In februari 2017, De Oroville Dam in Californië kreeg nationale aandacht als een ternauwernood afgewende overstromingsramp. Een decennium eerder - in juni 2008 - was Wisconsin aan de beurt:in de buurt van de populaire toeristenstad Wisconsin Dells, overmatige regenval heeft de snelweg die deel uitmaakte van de Lake Delton Dam uitgehold, resulterend in een hevige uitspoeling in de rivier de Wisconsin 40 voet lager. Het veegde drie huizen weg, vernietigde twee anderen, en liet het meer maandenlang leeglopen.

Aan de Universiteit van Wisconsin-Madison, deze en vele andere voorbeelden motiveren Daniel Wright, assistent-professor civiele en milieutechniek, om te helpen bij het verbeteren van de paraatheid van het land op het gebied van overstromingsrisico's.

"Veel van de 80 000 dammen in ons land, vooral de 90 procent geclassificeerd als kleiner, soortgelijke structurele problemen hebben als de Oroville Dam, Wright zegt. "We weten dat het slechts een kwestie van tijd is voordat een grote regenbui de volgende zal overweldigen, maar helaas, dit probleem krijgt nog te weinig aandacht."

Wright hoopt daar verandering in te brengen met de toepasselijk genaamde RainyDay-software:een planningstool die hij en zijn collega's hebben ontwikkeld en gepubliceerd, in april 2017, in het tijdschrift Environmental Modeling &Software.

Uitgerust met ongeveer twee decennia aan informatie over regenval en landbedekking in het verleden van moderne satellieten en weerradarsystemen, de software maakt gebruik van computersimulatie om de kans te voorspellen dat een regio van belang de komende decennia door een grote overstroming wordt getroffen. Deze langetermijnvoorspellingen - mogelijk gemaakt door krachtige processors in het UW-Madison Center for High Throughput Computing - zijn nauwkeuriger dan traditionele berekeningen van overstromingskansen die gebaseerd zijn op vereenvoudigende aannames, zoals een constant klimaat en een gebrek aan veranderingen in landgebruik in de tijd.

"De RainyDay-software kan beter rekening houden met de chaotische en complexe aard van regenval in overstromingsvoorspellingsmodellen, Wright legt uit. "Dit is vooral belangrijk voor stedelijke gebieden die de grootste verandering in overstromingsfrequenties zullen ervaren, vooral omdat doorgaande stedelijke ontwikkeling de ondoordringbare oppervlakten zal vergroten, wat leidt tot een veel grotere afvoer van regenwater tijdens een grote storm."

Terwijl de wiskundige techniek die in de software werd geïmplementeerd in de jaren zestig werd voorgesteld, Wright zegt dat het volledige potentieel ervan pas kan worden ontsloten als er voldoende satelliet- en weerradargegevens zijn verzameld. een proces dat eind jaren negentig serieus begon bij NASA, NOAA, en andere overheidsinstanties over de hele wereld. Nutsvoorzieningen, de rijkdom van die gegevens vervangt de veronderstelling dat regenval uniform is verdeeld over een volledig stroomgebied, of binnen een stad waarvan de gebouwde omgeving, gemalen en drainage-infrastructuur veranderen in de loop van de tijd.

Aangezien satellietgegevens wereldwijd beschikbaar zijn, RainyDay kan ook worden gebruikt in ontwikkelingslanden die vaak geen uitgebreide weerradar en andere observatiesystemen op de grond hebben.

Wright heeft al contact opgenomen met verschillende partners voor wie RainyDay een handig hulpmiddel voor langetermijnplanning kan zijn. Op federaal niveau is ze omvatten het Army Corps of Engineers en het Amerikaanse Bureau of Reclamation, belast met het verminderen van schade als gevolg van natuurrampen door het beheer van grote dammen en andere infrastructuur voor overstromingsbeheer; op lokaal niveau, hij onderzoekt mogelijke samenwerkingen met het Milwaukee Metropolitan Sewerage District, die honderden kilometers aan stormriolen bezit en een grote opslag- en transporttunnel bouwt om de schade door overstromingen aan de grootste stad van Wisconsin te beperken.

Wright merkt op dat verbeterde weersvoorspellingsmethoden en moderne vormen van communicatie—smartphones, internetten, en sociale media - hebben het veel minder waarschijnlijk gemaakt dat een ramp zo verwoestend als de Grote Mississippi-vloed van 1927 vandaag plaatsvindt. Betreft een gebied dat 45 keer zo groot is als Houston en meer dan 630, 000 mensen in Arkansas, Mississippi en Louisiana, het was de meest verwoestende rivieroverstroming in de geschiedenis van de VS.

Maar dat betekent niet dat we stil moeten zitten, vooral omdat overstromingsrisicobeheer een van de meest kosteneffectieve strategieën is om steden voor te bereiden op de toekomst, zegt Wright.

Het risico van aardbevingen in een stad verminderen, bijvoorbeeld, vereist vaak een vorm van interventie voor bijna elk gebouw in de stad. Bestaande constructies moeten worden aangepast en toekomstige gebouwen moeten aan hogere bouwnormen voldoen.

"Maar we kunnen een overstromingsmuur of pompstation bouwen om een ​​hele buurt te beschermen tegen door regen veroorzaakte gevaren, met schaalvoordelen die het prijskaartje per gebouw verminderen, Wright legt uit. "Door gebruik te maken van de huidige rekenkracht om deze gevaren voor een interessegebied beter te voorspellen, tools zoals RainyDay kunnen helpen bij het nemen van de meest kosteneffectieve beslissingen over nieuwe of bestaande infrastructuur voor overstromingsbeheer."