UMD研究绿色基础设施 以应对气候变化带来的更强降雨

UMD的研究人员将气候变化与城市和郊区的雨水管理联系起来，最终目标是提高抵御大风暴的能力。因为该模型不仅可以预测更多的降雨，而且还特别增加了强破坏性风暴的频率，洪水是越来越多地使用沥青的社区的一个主要问题。

洪水不仅会造成财产损失，还会通过增加营养径流和污染来影响切萨皮克湾的健康。在《水资源规划与管理杂志》发表的一项新的案例研究中，研究人员研究了两个不同的流域，并证明即使是小规模分散的雨水管理实践，如雨水花园，也可以对流域的弹性产生很大的累积差异。预测模型被用来评估未来雨水管理系统对气候变化的需求。

环境科学与技术助理教授米切尔帕沃-祖克曼解释说：“我们现在设计的设备已经存在了二三十年，所以我们应该考虑未来的气候条件，而不是过去的降雨条件。“这项工作强调的是当地高地空间正在发生的事情。这些地区对生活在这些河流流域的人们具有直接意义，可以用于未来的洪水缓解，但这与更广泛的问题有关，包括径流增加与切萨皮克湾健康之间的关系。”

通过这项研究，帕沃-祖克曼和研究生艾玛吉斯(Emma Giese)实际上知道郊区正在做什么来管理他们的雨水，并提供了一些证据来解释未来应该如何以及为什么使用这些系统。Pavao-Zuckerman和Giese使用的是美国地质调查局(USGS)提供的数据，USGS是马里兰州克拉克堡两个河流流域蒙哥马利县的一个郊区城镇，该城镇正在发展并继续发展。这两个流域各有独特的发展历史——一个有几个大规模的滞留池或雨水池，采用更传统的雨水管理方法，而另一个有较小规模的绿色基础设施，如雨水花园、干滞留池和砂滤器。

帕沃-祖克曼说：“绿色基础设施由比雨水盆小得多的东西组成，但雨水盆里的东西更多，所以这归结为测量一个盆里的许多小东西，而不是一两个大的集体效应和另一个分水岭。“与USGS合作的关键是要在流域内有好的数据来源，找到问题的正确模型。”

Pavao-Zuckerman和Giese得到了农业和自然资源学院教授兼副院长Adel Shirmohammadi的帮助，以模拟这两个盆地未来的气候变化情景。Pavao-Zuckerman说：“我们一起使用USGS数据来训练土壤和水评估工具或SWAT模型，考虑地理位置、坡度、土壤类型、不透水表面、建筑物和空地等参数，以确定有多少降雨实际上导致径流或洪水风险。

利用这一模型，Pavao-Zuckerman和Giese随后可以使用气候变化的预测数据来增加风暴频率和降雨量，从而运行各种未来情景，并了解如何管理这些不同的河流流域。帕沃-祖克曼说：“我们已经看到当前降雨量的显著增加，因此我们惊讶地发现，我们的基线测量已经看到了降雨量增加的影响。

最终，Pavao-Zuckerman和Giese发现，拥有更多绿色基础设施的流域可以缓冲和吸收更多的降雨，而不是传统设计中拥有更大雨水盆地的流域。然而，随着更大或更强烈的降雨事件，这两个系统都不能成功地处理降雨。Pavao-Zuckerman说：“我们看到了更多的大规模风暴，所以无论是系统不堪重负，还是在下一场风暴发生时它们仍然饱和。”“因此，我们看到的并不是很有效，所以这确实是一个更大的降雨事件，这在一定程度上是因为我们知道，随着气候变化，这些更剧烈的事件将变得更加普遍。这表明我们需要为这些事件做好计划。雨水管理基础设施中更激烈的天气事件。”

为了解决这个问题，帕沃-朱克曼和吉塞确实发现，增加现有系统的容量或增加河流流域绿色基础设施的存在，使它们对未来的极端降雨事件更具弹性。考虑到这一点，帕沃-祖克曼和吉塞与流域恢复专家阿曼达洛克勒以及UMD扩展和马里兰海洋资助计划的高级代理合作，对可行的实施提供了见解。“我们的工作使我们能够看到这些不同的气候和雨水管理计划的投资回报增加，”帕沃-朱克曼说。“这比仅仅说更多的绿色基础设施更好、更具体。这是不现实的，可能会有成本效益的妥协。”

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