328 Donovan et al.: Analysis of Vegetation and Stormwater Runoff in an Urban Watershed Geoffrey H. Donovan (corresponding author) USDA Forest Service PNW Research Station Portland, Oregon, U.S. Phone: 1-503-808-2043 Fax: 1-503-808-2033
[email protected] David T. Butry National Institute of Standards and Technology Gaithersburg, Maryland, U.S. Megan Y. Mao USDA Forest Service PNW Research Station Portland, Oregon, U.S. Résumé. Des recherches antérieures ont examiné l'impact des arbres urbains et d'autres végétaux, sur le ruissellement des eaux pluviales à l'aide de modèles hydrologiques ou d'expériences à petite échelle. Cependant, il n'y a pas eu d'analyse statistique de l'influence de la végétation sur le ruissellement dans un bassin versant urbain intact, et on ne sait pas si les résultats des études à petite échelle peuvent s'appliquer à un grand territoire municipal. Les chercheurs tentent de combler cette lacune dans la littérature en utilisant des modèles de régression à effets aléatoires pour estimer l'impact des arbres et d'autres végétaux sur le ruissellement total et le ruisselle- ment de pointe durant un orage estival (15 et 16 juin 2010) et une tempête hivernale (18 et 19 décembre 2010) à Portland, Oregon, aux États-Unis. Les chercheurs ont constaté qu’un plus grand couvert forestier était associé à un ruissellement plus faible durant l’orage estival, mais que la portée significative du coefficient de l'arbre était sensible à la structure du modèle. Les chercheurs ont cependant dé- couvert qu’un couvre-sol végétal plus dense (herbacées et arbustes) était associé à un plus faible ruissellement de pointe durant l'été et que ce résultat était cohérent avec la structure du modèle. Ni les arbres, ni le couvre-sol végétal n'ont eu un impact significatif quant au ruissellement des eaux pluviales en hiver. Les résultats suggèrent que les arbres et les autres végétaux peuvent jouer un rôle efficace dans la modération du ruissellement des eaux pluviales. Cependant, la végétation n’est pas aussi efficace en hiver, ce qui est cohérent avec la modélisation antérieure et les études expérimentales. Zusammenfassung. Die Forschung hat in der Vergangenheit den Einfluss von abfließendem Starkregen auf Strassenbäume und andere Vegetation in hydrologischen Modellen oder anderen klein- rahmigen Experimenten untersucht. Dennoch gibt es keine stati- stische Analyse über den Einfluss von Abfluss in einem intakten urbanen Wasserlauf und es ist nicht klar, wie die Ergebnisse aus klein angelegten Studien zur Beurteilung von größeren Objekten auf Stadtniveau herangezogen werden können. Die Forscher rich- ten ihr Interesse auf diesen Spalt in der Literatur, indem sie Regres- sionsmodelle mit zufälligen Einflüssen hinsichtlich ihres Einflus- ses auf die Bäume und die andere Vegetation anwenden, um den Einfluss auf den gesamten Jahresabfluss sowie die Spitzenwerte für einen Sommer (15–16 June 2010) und einen Wintersturm (18–19 December 2010) in Portland, Oregon, U.S. untersuchen. Die For- scher fanden heraus, dass zusätzliche Kronenbedeckung mit we- niger Wasserabfluss während des Sommerregens verbunden war, aber die Bedeutung des Baumkoeffizienten war sehr von der Mo- dellstruktur abhängig. Weder Bäume noch Bodenbedeckung waren signifikant mit dem Wasserabfluss im Winter verbunden. Nichts- destotrotz ist die Vegetation im Winter nicht so effektiv, was sich in den vergangenen Studien und Modellen gezeigt hat. Resumen. Las investigaciones anteriores han examinado el efecto de los árboles urbanos y otros tipos de vegetación en el escurrimiento de aguas pluviales mediante modelos hidrológicos o experimentos a pequeña escala. Sin embargo, no ha habido un análisis estadístico de la influencia de la vegetación en la escorrentía en una cuenca urbana intacta, y no está claro cómo los resultados de estudios a pequeña escala pueden aplicarse hasta el nivel de ciu- dad. Los investigadores llenaron ese vacío en la literatura mediante la estimación de efectos aleatorios de modelos de regresión de los árboles y otra vegetación en la escorrentía total y la escorrentía pico para un verano (15-16 de junio de 2010) y una tormenta de invier- no (18-19 diciembre 2010) en Portland, Oregon. Los investigadores encontraron que la cubierta de copa adicional se asoció con una menor escorrentía en la tormenta de verano, pero la significación del coeficiente árbol era sensible a la estructura del modelo. Los in- vestigadores encontraron que la cobertura vegetal adicional (hierba y arbustos) estuvo asociada con el flujo pico más bajo en el verano, y este resultado fue coherente con la estructura del modelo. Sin em- bargo, ni árboles ni cobertura vegetal estuvieron significativamente asociados con la escorrentía de aguas pluviales en invierno. Los resultados sugieren que los árboles y otra vegetación pueden ser eficaces en la moderación de las aguas pluviales. Sin embargo, la vegetación no es tan eficaz en el invierno, lo cual es consistente con los modelos anteriores y los estudios experimentales. ©2016 International Society of Arboriculture
September 2016
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