Ученые из INPE (Национальный институт космических исследований) объединили модели, предсказывающие разрастание городов и изменения в землепользовании, с гидродинамическими моделями, чтобы создать методологию, способную предоставить географическую информацию, позволяющую определять районы городов, подверженные наводнениям, особенно уязвимые для наводнений. чрезвычайно сильные дожди.
Новаторское исследование было основано на данных из Сан-Каэтано-ду-Сул, муниципалитета в столичном регионе Сан-Паулу, но методология может использоваться другими городами для определения государственной политики и принятия решений о воздействии этих явлений, чтобы избежать смертей. жителей и разрушения зданий и инфраструктуры.
Читать далее:
Методология
- Предварительные результаты изложены в статье, опубликованной в журнале Вода. Они являются частью докторской степени. Элтон Висенте Эскобар Сильва, первый автор статьи и исследователь INPE;
- В партнерстве с UFPB, UFRGS и местными органами исследователи «проверили» методологию моделирования на данных гражданской обороны города Сан-Паулу, ссылаясь на наводнение, которое произошло 10 марта 2019 года, когда три человека утонули, и наводнение достигло глубиной почти два метра на нескольких улицах.
Я много лет занимаюсь моделированием, уделяя особое внимание землепользованию и изменениям растительного покрова в городских районах. Я хотел совместить это с симуляцией наводнения. Возможность появилась в связи с проектом Элтона.
Клаудия Мария де Алмейда, научный сотрудник INPE, где она возглавляет отдел дистанционного зондирования городов (лаборатория CITIES), соавтор статьи и руководитель диссертации Сильвы, рассказала агентству Agência FAPESP.
«Исследование было новаторским благодаря сочетанию гидродинамического моделирования городских районов со сложностью подземной дренажной сети и использованию реальных данных для калибровки и проверки модели. Мы сочетаем пространственное изображение очень высокого разрешения и глубокое обучение. Все это связано с большими данными и умными городами», — сказала она.
умные города
Дискуссия об умных городах началась в 2010 году, первоначально затрагивая технологические вопросы, такие как интегрированные системы управления светофорами и автобусные остановки с Wi-Fi. Устойчивость и качество жизни жителей были включены совсем недавно.
По данным ООН, к 2022 году население мира достигнет восьми миллиардов человек, из которых 56% будут проживать в городах. Ожидается, что к 2050 году население увеличится до 9,7 миллиарда человек, из которых 6,6 миллиарда (68%) проживают в городах.
Сегодня города растут в два раза быстрее, чем прирост населения. Ожидается, что в следующие три десятилетия городские районы по всему миру превысят 3 млн км², что эквивалентно территории Индии.
Городское планирование развивается не такими темпами. Например, безудержная урбанизация влечет за собой изменения в землепользовании и растительном покрове, расширяет непроницаемые поверхности и изменяет гидрологию.
В сочетании с увеличением частоты экстремальных погодных явлений из-за изменения климата города подвергаются наводнениям и оползням в сезон дождей.
перекрестная таблица
- Для гидродинамического моделирования исследователи использовали программный пакет под названием HEC-RAS (Система анализа рек Центра гидрологической инженерии), который моделирует поток воды и подъем поверхности, а также перенос наносов;
- Для выявления районов, подверженных затоплению, использовались две цифровые модели местности (ЦММ) с разным пространственным разрешением 0,5 м и 5 м;
- ЦМР представляет собой математическое представление топографии поверхности Земли, исключая все вертикальные объекты;
- Моделью можно управлять с помощью компьютерных программ, и обычно она визуализируется в виде сетки, в которой каждому пикселю присваивается значение высоты;
- Растительность, здания и другие элементы удаляются в цифровом виде. В этом исследовании исследователи использовали четыре интервала вычислений (1, 15, 30 и 60 секунд) при анализе моделирования.
Наилучшие результаты были получены при моделировании с пространственным разрешением 5 м, которое представляло карты с большим охватом затопленных территорий (278 из 286 точек, или 97,2 %) за наименьшее время расчета.
Они выявили возможность наводнения в районах, которые не были обнаружены властями гражданской обороны или жителями Сан-Каэтано во время реальных наводнений.
Мы решили создать методологию для поддержки лиц, принимающих решения. Мы моделируем предполагаемые изменения в землепользовании на несколько лет вперед и их влияние на сеть водотоков. Оттуда можно создавать симуляции со сценариями. Примером может служить указание количества осадков в миллиметрах за определенный период для прогнозирования воздействия наводнения на городскую территорию. Государственные администраторы могут использовать эту способность для принятия решений, предотвращая экономический ущерб, а также гибель людей.
Элтон Висенте Эскобар Сильва, первый автор статьи и исследователь INPE
Исследователи подчеркнули необходимость обновления баз данных для городов, а также Сан-Каэтано. «Модель работает и питается от данных. Важно, чтобы в городах была актуальная информация, в том числе записи об экстремальных случаях, таких как крупные наводнения и наводнения», — сказал Алмейда.
Сан-Каэтано является частью густонаселенного мегаполиса, в который входят город Сан-Паулу и соседние города Санто-Андре и Сан-Бернардо. По данным исследователей, он пострадал от множества внезапных наводнений и наводнений — 29 в период с 2000 по 2022 год.
С другой стороны, он занимает первое место среди всех 5 570 муниципалитетов Бразилии с точки зрения устойчивого развития на основе индекса устойчивого развития городов IDSC-BR (Бразилия), который является частью серии отчетов, подготовленных SDSN (Сетью решений для городов). ООН по устойчивому развитию) для мониторинга реализации ЦУР (Целей устойчивого развития) в странах-членах.
В муниципалитете с населением около 162 000 человек есть полная система очистки сточных вод, подключенная к 100% домов. По данным БИГС, почти все городские домохозяйства (95,4%) расположены на обсаженных деревьями дорогах общего пользования, а достаточно большая часть (37%) – на должным образом урбанизированных дорогах (асфальтированных и с тротуарами, бордюрами и водопропускными трубами).
По информации Phys.org
Вы смотрели новые видео на YouTube цифрового взгляда? Подписывайтесь на канал!