science >> Wetenschap >  >> Natuur

Computervideosimulatie kan overstromingen beperken

Overstromingen kunnen duur en gevaarlijk zijn. Door de juiste stappen te nemen, kunnen gemeenten met eenvoudige acties grote schade voorkomen, en misschien zelfs verlies van mensenlevens. Krediet:Anne Jørgensen Bruland

Overstromingen zijn duur en soms gevaarlijk. Maar wat als een computerrampsimulatiespel politici en lokale mensen zou kunnen laten zien hoe potentiële overstromingen in hun stad eruit zouden zien?

De zomer was op zijn mooist in het dorp Utvik aan de Nordfjord op een ochtend in juli 2017. Maar toen nam de dag een abrupte wending. Binnen drie uur, een lagedruksysteem had 50 millimeter neerslag op het dorp gestort. De gezwollen rivier de Storelva steeg met recordsnelheid, overstroomde haar oevers en verwoestte bruggen, wegen, gebouwen en bijna alles wat in de weg stond.

NTNU-professor hydrologie Oddbjørn Bruland was in zijn geboortestad, staande in het midden van de vloed in zijn rubberen laarzen.

Hij verloor zijn boothuis en zijn land werd verwoest, maar zijn ouderlijk huis, het zomerhuis van de familie, hield stand.

"Ik begon na te denken over computerspelletjes voor kinderen en hoe verbazingwekkend goed ze de echte wereld kunnen nabootsen, " hij zegt, "en ik vroeg me af, 'Wat als we konden visualiseren hoe een overstroming zich gedraagt ​​met een spel?'"

Het jaar daarvoor had Bruland de gemeente en het Noorse Directoraat Waterbronnen en Energie (NVE) laten weten dat er iets aan de rivier moest gebeuren.

'Maar er is niets gebeurd. Misschien hadden ze sneller gehandeld als ze toegang hadden gehad tot een realistisch computerspel dat de overstroming in Storelva nabootste?' vroeg de professor zich af.

Krediet:NTNU

De overstroming in Utvik was de start van het NTNU-project WoWW, de World of Wild Waters - niet de meer bekende WoW, World of Warcraft.

Het doel is om een ​​computerspel te maken dat iedereen kan begrijpen. In plaats van een saai rapport af te leveren, planners kunnen realistische overstromings- en aardverschuivingsscenario's creëren om hun politici te laten zien.

"Simulaties kunnen onthullen waar de problemen liggen, zodat ze kunnen worden voorkomen. Door strategische maatregelen in het spel op te nemen, zoals het bouwen van een muur of het verbreden van een brugopening, je kunt digitaal de effecten observeren die ze zullen hebben op de overstromingssituatie, ' zegt Bruland.

"Zien, en bijna voelen, het virtual reality-effect op een scherm of door een VR-bril zal krachtig zijn, " hij zegt.

Veel gegevens die er zijn

De WoWW-game bouwt voort op bestaande hydrologische modellen en haalt automatisch informatie over lokale omstandigheden uit verschillende gegevensbronnen.

Bijvoorbeeld, de Norwegian Mapping Authority (Kartverket) heeft het terrein van bijna alle bebouwde gebieden in Noorwegen met een laser gescand. Stroomgebieden en 200-jarige overstromingen kunnen worden berekend voor elke gewenste plaats op de Nevina-website, en informatie over regenval kan worden verkregen op senorge.no.

De overstromingen van 2017 in het dorp Utvik. Een overstroming kan in korte tijd grote schade aanrichten. Krediet:Anne Jørgensen Bruland

WoWW kan ook laten zien hoe verschillende maatregelen de esthetiek, en eventuele gevolgen van wonen in en rond vaarwegen.

Bruland wijst erop dat overstromingen, vooral in steile waterlopen, gaat ook over snel reageren als er iets gebeurt. Je moet weten hoe je moet reageren op de kritische punten, zoals het sturen van een graafmachine om te voorkomen dat bomen onder een smalle brug vast komen te zitten.

Te weinig kennis

De hoogleraar is van mening dat veel gemeenten niet goed zijn toegerust op overstromingen.

"Dankzij risico- en kwetsbaarheidsanalyses (ROS), we hebben een behoorlijk lange weg afgelegd in het begrijpen van aardverschuivingen in Noorwegen, maar met water ziet het er nog erger uit. NVE is verantwoordelijk voor de grote, langzaam stromende rivieren, maar niet de capaciteit hebben om de middelgrote rivieren en beken bij te houden, " hij zegt.

De gemeenten moeten het werk zelf doen, en slechts enkelen hebben voldoende expertise, volgens de hoogleraar.

"WoWW is vooral gericht op overstromingen, maar de speloplossingen kunnen voor andere doeleinden worden gebruikt, zoals lawines, branden en verkeersongevallen."

Snelle actie kan belangrijk zijn als het er echt toe doet. Krediet:Anne Jørgensen Bruland

"De behoefte blijft maar groeien. We zien nu al tekenen dat het klimaat wilder en natter wordt, " hij zegt.

Bruland vindt dat NTNU een belangrijke rol te spelen heeft.

"Andere universiteiten hebben expertise op het gebied van overstromingen en hydrologie, maar NTNU heeft ook de expertise om technische uitdagingen op te lossen. Bijvoorbeeld, kan een brug de overstroming weerstaan, of is het beter om het af te breken om het verpleeghuis te redden? Hoe kan de rivieroever worden beschermd om de stress het hoofd te bieden? Wat zou het effect zijn van het creëren van een bassin om de kracht van het water te verminderen?" zei hij.

WoWW wil een intuïtieve overstromingssimulatie creëren die ook de planning vereenvoudigt.

"Hopelijk, het project zal de interesse van de gemeenten vergroten voor wat er zou kunnen gebeuren, ' zegt Bruland.

"Bij WoWW concentreren we ons op overstromingen, maar we creëren een IT-platform dat een krachtig hulpmiddel kan zijn om de oorzaak en het gevolg van veel situaties en risicofactoren te begrijpen, zoals lawines, branden en verkeersongevallen, ' zegt Bruland.

Onderdeel van het decor voor het project is het digitale transformatie-initiatief van voormalig rector Gunnar Bovim. Vijf Ph.D. kandidaten nemen deel aan het project, verspreid over de velden van virtual reality (VR), statistieken, overstromingen, aardverschuivingen en psychologie.

Professor Bruland gelooft dat de computersimulatie de interesse van gemeenten zal vergroten voor wat er zou kunnen gebeuren, zodat zij sneller proactieve stappen zullen ondernemen. Krediet:Noorse Universiteit voor Wetenschap en Technologie

Het is de taak van de psycholoog om erachter te komen wat de gebruiker bezighoudt.

Een proefschrift over bijzonder steile rivieren en massatransport en een ander proefschrift over hydrologie zijn ook betrokken bij het WoWW-project.

Wordt virtual reality werkelijkheid?

Het project is in januari 2019 gestart en duurt vier jaar. Bruland voorziet niet dat het in definitieve spelvorm terecht zal komen. Het doel is om demonstratiesimulaties te maken voor bepaalde vaarwegen. Het project heeft contact opgenomen met potentiële belanghebbenden om de technologie verder te ontwikkelen tot een afgewerkt product, maar er zijn nog geen overeenkomsten getekend.

Wat is de beloning als de speler het goed doet?

"Geldbesparing voor de gemeente. De winst kan enorm zijn, ' zegt Bruland met een glimlach.

Hij gelooft dat goede simulaties kunnen bijdragen aan slimme en kosteneffectieve oplossingen.

"We hoeven niet hele waterwegen te beveiligen. Het idee is om de factoren op te lossen die de grootste en meest kritieke problemen kunnen veroorzaken. Als we de juiste dingen doen, eenvoudige handelingen kunnen ons materiële schade besparen, en misschien zelfs verlies van mensenlevens. Overstromingen zijn gevaarlijk, en mensen begrijpen dat, ", zegt Bruland van de afdeling Civiele en Milieutechniek van NTNU.