Con menos vegetación y más superficies impermeables (aparcamientos, carreteras, edificios, suelos compactados), las áreas desarrolladas permiten que menos lluvia se infiltre en el suelo, y se genera más escorrentía que en condiciones no desarrolladas. Además, pasajes como zanjas y alcantarillas pluviales transportan rápidamente la escorrentía lejos de áreas comerciales y residenciales hacia cuerpos de agua cercanos. Esto aumenta considerablemente el volumen de agua en los cursos de agua y la descarga de esos cursos, lo que conduce a la erosión y las inundaciones. Debido a que el agua se drena de la cuenca durante el evento de tormenta, poca se infiltra en el suelo, recarga las aguas subterráneas o suministra caudal base al arroyo en clima seco.[1]
Un primer derrame es el escurrimiento inicial de una tormenta de lluvia. Durante esta fase, el agua contaminada que ingresa a los desagües pluviales en áreas con altas proporciones de superficies impermeables es típicamente más concentrada en comparación con el resto de la tormenta. En consecuencia, estas altas concentraciones de escorrentía urbana resultan en altos niveles de contaminantes descargados de las alcantarillas pluviales a las aguas superficiales.[2][3]
Las actividades humanas diarias resultan en la disposición de contaminantes en carreteras, jardines, techos, campos de cultivo, y otras superficies terrestres. Dichos contaminantes incluyen basura, sedimentos, nutrientes, bacterias, pesticidas, metales, y subproductos del petróleo.[4] Cuando llueve o hay riego, el agua escurre y finalmente llega a un río, lago, o océano. Aunque hay cierta atenuación de estos contaminantes antes de entrar en las aguas receptores, el escurrimiento contaminado resulta en cantidades lo suficientemente grandes de contaminantes como para perjudicar las aguas receptoras.[5]
Además de los contaminantes transportados en las aguas de tormenta, la escorrentía urbana se está reconociendo como una causa de contaminación por derecho propio. En las cuencas naturales (cuencas hidrográficas), la escorrentía superficial que entra en los cuerpos de agua es un evento relativamente raro, ocurriendo solo unas pocas veces al año y generalmente después de tormentas más grandes. Antes de que se desarrolle un área en particular, la mayor parte de la lluvia se absorbe en el suelo y contribuye a la recarga de aguas subterráneas, o se recicla en la atmósfera a través de la vegetación mediante la evapotranspiración.
Los sistemas de drenaje modernos, que recogen el escurrimiento de superficies impermeables (por ejemplo, techos y carreteras), garantizan que el agua se mueva de manera eficiente hacia los cuerpos de agua a través de redes de tuberías, lo que significa que incluso tormentas pequeñas resultan en un aumento de los flujos en los cuerpos de agua.
Además de entregar mayores contaminantes del área urbana, al aumento del flujo de aguas de tormenta puede llevar a la erosión de arroyos, fomentar la invasión de malas hierbas y alterar los regímenes de flujo natural. Las especies nativas a menudo dependen de esos regímenes de flujo para la reproducción, el desarrollo juvenil y la migración. Se ha observado que la escorrentía de aguas de tormenta de las carreteras contiene muchos metales, incluidos zinc, cadmio, cobre, níquel, hierro, vanadio, cobalto, y aluminio, entre otros componentes.[6]
En algunas áreas, especialmente a lo largo de la costa de EE. UU., la escorrentía contaminada de carreteras y autopistas puede ser la mayor fuente de contaminación del agua. Por ejemplo, alrededor del 75 % de los productos quimos tóxicos que llegan a la Bahía de Puget en Seattle, Washington, son transportados por aguas de tormenta que se escurren de las carreras pavimentadas, entradas de vehículos, techos, jardines, y otras tierras desarrolladas.[7]
Las aguas pluviales industriales son escorrentía de la precipitación que cae en sitios industriales (por ejemplo, instalaciones de fabricación, minas, aeropuertos). Esta escorrentía e menudo está contaminada por materiales que se manejan o almacenan en los sitios, y las instalaciones están sujetas a regulaciones para controlar los vertidos.[8][9]
