Welcome to the Phase 2 Kickoff Meeting. 

Today’s meeting is going to include an overview of the Phase 2 planning process and key elements presented by Damon Reische followed by a presentation from Anne MacDonald who will describe a stormwater management strategy that CWS is assessing for incorporation into the Phase 2 update.

1

Overview of DEQ permit requirements showing phased implementation of new standards

Phase 1 Standards were adopted, March 28, 2017. Phase 2 Standards will be adopted by April 2019.

Phase 2 will focus on implementing a hydromodification strategy. Phase 2 will also include an opportunity to refine standards added or changed during the fast‐tracked Phase 1 updates.

In brief, hydromodification refers to how water quantity affects water quality. Where the existing Standards prescribe runoff volume for drainage and conveyance purposes, the hydromodification plan will develop strategies to manage water quantity as a means of improving water quality. 

The next few slides provide an overview of these Phase 1 updates, followed by an overview of the Phase 2 hydromodification planning and updates.

2

Phase 1 Standards included many topics, but the three key topics were:• 1,000 SF treatment threshold• LIDA prioritization• Redevelopment

3

The updated Standards took effect in April 2017 after a 6‐month planning and outreach process.

The new standards represent a continuation of prior practice for most development.

In the approximately 3 months of implementing the new standards, District and City staff have worked on review processes and outreach and education related to the new 1,000 SQFT threshold treatment requirement.

4

This outreach has included training city plan review staff on the new standards and preparing a fact sheet for homebuilders and homeowners with additions or new dwellings with impervious surfaces that are 1,000 SQFT and greater.

5

The updated Standards also include new terminology that set the stage for a new strategyanticipated through the Phase 2 Update.

The term water quality or quantity approach is used to incorporate additional strategies and tools that minimize and mitigate stormwater runoff impacts, such as natural systems enhancement and site planning. 

This photo shows Bethany Creek enhancement shortly after initial implementation of in‐stream enhancement activities that stabilize the stream while accommodating growth.

6

This new terminology is intended to emphasize that there are approaches that can address stormwater quantity management without relying solely on typical upland detention facilities. Here is an artists rendering that depicts how wetland enhancement can be used to store runoff from new developed areas. The wetland enhancement would be one element of a larger enhancement project throughout the stream corridor. Within permit, DEQ has given the District room to develop this alternative approach to manage stormwater at the reach scale. 

7

Here we are today at the Public Kickoff Meeting.

The next two items are milestones in our permit:You can think of the “Hydromod Work Plan” as a scope and schedule for how CWS will develop the “Hydromod Assessment.”The “Hydromod Assessment” is a strategic concept detailing how CWS programs, including the D&C Standards, will address hydromodificationCWS wants to obtain approval from DEQ on the strategic concept (hydromod assessment) prior to updating the Standards.  Of course, with this tight timeline, the reality is that we will be working on a revision to the Standards at the same time we are developing the hydromod assessment.  

Outreach & Stakeholder Involvement is an important part of the process• As with Phase 1, we are on a Fast track in order to meet the deadlines within the permit• We are anticipating a similar process to phase 1 where CWS released draft materials in 

pieces as it is developed.  We think this creates opportunity to provide meaningful input that can be incorporated gradually rather than coming out with a full draft near the end of the process. 

• In addition to releasing draft materials during the planning process, CWS will distribute a complete draft of the Standards allowing stakeholders an opportunity to review draft Standards prior to Board consideration.

8

As we figure out how to implement the hydromod strategy, we’ll be changing the D&C standards.  We’ll be looking at changes across a wide range of elements in the standards, and will specifically be soliciting feedback on these issues as part of our public involvement process.  

The hydromod strategy will require changes to Chapter 4, Runoff Treatment and Control, as you would expect. In addition, CWS expects that this hydromod strategy will result in changes to many other sections of the D&C Standards, including but not limited to definitions, administration, vegetated corridors and planting requirements. In addition, CWS expects that the hydromod strategy will trigger updates to the Rates and Charges.

9

This Phase 2 update will be a process that will last a little over one year. CWS is just getting started on this process and will use the website and email list to share updates. You can submit comments or questions anytime using the email address specific to the update. 

10

Damon just gave a brief example of natural systems enhancement to provide stormwatermanagement on a reach scale. Anne is going to describe what that means and why CWS believes this will allow for better outcomes.

AM: As Damon said, CWS has to develop hydromodification strategy to comply with one of the DEQ permit conditions.  I’d like to begin our discussion of this today by talking about what we see as managing stormwater at the stream corridor reach scale and provide background on how and why we (along with other major stormwater permittees) got to this point.  We’ll describe our approach, and finish with an overview of how we think we’ll be incorporating this approach into our D&C standards and other surface water management activities.

11

To begin this discussion, it’s good to start with the Clean Water Act, which is the primary regulatory program for the District.  Since the District was formed to consolidate many small wastewater treatment plants, there has been a recognition that we are managing water that is put to multiple uses across the entire Tualatin Basin.  The Clean Water Act, and by extension, Oregon water resource management laws and regulations, recognize these beneficial uses as occurring in our basin, all with specific maintenance requirements that are reflected in our laws.  

As you know, CWS has been managing stormwater quality since about 1990.  At first, this was required by the 1988 Tualatin River phosphorus total maximum daily load or TMDL.  Next, the District received a Phase I municipal stormwater permit from DEQ in 1995, and continued managing stormwater for water quality – including managing for pollutants like bacteria– as a result of the 2001 series of TMDLs.  By 2009, the District started using more vegetated facilities like planters and swales to promote water quality treatment through infiltration of stormwater, or filtering, degrading or sequestering pollutants through the plants and soil. All this time, the District had development standards for water quantityrelated to drainage and conveyance.  

But now, our watershed NPDES permit requires that we address water quantity as a means of improving water quality and supporting beneficial uses under the Clean Water Act and associated Oregon rules, the purpose of which is to “protect and enhance the physical, chemical, and biological nature” of waters of the state. With this presentation we want to review impacts of land use and development on urban streams and water quality, and start 

12

the discussion with you of a proposed strategy for managing water quantity. 

Of the beneficial uses listed here, we’ll be focusing on impacts to: salmonid spawning, rearing; anadromous fish passage; resident fish and aquatic life; wildlife and hunting, fishing; aesthetic quality.  

12

The Clean Water Act uses our NPDES permit to provide a direct link between the Beneficial Uses and the District’s D&C standards – by setting prescribed actions (best management practices) to address water quality impacts.  The hydromodification requirements specifically address the impacts of sediment, sediment‐bound pollutants such as phosphorus and mercury, and dissolved oxygen. These new requirements indirectly address temperature and narrative biocriteria as well.

Indirectly, we and our residents also have stormwater requirements that arise via the Endangered Species Act – either because consultation is required when EPA approves elements of Oregon’s water quality program or because a project triggers these requirements.  Controls on hydromodification are incorporated into project‐specific permits through programmatic biological opinions such as SLOPES. 

Specifically,• Turbidity/suspended sediment (TSS) is surrogate for TVS [SOD – an issue at low flow], 

which must be reduced to reach water quality standards for dissolved oxygen. TSS is useful for evaluating total phosphorous (TP) and mercury (Hg).

• Turbidity interferes with aquatic sight feeders like salmonids.• Elevated temperatures promote disease in cold water fish like salmonids (steelhead, 

cutthroat trout and salmon).• Unstable streambeds reduce algae, macroinvertebrate diversity and abundance, 

therefore reducing food web support for aquatic species.

13

If we’re thinking about “protecting and enhancing beneficial uses,” particularly as related to listed and sensitive species, it’s helpful to think of the land use history of the Tualatin basin.  Streams were manipulated from the mid‐1820s as trappers removed beaver.  Logging resulted in further removal of wood from streams in the PNW, either through direct removal or hydraulic sluicing using splash dams.  Together, these activities started a regional cycle of stream incision, or downcutting of the streambed.

14

This set of maps continues the saga of changes to creeks in the Tualatin basin.  As you go from right to left, you travel in time, but also in space ‐‐ from headwaters in the west hills to Rock Creek in Hillsboro. For geographic reference, Cedar Mill, Beaverton, Bronson and Rock Creeks are highlighted, as is Walker Rd. 

With homesteading in the Tualatin basin, land use intensified as did changes to streams.  And this pattern has continued to some degree to the present.  At first, it was just interrupting or constraining channels with road crossings.  By the start of WW I, sections of streams had been channelized, as you can see along Willow Creek (red circles in middle). The course of these reaches have continued to be manipulated, the northern one for Sunset Highway, the southern one for NW 158th, Greenbriar Rd, and the Terpenning Rec. Complex.  As development intensified, streams continued to be channelized, such as the section of Rock Creek adjacent to late 1970s development in the NW part of the map (red circles on left). 

Beginning in the late 1980s, it became increasingly uncommon to pipe or channelize streams. However, changes in urban hydrology meant that streams are not necessarily able to recover to their pre‐development patterns and processes without intervention.  

15

Urban development fundamentally changes how water moves through landscapes, including the Tualatin valley.  Hydromodification is the shift to increased runoff volumes and runoff rates (i.e., higher flood peaks per unit of rain) as impervious surface increases.  

The change in water balance favors more runoff and less infiltration, providing less water to sustain creek flow in the summer. 

16

So what does this mean for the stream?  

Let’s think of the runoff from a single storm, say one that represents something approaching the average annual flood.  Prior to development, the hydrograph (i.e., change in flow over time) looks like the one in green. The red dashed line represents the threshold of stream channel erosion – which is proportional to stream power (flow rate × slope) over a steam reach. So you can see that a relatively small proportion of the time, the flow rate/ stream power is higher than needed to erode the stream, and sediment moves through the system. [I should note that reliably determining this threshold for a site is very complex and can vary over time in response to channel changes  – this is very much a conceptual discussion.] 

The challenge with urban development is that watersheds with connected impervious surfaces respond much more quickly to rainfall – they produce runoff faster (which is then quickly conveyed to streams through gutters, ditches, and pipes) and more runoff is produced. This is shown in the blue area.  The runoff volume (area under the curve) is proportional to the amount of impervious surface that is connected to stream channels. 

Not only does urban runoff often exceed erosion thresholds for a longer period of time than occurs in typical pre‐developed (think “old growth”) forested watersheds, but the amount by which flow rates exceed thresholds make them more erosive.  The post‐development runoff patterns far exceed that threshold, resulting in impaired water quality as the bed and bank material is eroded. 

17

How the stream responds is related to the relative ease of erosion of the bed vs. the banks.  You can see this in the bank erosion in the top photo; this channel widened because bedrock crops out in the streambed.  In other places, channels have downcut (or incised) into fine‐grained bed materials. These and related changes to hydrology and channel morphology—such as the loss of summer baseflow‐‐commonly degrade habitat.  

17

The changes in hydrology – both flood flows and baseflows ‐‐ have cascading impacts to the beneficial uses, as shown here.  

Stream channels cannot naturally recover from past impacts in the face of continued winter flooding and summer low flow conditions.

18

The big question, of course, is how are we going to address hydromodification? We are looking for the best solutions available for the watershed, and are trying to do this in a comprehensive manner.  We expect that the pieces that will be brought to the table will:• Build on existing water quality treatment requirements, including the recently adopted 

changes to D&C and Performance Standards • Use upland facilities in some places, particularly where there’s the opportunity for 

preserving good instream conditions• Where possible, go straight to improving conditions for beneficial uses by implementing 

stream corridor enhancements to improve natural systems’ resilience in face of increased flows. 

• To the extent possible, we’ll focus on “low‐tech”, multiple‐benefit solutions• Where needed – for instance, where severely constrained by existing development – we 

may use high‐tech solutions like real time controls for flexibility and control

19

We understand that infiltration is challenging in urban Washington County – on this map, infiltration is straightforward where the color is yellow or green, and becomes more difficult moving from light to dark orange. There is no way to reduce runoff volumes without infiltration, and infiltration is what provides low flow in the summer time.  This is particularly important for east side streams that don’t have access to groundwater recharge from the Coast Range. 

20

Infiltration‐based stormwater management is the first line of defense. The stormwater community in the Pacific Northwest is developing better approaches to using what we do have available to improve infiltration and hydrologic performance of stormwater facilities, such as the one shown here.  To work well in tight soils, they have to be planted up well and it may be necessary to use amended soils.

21

There are benefits of vegetation in both upland and stream/floodplain corridors

Particularly with heavy soils, plants play a crucial role in maintaining infiltration capacity over time• more roots/deeper roots more infiltration• this takes a couple of years while the plants are getting established• protect the plants while they’re getting established by using:

• right plant right place• irrigation• protection from high waters, sedimentation

22

Upland detention will remain another tool in the tool box. It maintains status quo instream, but doesn’t necessarily promote recovery

Just as a reminder, this graph shows how detention is expected to function hydrologically when matching flow peaks – water is held back, and then meted out over time – fast enough so there’s capacity for the next storm, but not exceeding the pre‐development peak runoff.  There are two important reasons why the District doesn’t want to rely just on detention, one of which – the duration of eroding flows – is shown in this graph. If runoff volume isn’t reduced, the risk is that the necessary release rate will still be erosive.  In addition, the placement of duration in the watershed can modify its effectiveness:  have a little duration low in the watershed, and it will be overwhelmed by the flood peak that reflects runoff from the entire watershed, arriving later in the storm event. 

23

Besides the risk that outflows from detention ponds can be destabilizing, particularly if the stream is erodible or water is released in a manner where flows build on themselves, there’s the risk that detention won’t make much difference.  This happens when the size of the project is small relative to the size of the basin to which it discharges.  And this can be significant not just for the main stem Tualatin, but also for smaller creeks.  This is modeled rainfall and runoff in the vicinity of Jenkins Rd where the County is in the process of designing road improvements.  You can see the runoff in the creek vs. the current runoff from the project site for a moderate (2.4 inches in 4 days) storm event.  The project will add ~ ½ cfs of additional runoff.  While it may take many decades for enough detention to be added to the basin to reduce the impacts of hydromodification in the creek, enhancements now can prepare the corridor to manage runoff from infill development much more quickly.  

Lag from rainfall to Jenkins delivery ~ 1 hrsLag from Jenkins delivery to peak 2‐3 hrs

24

Luckily, there are tools to make detention facilities more effective in operation and use of space. CWS is using real‐time controls in North Bethany where the release of water in the pond is informed by weather patterns in real time. This can be a creek when a pond isn’t needed.

25

Whatever enhancements come about, they will be part of a mix of strategies to manage increased runoff volumes. 

The enhancements that are likely to come up quickly will be in locations such as North Bethany, where there are opportunities because of greenfield development that allows the enhancement project to occur while there’s still “elbow room” in the corridor.  In existing developed basins, we’ll also look at opportunities (like beaver) and risks (such as exposed sewer lines).  

26

These photographs show stream conditions that could benefit from enhancement.

27

Enhancement can occur through various modifications depending on the need. Here are natural wood piles, large woody debris and an indicator of beaver presence.

28

Through use of these modifications, streamflow is less erosive resulting in fewer water quality impacts from runoff volume.

29

Whatever enhancements come about, the District will be working with the cities, county, and development community to integrate them with other strategies to manage increasedrunoff volumes. One of the locations where the District is actively working in this manner is the North Bethany area. This area is in the northeastern part of the District, immediately north and east of the PCC Rock Creek campus, shown here in green.   We’ve already implemented several approaches on North Bethany Creek, which is the stream corridor at the southern end of this map and with PCC in the western end.  We’re working now on the design for the Abbey Creek enhancement of the reach shown in blue in the middle‐north portion of the map.

30

As we figure out how to implement our strategy, we’ll be changing the D&C standards.  We’ll be looking at changes across a wide range of elements in the standards, and will specifically be soliciting feedback on these issues as part of our public involvement process.  Shown here is a set of concepts for consideration.

31

We recognize that we’re setting standards for infrastructure that needs to function for decades to come. In the face of changing weather patterns, our approaches need to build in resilience. We need to approach evaluating changes to the D&C standards with what some have described as a “no regrets” strategy.  

For instance, we need tools to help us design stormwater facilities, stream corridor enhancements, and pipes that connect them.  One of these tools is what we call a design storm – these are synthetic storms that capture key drivers of sizing – the distribution of rainfall volume over time.  The design storm on the left is the one we currently use for sizing stormwater pipes. But rainfall patterns indicate that our storms seem to be changing:  weather appears to be moving to shorter duration storms (blue arrows) with higher storm peaks (red arrows) – in other words, more intense precipitation even with little change in stormwater volume.

32

We seem to be getting more noticeable storms that exceed our current design storm for water quality facilities of 0.36 inches in 4 hours (or 0.09 inches/hour).If we go back to December, 2015, in a month with 16.5 inches of rain and only 4 days with ≤0.01 inch, this three day period saw some of the most intense rain, and a full 5.1 inches during this period.  

For instance early last October, we had 3 days early in the month with ~1.5 inches/day, and 3 days with ≤0.01 inch14‐Oct‐16 1.49 in13‐Oct‐16 1.46 in12‐Oct‐16 0 in11‐Oct‐16 0 in10‐Oct‐16 0.01 in9‐Oct‐16 1.54

33

None of what we propose can be done in a vacuum.  We’re compiling and synthesizing watershed and stream reach information collected over the past decades to give DEQ a robust assessment of hydromodification impacts to date and form a basis for our District strategy.

We’re working on metrics to guide corridor enhancement actions and demonstrate success. For instance, another way of looking at the impact linkages of urban runoff that we discussed above is by the properties affected.  This pyramid helps us assess what existing conditions are and what they should be.  We are using this conceptual approach to link functional losses to the potential functional “lifts” at stream corridor enhancement sites.

34

We’re starting now to take some steps toward volume management – beyond North Bethany, we’re looking at several transportation projects where we can provide solutions for project proponents in need.  We anticipate that some of the mechanisms that come out of these efforts will extend in the near term to cities within Washington County.

35

As part of implementing the hydromod strategy, CWS will be changing the D&C Standards. We’ll be looking at changes across a wide range of elements in the Standards, and will solicit feedback on these elements as part of the public involvement process.  

36