Les chercheurs de l'UMD relient le changement climatique à la gestion des eaux pluviales urbaines et suburbaines, dans le but ultime d'accroître la résilience face aux tempêtes majeures. Avec des modèles non seulement prédisant plus de pluie, mais une fréquence accrue d'orages particulièrement intenses et destructeurs, les inondations sont une préoccupation majeure dans les communautés qui s'installent de plus en plus avec plus d'asphalte. Les inondations ne causent pas seulement des dommages matériels, mais cela a un impact sur la santé de la baie de Chesapeake en augmentant le ruissellement des nutriments et la pollution. Dans une nouvelle étude de cas publiée dans le Journal de la planification et de la gestion des ressources en eau , les chercheurs examinent deux bassins versants distincts et démontrent que même de petites pratiques décentralisées de gestion des eaux pluviales comme les jardins pluviaux peuvent faire une grande différence cumulative pour la résilience d'un bassin versant, utiliser la modélisation prédictive pour évaluer ce que le changement climatique exigera de nos futurs systèmes de gestion des eaux pluviales.

« Ce que nous concevons maintenant est en place depuis 20 ou 30 ans, nous devons donc le concevoir en tenant compte des conditions climatiques futures, par opposition à ce à quoi ressemblaient les pluies passées, " explique Mitchell Pavao-Zuckerman, professeur assistant en sciences et technologies de l'environnement. "Ce travail met l'accent sur ce qui se passe dans les espaces des hautes terres locaux qui a des implications immédiates pour les personnes qui vivent dans ces bassins versants pour l'atténuation future des inondations, mais relie cela aux problèmes plus larges de la façon dont l'augmentation du ruissellement est liée à la santé de la baie de Chesapeake. »

Avec cette étude, Pavao-Zuckerman et l'étudiante diplômée Emma Giese examinent concrètement ce que font actuellement les banlieues pour gérer leurs eaux pluviales, et fournir des preuves sur comment et pourquoi mettre en œuvre une infrastructure verte en fonction de la façon dont ces systèmes résisteront à l'avenir. Pavao-Zuckerman et Giese ont exploité les données disponibles du United States Geological Survey (USGS) pour deux bassins versants à Clarksburg, Maryland, une ville de banlieue du comté de Montgomery qui ne fait que grandir et continue de se développer. Ces deux bassins versants ont chacun une histoire de développement distincte - l'un a plusieurs bassins de rétention ou bassins d'eaux pluviales à plus grande échelle pour une approche plus traditionnelle de la gestion des eaux pluviales, tandis que l'autre a une forte présence d'infrastructures vertes à plus petite échelle comme les jardins de pluie, étangs de rétention à sec, et filtres à sable. Les deux bassins versants ont été surveillés avant et après le développement pour voir les impacts des infrastructures vertes, et les deux sont à proximité d'une station de surveillance météorologique avec des données climatiques facilement accessibles.

« L'infrastructure verte se compose de choses avec une empreinte beaucoup plus petite qu'un bassin d'eaux pluviales, mais il y en a plus dans le bassin versant, il s'agit donc de mesurer l'effet agrégé de beaucoup de petites choses dans un bassin versant plutôt que d'une ou deux grandes choses dans un autre bassin versant, " dit Pavao-Zuckerman. " Le partenariat avec l'USGS pour avoir une bonne source de données à l'échelle du bassin versant et trouver le bon modèle pour la question était la clé. "

Pour modéliser les futurs scénarios de changement climatique pour ces deux bassins versants, Pavao-Zuckerman et Giese ont fait appel à Adel Shirmohammadi, professeur et doyen associé au College of Agriculture &Natural Resources. "Ensemble, nous avons pu utiliser les données de l'USGS pour former l'outil d'évaluation des sols et des eaux ou modèle SWAT, compte tenu de la géographie des bassins versants, pente, le type de sol, surface imperméable, construit contre espace ouvert, et d'autres paramètres pour déterminer combien de précipitations deviennent réellement un risque de ruissellement ou d'inondation, " dit Pavao-Zuckerman.

En utilisant ce modèle, Pavao-Zuckerman et Giese ont ensuite pu utiliser les données de projection du changement climatique pour une fréquence accrue des tempêtes et des précipitations afin d'exécuter une variété de scénarios futurs et de voir comment ces différents bassins versants seraient gérés. "Nous avons déjà vu une augmentation significative des précipitations de nos jours, nous avons donc été surpris de voir que notre mesure de base actuelle voyait déjà les effets d'une augmentation de la pluie, " dit Pavao-Zuckerman.

Finalement, Pavao-Zuckerman et Giese ont découvert que le bassin versant doté de plus d'infrastructures vertes était capable de tamponner et d'absorber davantage l'augmentation des précipitations que le bassin versant plus traditionnellement conçu avec de plus grands bassins d'eaux pluviales. Cependant, avec des épisodes pluvieux plus importants ou plus intenses, les deux systèmes n'ont pas réussi à gérer la quantité de pluie avec succès. « Nous assistons à de plus en plus de tempêtes de grande ampleur, de sorte que les systèmes sont soit débordés, soit encore saturés au moment où la prochaine tempête survient, " dit Pavao-Zuckerman. " Ce sont donc vraiment les plus gros événements pluvieux où nous voyons que les choses ne fonctionnent pas aussi bien, et c'est préoccupant en partie parce que nous savons qu'avec le changement climatique, ces événements plus intenses vont devenir plus fréquents. Cela souligne la nécessité de planifier ces événements météorologiques plus intenses dans les infrastructures de gestion des eaux pluviales. »

Pour lutter contre ce problème, Pavao-Zuckerman et Giese ont constaté que l'augmentation de la capacité de certains des systèmes existants ou l'augmentation de la présence d'infrastructures vertes dans les bassins versants les rendaient plus résistants aux futurs événements de pluie extrême. Dans cet esprit, Pavao-Zuckerman et Giese ont travaillé avec Amanda Rockler, spécialiste de la restauration des bassins versants et agent principal avec UMD Extension et le Maryland Sea Grant Program, pour donner un aperçu de ce qu'il était possible de mettre en œuvre. « Notre travail nous permet de voir quel pourrait être le retour sur investissement supplémentaire dans ces différents scénarios de gestion du climat et des eaux pluviales, " dit Pavao-Zuckerman. " C'est plus concret que de simplement dire que plus d'infrastructures vertes, c'est mieux, ce qui n'est pas pratique et pourrait avoir un compromis coût-bénéfice."