扩大铺砌区域对城市洪水具有超大影响

研究人员终于能够确定不透水表面在多大程度上加剧了洪水水位

Floodwaters in Ellicott City MD

2018年5月27日,在马里兰州埃利科特城的一场暴雨中,洪水冲毁了主要街道。

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像哈维飓风这样的特大洪水事件占据了头条新闻,但城市洪水是一个日常且日益严重的问题:在2018年的一份报告中,美国83%的市政雨水和洪水管理人员报告说,他们所在地区发生了此类淹没。虽然气候变化加剧的暴雨是一个因素,但路面和其他不透水表面的扩张使情况变得更糟,因为它阻止了土地吸收这些洪流。在这一点上,研究人员基本同意。他们尚未达成一致的是情况究竟有多糟糕。

现在,三月份发表在《地球物理研究快报》上的一项研究发现,平均而言,在美国各地,城市道路、人行道或停车场每扩张一个百分点,附近水道的年洪水幅度就会增加3.3%。 (地面无法吸收的部分洪水会流入附近的河流和小溪,因此测量其水位可以帮助跟踪洪水严重程度的变化。)水文学家安娜丽丝·布鲁姆及其合作者表示,他们使用的数学模型使他们的发现比以前的研究更准确。 它可能有助于回答关于人类对水系统影响的其他问题——一个新兴的领域,称为社会水文学。

布鲁姆说,之前只关注一两条水道的研究过于狭隘,无法解析各种人为干预——如铺砌表面、水坝或堤坝——对洪水的影响程度。 为了从其他影响的“噪音”中 disentangle 不透水区域的作用,布鲁姆和她的同事——包括约翰·霍普金斯大学的经济学家保罗·费拉罗——使用了非常大的数据集,涵盖了来自 280 个水位计的 39 年记录,这些水位计测量河流和小溪中的水位。 他们还调整了一种经济研究中更常见的统计模型。 经济学家使用这种技术来隔离特定政策可能如何改变人类行为。 布鲁姆和她的团队对其进行了调整,以利用所有水位计数据之间的差异,从而将铺路的作用与其他人为修改隔离开来。“通过使用时间和空间维度的数据,我们能够吸收所有这些噪音并隔离因果效应,”布鲁姆说,她在约翰·霍普金斯大学做博士后时进行了这项新研究,现在是 AAAS 科学与技术政策研究员。


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加州大学尔湾分校的水经济学家莫拉·阿莱尔没有参与这项新研究,她说这项研究设计是“对自然科学,特别是水文学的重大贡献”。 对其他人为造成的洪水因素进行类似的分析,可以帮助城市采取有针对性的措施来改善情况。 这些方法可能包括劝阻在洪泛区建设(如果这被证明是一个主要因素)或在整个城市增加绿色基础设施和透水表面以吸收更多雨水。

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