Rainwater management at river basin level

Abstract

Rapid urbanization alters natural hydrological processes and increases urban water risks. This study proposes a watershed-scale approach to rainwater management and applies it to the rapidly urbanizing Nansihu River Basin (NRB), China. Land-use, hydrological, ecosystem-service, and water-security analyses show continued urban expansion and conversion of cropland to impervious surfaces. Precipitation increased overall, while runoff and evaporation declined, and higher flood-season precipitation in urban areas suggests an urban rainfall-island effect. From 2000 to 2022, water yield, carbon storage, and habitat quality decreased. Areas around Nansihu Lake also showed relatively high flood risk, while water quality remained a major concern. The proposed strategy integrates watershed-wide floodwater storage, decentralized facilities, ecological protection, rainwater–wastewater separation, and cross-boundary governance. It provides a transferable framework for rapidly urbanizing watersheds.

Die rasche Urbanisierung verändert natürliche hydrologische Prozesse und erhöht wasserbezogene Risiken in Städten. Diese Studie entwickelt einen einzugsgebietsbezogenen Ansatz für das Regenwassermanagement und wendet ihn auf das schnell urbanisierende Einzugsgebiet des Nansihu-Sees (NRB) in China an. Analysen von Landnutzung, Hydrologie, Ökosystemleistungen und Wassersicherheit zeigen eine fortschreitende Ausdehnung der Siedlungsflächen und die Umwandlung von Ackerland in versiegelte Flächen. Insgesamt nahm der Niederschlag zu, während Abfluss und Verdunstung zurückgingen. Höhere Niederschläge in urbanen Gebieten während der Hochwassersaison weisen auf einen urbanen Regeninseleffekt hin. Von 2000 bis 2022 gingen Wasserbereitstellung, Kohlenstoffspeicherung und Habitatqualität zurück. Die Strategie kombiniert Hochwasserrückhalt, dezentrale Anlagen, ökologischen Schutz, die Trennung von Regen- und Abwasser sowie eine verwaltungsübergreifende Steuerung und bietet einen übertragbaren Ansatz für schnell urbanisierende Einzugsgebiete.