Рандхир и его аспирант Аммара Талиб приняли во внимание множество экогидрологических переменных в своем исследовании текущих на север рек Садбери, Ассабет и Конкорд, моделируя уязвимость водораздела в различных прогнозируемых сценариях землепользования и изменения климата. Так называемая речная система «СуАСКО» расположена примерно в 30 милях к северо-западу от Бостона в восточных графствах Вустер и западных округах Мидлсекс. Подробности расследования появятся в текущем выпуске журнала Water and Climate.Как объясняет Рандхир: «Это один из многих водоразделов, прилегающих к пригородам, который в ближайшие несколько десятилетий столкнется с интенсивной нагрузкой на освоение земель, поэтому это хорошее место для изучения воздействия нынешнего, изменяющегося и будущего землепользования, а также изменения климата. гидрология наука о климате фокусируется на климате, но очень немногие объединяют эти два аспекта — землепользование и его синергию с изменением климата.
Мы смоделировали, как этот водораздел будет выглядеть в следующие 90 лет, вплоть до 2100 года, с учетом того и другого ».Он говорит: «Воздействие ливневых вод будет усилено из-за совокупного воздействия.
Но здесь еще не поздно. Может быть, уже слишком поздно для полностью развитых регионов, но для таких регионов, как SuASCo, у них все еще есть шанс сохранить существующее открытое пространство. использовать такие методы, как, например, установка меньшего количества непроницаемых автостоянок, которые препятствуют пополнению запасов грунтовых вод ".Исследователи обнаружили, что поверхностный сток может значительно увеличиться с 28 процентов от базового уровня в 2035 году до 78 процентов к 2100 году из-за сокращения площади лесных массивов и увеличения испарения.
Сток поверхностных вод или ливневые стоки можно уменьшить с помощью таких методов, как восстановление водно-болотных угодий, добавление водозаборников на стоянках, установка дождевых садов, использование земледельческих хозяйств, террас, сокращение откачки грунтовых вод и управление орошением.Авторы говорят, что принятие такого «дизайна зеленой инфраструктуры» и стимулов по сохранению водных ресурсов, направленных на решение проблемы изменения климата и экогидрологических условий, может быть успешным инструментом для городских, пожарных и государственных органов здравоохранения и других лиц, готовящих генеральные планы по сохранению достаточного количества воды хорошего качества для общественных служб. .Для этого двухлетнего исследования Рандхир и Талиб использовали имитационное моделирование и многомерное статистическое моделирование, чтобы изучить влияние таких факторов, как годовое испарение, осадки, температура и влажность почвы, на сток в масштабе водосбора и взаимодействие между влажностью почвы и другими климатическими переменными на сток. узоры. Талиб собрал географическую информацию о земном покрове, почвах, гидрологии водотоков и климатические данные с местных станций за последние 50 лет, а также прогнозы Межправительственной группы экспертов по изменению климата.
Она поместила их в откалиброванную и проверенную имитационную модель водораздела, первоначально разработанную Геологической службой США.По словам Рандхира, одним из основных прогнозов модели является то, что регион SuAsCo будет становиться все более и более урбанизированным с большим влиянием на водные ресурсы, а изменение климата только усугубит ситуацию. «Одним из удивительных результатов были крайности, которые мы наблюдали в моделях», — отмечает он. «Зимний снег тает раньше, в феврале, вместо медленного таяния с марта на апрель, которое было в прошлом. Раннее таяние снега нехорошо. Снежный покров должен быть.
Мы видели это в 2015 году, снежный покров растаял очень быстро и вызвал наводнение. . "Еще одна из этих крайностей наблюдается в периоды низкого стока, добавляет он. «В верховьях реки в конце зимы и весной случаются наводнения, а в летние месяцы с низким расходом в реке мало воды. Лето приносит более высокий спрос и меньшие ресурсы. Мы уже наблюдаем это сейчас, но Ожидается, что к середине и концу этого столетия эти экстремальные явления усилятся.
Прямо сейчас низкий сток может фактически означать пересыхание русла реки. Наша модель предсказывает, что в будущем ситуация может быть намного хуже ».С этими проблемами сталкивается не только водораздел SuAsCo; Рандхир отмечает, что в отношении водосборов рек Коннектикут и Блэкстоун предсказываются очень похожие прогнозы. «Мы надеемся, что лица, принимающие решения, комиссии по охране природы, специалисты по планированию землепользования, местные и региональные чиновники, регулирующие методы землепользования, изменят свою политику землепользования, чтобы помочь своим общинам стать более устойчивыми».Поскольку некоторые из рекомендуемых природоохранных методов имеют множество сопутствующих преимуществ, немедленно улучшая качество воды и сохраняя ее, он говорит: «Вы можете получить выгоду раньше. снижение уровня загрязнения и повышение устойчивости.
Большинство городов достигли максимума водоснабжения прямо сейчас, поэтому они должны скоро перейти на охрану », — добавляет он. «Они не могут продолжать расширять свое использование, потому что запасы уже исчерпаны».Авторы приходят к выводу: «Комплексная стратегия развития с низким уровнем воздействия, интеллектуального роста и открытого пространства имеет решающее значение для обработки будущих изменений в системах водосбора. Это требует подхода, основанного на широком участии, поскольку воздействие изменений в землепользовании требует обмена информацией и совместных подходов к их реализации. стратегии для поддержания экосистем водосборов ".