研究人员结合气候变化和土地利用数据来预测流域影响

下雨时，它会从街道、农场和其他人造景观中吸收污染，因为它会向海洋蜿蜒而行。

在弗吉尼亚州劳登县的 Broad Run 流域，径流穿过日益城市化的景观，然后到达波托马克河和切萨皮克湾。2000年，全县人口不足17万人。现在有超过 400,000 人居住在那里。

城市化的影响是 FAMU-FSU 工程学院土木与环境工程助理教授 Nasrin Alamdari 与弗吉尼亚理工学院和州立大学、俄亥俄州立大学和的同事领导的一项新研究的重点地质调查局 (USGS)。该研究发表在《清洁生产杂志》上。

这项工作是切萨皮克湾流域的第一项研究，旨在评估气候变化和土地利用对作为海湾支流的快速发展的流域径流和污染物的综合影响。

“有关于城市活动或人口增长的个别研究，但尚未在地方一级评估气候变化和土地利用变化的联合影响，”Alamdari 说。“使用新的建模程序，我们可以准确地反映城市化和气候变化对水文过程的影响。”

通过该团队开发的新模型，研究人员发现，在考虑优先考虑农业保护和模型中不太极端的气候变化情景的土地使用政策时，流域的年均径流预计将增加至少 26%。如果城市增长的历史趋势继续有增无减，并且他们认为最坏的气候情景成为现实，那么径流可能会增加多达 67%。随着径流的增加，悬浮物、氮和磷等污染物也会增加。

研究人员使用了两个全球气候模型的数据，这些模型已经适应了 Broad Run 流域来开发他们的模型。他们研究了农业保护、森林保护、生长管理和历史趋势的趋势，利用地质调查局开发的切萨皮克湾土地变化模型制定了一系列土地利用变化情景。

“水资源管理和水文设计长期以来一直依赖于水文平稳性原则，该原则假设未来的情况将在统计上与历史记录中观察到的情况相似，”Alamdari 说。“这些模型没有考虑气候变化和城市发展，以及它们如何影响快速发展的流域的径流和污染物。”

目前正在切萨皮克湾流域进行积极的流域恢复工作。所谓的最大每日总负荷限制了从城市废水、城市雨水和农业来源排放到海湾支流的氮、磷和沉积物。这些污染物对海湾造成各种影响，包括富营养化、有害藻类大量繁殖以及生物多样性和水生栖息地的丧失。

全面了解不断变化的景观条件可以帮助城市规划者和环境政策制定者选择更具可持续性和弹性的流域恢复策略。

研究结果可以转移到其他快速发展的领域。建模框架将帮助政策制定者和其他利益相关方确定和评估对具有类似条件的流域有用的缓解策略。

“考虑到每日最大总负荷的时间表以及结果可能对切萨皮克湾流域产生广泛影响，这些信息是及时的，”Alamdari 说。“该方法可以扩展到同样受城市增长影响的其他地区，并且该项目的结果可以广泛适用于向敏感水体排放的其他大都市地区。”

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