Le développement urbain dans l'est des États-Unis entraîne une augmentation des crues soudaines dans les cours d'eau voisins, mais dans l'Ouest aride, l'urbanisation a l'effet inverse, selon un chercheur de Penn State, qui suggère qu'il peut y avoir des leçons à tirer du contraste marqué.

Lauren McPhillips, professeur assistant en génie civil et environnemental, qui a mené une étude sur la façon dont le développement urbain affecte les débits des cours d'eau dans le Phoenix, Arizona, Zone métropolitaine, estime que la recherche peut fournir des indices pour une meilleure gestion des eaux pluviales partout.

« Nous avons constaté que la « flashiness » – une mesure des taux de montée et de chute du débit d'eau dans les cours d'eau – diminuait en fait avec l'étendue de l'imperméabilité dans les zones arides, Urbain, Bassins versants sud-ouest, " a déclaré McPhillips, qui a des nominations dans les collèges des sciences et de l'ingénierie agricoles. "C'est le schéma opposé à celui observé dans des études précédentes dans des régions plus humides telles que l'Est."

Les chercheurs ont analysé 14 ans d'enregistrements de débit provenant de jauges de cours d'eau de l'US Geological Survey et de données similaires provenant du district de contrôle des inondations du comté de Maricopa pour déterminer comment les caractéristiques hydrologiques variaient avec le développement urbain. L'étude a porté sur 19 bassins hydrographiques qui drainaient des superficies allant de moins d'un mille carré à 175 milles carrés.

Semblable aux systèmes plus humides, les chercheurs ont observé plus d'événements de débit élevé dans les cours d'eau du désert urbain par rapport aux cours d'eau du désert non urbain, elle a expliqué. Cependant, ce n'était qu'au seuil d'inondation inférieur - il n'y avait pas d'augmentation des inondations plus importantes avec le développement urbain.

"Globalement, le syndrome des cours d'eau urbains se manifeste différemment dans ce système aride - l'urbanisation augmente la rétention d'eau et conduit à des débits moins variables dans les écosystèmes des cours d'eau, ", a déclaré McPhillips.

McPhillips, qui a commencé la recherche en tant que chercheur postdoctoral à l'Arizona State University avant de rejoindre la faculté de Penn State pour se concentrer explicitement sur l'hydrologie urbaine et les infrastructures vertes, espère appliquer une partie de ce qu'elle a appris en Occident à son nouveau rôle. Dans l'Ouest aride, elle a noté, la quantité d'eau est plus un problème, et les crues soudaines sont une très grande préoccupation, ainsi que la disponibilité de l'eau dans les aquifères et la rareté de l'eau.

À l'Est, en particulier dans le bassin versant de la baie de Chesapeake, la gestion des eaux pluviales est également liée aux problèmes de qualité de l'eau. La réduction de la pollution due au ruissellement urbain est l'une des stratégies de nettoyage de la baie.

« L'Arizona était une étude de cas intéressante pour essayer de mieux comprendre l'urbanisation et le rôle des structures de gestion des eaux pluviales conçues intentionnellement, car les zones urbaines se sont développées beaucoup plus récemment, et ils continuent de croître rapidement, " a déclaré McPhillips. " La région de Phoenix a eu des politiques de gestion des eaux pluviales assez progressives pendant un certain temps, et nous avons examiné certains bassins hydrographiques où il y avait une mise en œuvre extrêmement élevée de fonctionnalités de contrôle des eaux pluviales. Nous pourrions donc commencer à détecter s'ils influencent ou non les schémas d'écoulement des cours d'eau. »

Les résultats de la recherche, récemment publié dans Recherche sur les ressources en eau , étaient uniques car ils ont documenté pour la première fois la réduction de la luminosité des cours d'eau urbains arides à l'ouest et ont montré le rôle important que jouent les soi-disant « débits par temps sec » dans les modèles globaux d'écoulement des cours d'eau, alimenté par des condensats de climatiseur, irrigation du gazon, les effluents des usines de traitement des eaux usées et d'autres sources plus obscures.

"C'était un peu étrange de voir de l'eau entrer dans le ruisseau et créer un débit minimum un jour où il n'y aurait normalement pas de débit du tout, " dit-elle. " C'est quelque chose qui est différent de tout ce que nous verrions ici, parce qu'à l'Est il y a des écoulements constants d'eaux souterraines."

La possibilité de détecter l'influence des efforts de gestion des eaux pluviales dans l'Ouest se démarque comme la plus grande différence pour McPhillips. Dans l'est, les villes sont beaucoup plus anciennes, et les municipalités modernisent les caractéristiques de gestion des eaux pluviales dans l'infrastructure existante des égouts pluviaux. Cela rend beaucoup plus difficile de juger du succès ou de l'échec des fonctionnalités d'ingénierie, car elles peuvent ne pas être suffisantes pour détecter leur impact en aval.

"Phénix, en particulier, est une toute nouvelle ville, et les dirigeants municipaux étaient plutôt avant-gardistes en ce sens qu'ils ont construit des installations de contrôle des inondations au fur et à mesure que la zone urbaine s'agrandissait, " dit-elle. " Il y a des bassins versants entiers là-bas qui ont des quantités assez substantielles de caractéristiques de gestion de l'eau. C'était assez excitant de trouver des cas dans l'Ouest où nous pouvions voir clairement le résultat de l'ingénierie de gestion des eaux pluviales. »