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BETTER: Blending design and dEcision-making for mulTi-funcTional bluE-green infRastructure

English title BETTER: Blending design and dEcision-making for mulTi-funcTional bluE-green infRastructure
Applicant Cook Lauren
Number 204790
Funding scheme Project funding
Research institution Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology (EAWAG)
Institution of higher education Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology - EAWAG
Main discipline Civil Engineering
Start/End 01.01.2022 - 31.12.2025
Approved amount 583'864.00
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All Disciplines (3)

Discipline
Civil Engineering
Meteorology
Hydrology, Limnology, Glaciology

Keywords (8)

climate change; biodiversity; stormwater; decision making; heat mitigation; multi-functionality; engineering design; blue-green infrastructure

Lay Summary (French)

Lead
Lauren M. Cook, Group Leader, Urban Water Management, Eawag
Lay summary

Des inondations pluviales à la perte d'espèces, les villes sont confrontées à une liste croissante de défis environnementaux qui seront exacerbés par la croissance continue des populations urbaines et l'accélération du changement climatique. Les systèmes distribués d'infrastructure bleue-verte pour les eaux pluviales (BGI), composés d'éléments tels que des bassins végétalisés, des toits verts ou des zones humides construites, pourraient répondre conjointement à de multiples défis auxquels sont confrontées les zones urbaines, notamment l'atténuation des eaux pluviales, la réduction de la chaleur urbaine, la préservation écologique et d'autres services écosystémiques. Cependant, la conception technique des BGI pour les communautés locales se limite souvent à la réduction de la quantité d'eaux pluviales et à l'amélioration de leur qualité, et peu d'attention est accordée à la manière dont ces conceptions pourraient influencer d'autres co-bénéfices. En même temps, dans un climat plus variable et profondément incertain avec des périodes accrues de chaleur extrême, de pluie et de sécheresse, il n'est pas clair si les éléments de BGI pourront maintenir leur performance pour atténuer les eaux pluviales, ou retenir les bassins d'eau et l'humidité du sol pour atténuer la chaleur, les plantes et les organismes. Pour concevoir systématiquement des systèmes BGI dans le cadre de la transition urbaine vers des villes durables, vivables et résilientes, la recherche est nécessaire pour s'éloigner de ces méthodes déconnectées et ad-hoc, vers une meilleure approche intégrée qui tient compte de multiples objectifs et perspectives. 

L'objectif du projet BETTER est de développer une stratégie intégrée de conception technique et d'aide à la décision pour la BGI à l'échelle du quartier. La stratégie utilisera des modèles de simulation physique et de prise de décision pour évaluer comment différents éléments et configurations de BGI utilisés pour la gestion des eaux pluviales influencent l'atténuation de la chaleur, l'amélioration de la biodiversité et d'autres objectifs, dans un climat actuel et futur. Les configurations de la BGI se limiteront à différentes combinaisons de toitures végétalisées, de bassins végétalisées, de zones humides urbaines et d'autres infrastructures complémentaires (c'est-à-dire des systèmes d'irrigation et des arbres).

Le financement a été accordé pour 4 ans à un étudiant en doctorat et à deux chercheurs post-doc. Ces chercheurs seront accueillis dans le département de gestion des eaux urbaines de l'Eawag, en partenariat avec le département des sciences sociales de l'environnement de l'Eawag et le département de biodiversité et de biologie de la conservation du WSL. Des collaborations avec le Future Cities Lab (FCL) de l'ETH Zurich et la Haute école des sciences appliquées et des arts de la Suisse méridionale (SUPSI) viendront également compléter les connaissances du PI et des partenaires du projet.

Direct link to Lay Summary Last update: 27.09.2021

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Project partner

Abstract

From pluvial flooding to loss of species, cities are faced with a growing list of environmental challenges that will be exacerbated as urban populations continue to grow and climate change continues to accelerate. Distributed blue-green stormwater infrastructure (BGI) systems, consisting of elements such as vegetated basins, green roofs, or constructed wetlands, could jointly address multiple challenges faced by urban areas, including stormwater attenuation, urban heat mitigation, ecological preservation, and other ecosystem services. However, the technical design of BGI for local communities is often limited to reducing stormwater quantity and improving its quality, with little attention given to how these designs could influence other co-benefits. At the same time, in a more variable and deeply uncertain climate with increased periods of extreme heat, rain, and drought, it is unclear whether BGI elements will be able to maintain their performance to attenuate stormwater, or retain water pools and soil moisture for heat mitigation, plants and organisms. To systematically design BGI systems as part of the urban transition towards sustainable, liveable, and resilient cities, research is needed to move away from these disconnected and ad-hoc methods, towards a better, integrated approach that accounts for multiple objectives and perspectives. The aim of the BETTER project is to develop an integrated, engineering design and decision support strategy for BGI at the neighborhood scale. The strategy will use physical simulation and decision-making models to evaluate how different BGI elements and configurations used for stormwater management influence heat mitigation, biodiversity enhancement, and other objectives, in a current and future climate. The BGI configurations will be limited to different combinations of green roofs, bioretention basins, urban wetlands, and other complementary infrastructure (i.e., irrigation systems and trees).This project is separated into four work packages. WP1, Water related performance in a current climate, evaluates hydrologic performance of the different BGI configuration in a current Swiss climate, and also compares the ability of each configuration to maintain water pools for insect and amphibian breeding habitats. WP2, Heat related performance in a current climate, evaluates heat mitigation performance and species’ sensitivity to the thermal conditions of the same BGI decision options. WP3, Future climate analysis, uses the modeling infrastructure from WP1 and WP2 and future climate scenarios to analyze performance of the BGI decision options in a future climate for the objectives previously evaluated. WP4, Multi-Criteria Decision Analysis (MCDA), which uses an MCDA approach, including identification of multifunctional objectives, decision options, and stakeholder preferences, to better incorporate technical and non-technical multifunctional objectives into the selection of BGI options, given different stakeholder preferences and future climates. Funding was awarded for 4-years for one PhD student and two post-doc researchers.These researchers will be hosted in the Urban Water Management Department at Eawag, in partnership with the Department of Environmental Social Sciences at Eawag and the Biodiversity and Conservation Biology department at WSL. Collaborations with the Future Cities Lab (FCL) at ETH Zurich and the University of Applied Sciences and Arts of Southern Switzerland (SUPSI) will also supplement knowledge of the PI and project partners.
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