First-of-its-kind stormwater ‘heat map’ lights up pollutants fouling waters in Washington state

Une carte générée par la Stormwater Heatmap montre les niveaux de pollution par le cuivre dans le quartier South Lake Union de Seattle. Bien que largement bénin pour les humains, le cuivre peut être toxique pour les plantes et les animaux aquatiques.

La pandémie de COVID-19 nous a familiarisés avec l’idée d’une menace mortelle qui se propage de manière invisible. Les eaux pluviales polluées ont un mode de fonctionnement similaire.

Les précipitations éliminent les produits chimiques toxiques des routes, des toits et des parkings, entraînant le mélange sale dans les ruisseaux, les lacs et les eaux marines. Nous ne voyons généralement pas la pollution, à l’exception peut-être de l’éclat occasionnel du pétrole aux couleurs de l’arc-en-ciel. Mais comme le virus, les eaux pluviales contaminées peuvent être mortelles, tuant des poissons sensibles et d’autres animaux sauvages. Il rend les coquillages impropres à la consommation et ferme les voies navigables pour la baignade et les loisirs.

Emily Howe, scientifique aquatique à The Nature Conservancy. (Photo TNC / Kelly Compton)

Désormais, une carte thermique unique en son genre rend visible la pollution des eaux pluviales sur le bassin versant de 16 700 milles carrés qui se déverse dans le Puget Sound de Seattle.

The Nature Conservancy a dirigé l’effort de six ans pour créer la carte thermique des eaux pluviales interactive et gratuite, qui a été lancée publiquement en mars.

L’espoir est que l’outil aidera à guider les efforts de prévention et de nettoyage des eaux pluviales, qui menacent le saumon et les orques en voie de disparition, entre autres créatures. Cela facilitera la priorisation des projets qui promettent les plus grands avantages environnementaux.

Avant cet effort, nous ne « savions même pas où se trouvent les pires endroits de ce paysage, ni où la pollution est générée », a déclaré Emily Howe, scientifique principale du projet pour Nature Conservancy.

Les eaux pluviales sont la source de pollution n ° 1 qui nuit à Puget Sound. Les polluants proviennent des gaz d’échappement des véhicules, des fuites d’huile, des métaux rejetés par les plaquettes de frein et les pneus, ainsi que des pesticides et des engrais. Toutes les surfaces dures des paysages urbains empêchent l’eau de s’infiltrer dans la terre comme elle le ferait naturellement, l’envoyant plutôt directement dans les cours d’eau.

Ce qui rend la carte particulièrement puissante, c’est la possibilité de regarder l’ensemble du bassin versant pour trouver des points chauds de pollution régionaux tout en étant capable de zoomer sur une vue au niveau de la rue pour aider à cibler les efforts du quartier pour construire des jardins pluviaux et d’autres solutions pour les eaux pluviales.

La South Lake Union de Seattle est dominée par des surfaces imperméables, notamment des toits, des routes, des parkings, des trottoirs et l’Interstate 5. (Stormwater Heatmap Image)

“La Stormwater Heatmap uniformise les règles du jeu et fournit à tout le monde à Puget Sound des données de très haute qualité et une science de haute qualité sur les endroits où construire des projets”, a déclaré Christian Nilsen, ingénieur chez Geosyntec Consultants qui a dirigé le développement technique de l’outil.

Avec la carte, a-t-il ajouté, “plus d’efforts seront consacrés à la résolution du problème qu’à la collecte de données, à la planification et à la détermination du problème”.

Quelques détails sur la carte thermique des eaux pluviales :

  • La carte intègre 29 sources de données, utilisant une suite d’outils Google, notamment BigQuery, Google Earth Engine et Google Cloud pour gérer les informations.
  • La carte présente les trois grandes catégories de couches : couverture terrestre (routes, forêts, etc.) ; l’hydrologie, comme les précipitations ; et des polluants tels que les métaux, l’azote et le phosphore.
  • Les développeurs ont utilisé l’apprentissage automatique et des images spécifiques au nord-ouest du Pacifique pour former un algorithme permettant d’identifier avec précision les différents types de couverture terrestre.
  • Le trafic est étroitement lié aux niveaux de pollution et aux données essentielles pour leur carte, mais toutes les informations sont des “données exclusives étroitement gardées”, a déclaré Howe. C’était le seul ensemble de données pour lequel ils devaient payer.
  • L’outil comprend des données détaillées sur les précipitations historiques, actuelles et futures liées au climat, exécutées via un modèle hydrologique, générant 30 milliards de lignes de données.
  • Les données d’occupation du sol descendent jusqu’à une résolution de 1 mètre carré.

The Nature Conservancy a financé l’effort, en s’appuyant principalement sur les dons de Boeing et de la Paul G. Allen Family Foundation. L’initiative coûte environ 300 000 $, sans compter le temps du personnel de l’organisme à but non lucratif.

Christian Nilsen, ingénieur principal des ressources en eau chez Geosyntec Consultants. (Photo Géosyntec Consultants)

Les participants au projet comprenaient Geosyntec, le Département de la pêche et de la faune de Washington, la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), Aardvark Design Labs et Cheva Consulting.

Les créateurs de l’outil imaginent une variété d’utilisateurs, y compris les gouvernements locaux responsables de la surveillance et du nettoyage des eaux pluviales ; des groupes de conservation planifiant des restaurations et des tribus amérindiennes travaillant au rétablissement du saumon.

Les responsables du comté de King ont déjà utilisé l’ensemble de données hydrologiques pour identifier rapidement les cours d’eau à saumon bloqués, économisant ainsi du temps et de l’argent qui auraient autrement été consacrés à la construction d’un modèle et à la réalisation d’une analyse.

L’équipe derrière Stormwater Heatmap a rendu le processus de développement transparent et open source, a déclaré Howe. Ils prévoient de publier leur méthodologie dans une revue à comité de lecture.

Le projet a suscité l’intérêt de la Colombie-Britannique, de la Californie, de la côte Est et d’aussi loin que l’Australie. Bien que chaque région ait ses propres sources de données et ses propres défis, l’effort pourrait être reproduit.

“Certainement, la méthodologie peut être appliquée n’importe où”, a déclaré Nilsen.

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