ГИС

Aug 16, 2023

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 8935 (2023) Цитировать эту статью

1442 Доступа

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Наводнения угрожают городской инфраструктуре, особенно жилым кварталам и быстрорастущим регионам. Гидродинамическое моделирование наводнений помогает определить места, подверженные наводнениям, и повысить устойчивость планов по смягчению последствий. Городские наводнения создают особые проблемы из-за изменения растительного покрова и отсутствия исходных данных. С использованием интерфейса моделирования на основе ГИС были разработаны входные файлы для гидродинамической модели. Свойства физического бассейна были определены с использованием данных почвенных карт, карт землепользования и растительного покрова (LULC) и цифровой модели рельефа (DEM). Итак, 2-D гидродинамическая модель HEC-RAS была разработана для оценки подверженности и уязвимости к наводнениям в Эрбиле, Ирак. В тематическом исследовании рассматривается качество результатов моделирования наводнений с использованием ЦМР различной точности. Столкнувшись с этой трудностью, в этом исследовании рассматриваются два метода представления зданий: Building Block (BB) и Building Resistance (BR). Представленная здесь работа показывает, что можно применять технику BR в HEC-RAS 2-D для создания моделей городских наводнений для регионов, в которых отсутствуют данные или данные низкого качества. Действительно, результаты подтвердили, что затопленные районы или районы, где вода скопилась во время прошлых дождей в Эрбиле, такие же, как и те, которые были определены в результате численного моделирования. Результаты исследования показывают, что город Эрбиль подвержен опасности наводнений, особенно в районах с низменным рельефом и значительным количеством осадков. Выводы исследования могут быть использованы для планирования и разработки противопаводковых сооружений, поскольку в нем выявлены подверженные наводнениям районы города.

Наводнения превратились в событие, которое жители развивающихся стран считают обычным явлением в сезон дождей. Ливневые наводнения, вызванные изменением климата, являются одной из наиболее частых причин гибели людей и материального ущерба в XXI веке. В последнее время частые ливневые паводки в городах стали самой популярной темой среди ученых, инженеров и местных властей в подверженных этим явлениям регионах. Засухи и наводнения исторически были самыми смертоносными стихийными бедствиями1. Ожидается, что последствия наводнений будут ухудшаться по мере роста населения мира, роста экономики и изменения климата2. Саманта и др.3 классифицировали наводнения на три типа: ливневые паводки, продолжающиеся несколько часов; наводнения, продолжающиеся от нескольких часов до нескольких дней; и наводнения, которые происходят постепенно в течение относительно длительного периода времени. Города в целом стали местами, более склонными к затоплению в результате продолжающейся урбанизации и роста населения4. Поэтому, даже несмотря на то, что эти стихийные бедствия были неизбежны, необходимо расследовать опасность наводнений, чтобы лучше управлять ими в будущем. Оценка и моделирование опасности наводнений в сочетании с картами затопления могут оказаться в этом отношении полезными для экспертов по климату и ученых.

Построение подробных карт затопления обычно осуществляется с использованием гидродинамических моделей. Для разработки гидродинамической модели крупного гидрологического бассейна требуется значительный объем данных, времени и вычислительных ресурсов, причем все эти данные должны быть доступны одновременно5. В развивающихся странах получение архивных данных для моделирования дождевого стока, ЦМР высокого разрешения для топографии и точных LULC для характеристик бассейна является сложной задачей. Как отметили Лоуди и Кантуш6, серьезной проблемой для оценки риска наводнений в регионе Ближнего Востока и Северной Африки (БВСА) является недоступность, а иногда и ненадежность данных, особенно для калибровки и проверки моделей наводнений. Существуют некоторые подходы, которые можно было бы рассмотреть для заполнения таких пробелов, например, в рамках гидрологического и гидродинамического моделирования городских наводнений в Эрбиле, ранее для исследуемой территории были подготовлены LULC на основе спутниковых изображений Landsat7. Кроме того, наличие таких данных позволяет более точно описать гидрологические процессы, происходящие в реальном мире, открывая путь для более численной аппроксимации процессов, связанных с наводнениями в городах. В результате исторических усилий по смягчению последствий наводнений потери и ущерб от наводнений в развитых странах, особенно если измерять их числом погибших, обычно менее серьезны, чем в развивающихся странах8.