Pensez à votre café quotidien, l'abonnement au gym boutique et l'accès au salon de l'aéroport coûtent cher ? Il peut y avoir un supplément, coût caché de ces luxes de la vie urbaine, dit une nouvelle étude de l'Université Johns Hopkins :plus d'inondations.

Pour chaque point de pourcentage d'augmentation des routes, les stationnements et autres surfaces imperméables qui empêchent l'eau de s'écouler dans le sol, les crues annuelles augmentent en moyenne de 3,3%, les chercheurs ont trouvé.

L'étude a été publiée aujourd'hui dans Lettres de recherche géophysique .

"Avec les récentes inondations majeures dans les villes fortement urbanisées comme Houston et Ellicott City, nous voulions mieux comprendre à quel point l'urbanisation augmente les débits de crue, " dit Annalise Blum, un ancien boursier postdoctoral au département des sciences de la Terre et des planètes de l'Université Johns Hopkins et le premier auteur de l'article. Blum est maintenant membre de l'American Association for the Advancement of Science (AAAS) Science &Technology Policy Fellow.

Alors que des études antérieures ont tenté d'estimer dans quelle mesure les surfaces imperméables affectent les inondations, ces études utilisaient des ensembles de données plus petits—en regardant un seul ruisseau ou un petit ensemble de ruisseaux—qui n'étaient pas généralisables à travers le pays. Ces études n'ont pas non plus pu isoler la relation de cause à effet entre les surfaces imperméables et l'ampleur des inondations, dit Blum, parce qu'ils ne pouvaient pas contrôler efficacement d'autres facteurs tels que le climat, les barrages et l'utilisation des terres. Ces autres facteurs rendent difficile l'évaluation de l'impact d'une couverture plus imperméable sur l'ampleur des crues.

En collaboration avec Paul Ferraro, un Bloomberg Distinguished Professor avec des nominations conjointes à la Carey Business School et au Département de santé environnementale et d'ingénierie de l'Université Johns Hopkins, l'équipe de recherche a utilisé des modèles mathématiques rarement utilisés dans l'étude de l'eau ou des inondations.

« Déduire la cause et l'effet dans l'environnement qui nous entoure est difficile. Cependant, au cours des dernières décennies, des domaines comme l'économie et la biostatistique ont fait de grands progrès dans les méthodes qui peuvent isoler la cause et l'effet. En apportant ces méthodes à l'hydrologie, nous espérons que nous pourrons stimuler les progrès de la science hydrologique, ainsi que dans les politiques et programmes urbains qui dépendent de cette science, " dit Ferraro.

Des études antérieures étudient des flux uniques au fil du temps ou plusieurs flux à un moment donné. Ces études, séparément, cependant, ne peut pas déterminer si les différences d'inondations sont dues à des différences de surfaces imperméables ou à des changements d'autres facteurs.

Blum et ses collègues ont créé un ensemble de données qui leur a permis de tirer parti des différences dans le temps et dans l'espace pour isoler l'effet des surfaces imperméables sur les inondations. L'équipe de recherche a analysé 39 ans de données (1974-2012) de plus de 2, 000 jaugeages de l'U.S. Geological Survey, qui mesurent la quantité d'eau qui s'écoule dans un ruisseau. L'équipe a ensuite fusionné les données du cours d'eau avec des données sur la croissance des surfaces imperméables dans les bassins en amont des jauges.

Les auteurs estiment que la magnitude annuelle des crues (définie comme le débit annuel maximal) augmente de 3,3 %, en moyenne, pour chaque point de pourcentage d'augmentation des terrasses, garage, pavés ou autres surfaces imperméables.

« En raison de la grande variabilité des crues annuelles, il est difficile d'isoler l'effet de l'urbanisation. La combinaison de ces grands ensembles de données avec des dimensions temporelles et spatiales nous a permis de déterminer et de calculer l'ampleur de l'effet, " dit Blum.

Blum espère que les chercheurs appliqueront les méthodes à d'autres défis environnementaux et utiliseront les résultats pour se préparer aux conséquences imprévues de l'urbanisation.

« Si vous envisagez un bassin qui, selon vous, s'urbanisera dans les cinq prochaines années, ces résultats vous donneront une estimation approximative des inondations supplémentaires à prévoir en raison de cette urbanisation, " elle dit.