para identificar canais adutores - canais que tiram água de trás da barragem e a movem para o moinho - associados às barragens históricas. Essa pesquisa permitiu que Berina mapeasse as localizações das represas históricas no Google Maps.

"Esses mapas serão muito valiosos para os projetos da NSF para investigar como essas barragens existentes e violadas influenciam os ecossistemas de rios e paisagens circundantes, "observou Inamdar.

Após a conclusão de sua pesquisa, Berina apresentou seu trabalho no Undergraduate Research and Service Scholar Celebratory Symposium.