Ongzichtbaar grondwater bedreigt verouderende stedelijke infrastructuur, waarschuwen onderzoekers

Opstijgend grondwater door klimaatverandering vormt een aanzienlijke bedreiging voor kuststeden, zegt Christopher Russoniello, assistent-professor geowetenschappen aan de Universiteit van Rhode Island. Russoniello en zijn collega’s hebben onlangs een commentaar gepubliceerd waarin gevaren worden belicht die vaak over het hoofd worden gezien in stedelijke infrastructuur.

Het artikel “Onzichtbare Grondwaterbedreigingen voor Stedelijke Infrastructuur aan de Kust” in het tijdschrift Nature Cities, benadrukt drie risico’s in de infrastructuur die vaak niet worden besproken: de stijging van de waterstand, de verzilting van grondwater en samengestelde door de mens veroorzaakte en klimaatgerelateerde veranderingen in grondwater. De aanwezigheid van deze gevaren onderstreept de dringende noodzaak voor betere monitoring en oplossingen om veilige en duurzame stedelijke omgevingen te waarborgen.

De getroffen infrastructuur omvat wegen, riolen en septische systemen; begraven gas- en elektriciteitsleidingen; en funderingen van gebouwen. Andere soorten stedelijke infrastructuur zijn kwetsbaar voor corrosie door zoutwaterintrusie, waaronder begraven leidingen en tanks.

“Ik denk dat we tot het inzicht zijn gekomen dat grondwater een grotere rol speelt bij oppervlakte-overstromingen en andere risico’s waarmee stedelijke gemeenschappen worden geconfronteerd dan aanvankelijk werd gedacht,” aldus Russoniello. “Veel van het eerdere onderzoek naar grondwater nabij de kust was gericht op meer landelijke omstandigheden, zoals hoe de stijging van het grondwater de septische systemen zal beïnvloeden of hoe het de natuurlijke omgevingen in bijvoorbeeld de zuidelijke kust van Rhode Island zal beïnvloeden.”

Klimaatgerelateerde veranderingen in grondwater kunnen de capaciteit van een stad om zijn infrastructuur te beschermen, beïnvloeden. De stijging van het grondwater en verzilting onder kuststeden kan begraven infrastructuur beschadigen, afvalwatersystemen verstoren, de oppervlakteafvoer verminderen en grondwater ongeschikt maken voor consumptie.

Mogelijke oplossingen omvatten: het incorporeren van corrosiebestendige leidingen of betonversterking in risicovolle gebieden; het verbeteren van ondergrondse afwaterings- of ontwateringssystemen; en het ontwerpen van pompputlocaties en extractie-schema’s die deze uitdagingen beperken. Er zijn mogelijkheden om grondwaterniveaus en saliniteit dynamiek te monitoren door gebruik te maken van geofysische onderzoeken en meerlaagse putten die zijn uitgerust met elektrische geleidbaarheid en waterdruk sensoren.

“Met de gegevens die we hebben die laten zien hoe deze veranderingen onze verouderende stedelijke infrastructuur kunnen beïnvloeden nu het klimaat verandert en de zeespiegel blijft stijgen, hoop ik dat dit een oproep tot actie zal zijn en een oproep om positieve veranderingen teweeg te brengen,” zei Russoniello.

Russoniello maakt deel uit van een team onderzoekers onder leiding van professor Emi Uchida van de URI, dat overstromingen in de stad Warren, Rhode Island, bestudeert, ondersteund door een NSF EPSCoR-subsidie. De samenwerking tussen meerdere staten omvat ook onderzoekers in South Carolina en Delaware.

In vergelijking met locaties in de andere twee staten is Warren, dat meer stedelijk is en niet afhankelijk is van grondwater of septische systemen, een perfect voorbeeld van hoe potentiële klimaatgerelateerde grondwaterbedreigingen over het hoofd kunnen worden gezien totdat ze invloed hebben op de infrastructuur.

“We hebben sociale wetenschappers, grondwaterexperts en ingenieurs die allemaal samen werken om de zorgen en prioriteiten van de gemeenschap te begrijpen, en welke verschillende soorten aanpassingen ze misschien kunnen doorvoeren.”

Onderzoeksresultaten kunnen leiden tot bijgewerkte richtlijnen, codes en materialen die de veerkracht van kuststedelijke infrastructuur tegen veranderend grondwater verbeteren door middel van natuurgebaseerde of harde technische oplossingen. Nieuwe onderzoeksprogramma’s die stedelijke planning, sociale wetenschappen, milieuwetenschappen, civiele techniek, materiaalkunde, kustwetenschappen en hydrogeologie omvatten, moeten worden gelanceerd om begrip, voorspelling en preventie te bevorderen.