Een team van wiskundigen uit Leeds en Franse civiel ingenieurs heeft een nieuwe manier ontwikkeld om complexe overstromingsbeveiligingsschema's te visualiseren en analyseren.

Ze hebben afstand genomen van vergelijkingen en wetenschappelijke taal en hebben in plaats daarvan een grafisch display ontworpen dat laat zien, als een hypothetisch meer van 2 meter diep, de hoeveelheid water die in een rivierdal moet worden opgevangen om overstromingen te voorkomen.

De afbeelding is bedekt met de verschillende opties die nodig zijn om het overstromingswater tegen te houden of op te vangen, en hoeveel elke optie zal kosten.

Het werk is een samenwerking tussen toegepaste wiskundigen prof.dr. Onno Bokhove, Professor Mark Kelmanson en Dr. Tom Kent van de School of Mathematics aan de Universiteit van Leeds; en civiel ingenieurs Dr. Guillaume Piton en Dr. Jean-Marc Tacnet van Université Grenoble Alpes.

Professor Bokhove zei:"Dit werk begon met een uitdaging die werd aangegaan door een vertegenwoordiger van het Milieuagentschap in het VK, die zei dat wiskundigen altijd vergelijkingen maken en hij iets wilde dat toegankelijker was, een manier om complexe ideeën duidelijk en eenvoudig over te brengen, om de wetenschap die ten grondslag ligt aan overstromingsbeperking begrijpelijk te maken voor de bredere broederschap die betrokken is bij beleidsvorming."

De wetenschappers hebben een concept opnieuw bekeken dat centraal staat in de overstromingsanalyse. Bekend als overstromingsoverschotvolume (FEV), het is de hoeveelheid water in een riviersysteem die niet kan worden opgevangen door bestaande waterkeringen, uitgedrukt als zoveel miljoenen kubieke meters water. Echter, voor de meeste mensen, waaronder professor Bokhove, dat is een effectief zinloze maatregel die mensen zich niet kunnen voorstellen.

Ze hebben hun aanpak beschreven in een paper, Een kosteneffectiviteitsprotocol voor overstromingsbeperkingsplannen op basis van de overstromingen van Boxing Day 2015 in Leeds, gepubliceerd in het tijdschrift Water .

Om het idee te illustreren, ze gebruikten gegevens van de overstromingen op tweede kerstdag 2015, toen de rivier de Aire buiten haar oevers trad in Leeds en grote schade aanrichtte aan huizen en bedrijven, geschat op ongeveer een half miljard pond.

Ongeveer 9,34 miljoen kubieke meter water overstroomde uit de rivier de Aire.

Die hoeveelheid overstromingswater vertaalt zich in een hypothetisch vierkant meer, 2 meter diep en met zijden van 2,16 km lang. In vergelijking, de bovenste rivier de Aire is ongeveer 80 mijl lang, met een dalbreedte die ruwweg varieert tussen 200 en 600 meter langs zijn pad.

Professor Bokhove voegde toe:"Om de overstroming te voorkomen, je zou ergens moeten omgaan met die hoeveelheid water. Het is niet ondenkbaar dat, langs de loop van de rivier dat extra water kon worden opgevangen, ofwel door de omvang van de uiterwaarden te vergroten, of door obstakels in de rivier te verwijderen, het rivierkanaal op sommige plaatsen verbreden of door hogere keringen te bouwen:of, waarschijnlijker, door een aantal of al deze maatregelen te combineren.

"Door overstromingsbeperking op deze nieuwe manier te zien, wordt het voor mensen gemakkelijker om niet alleen de mogelijke interventies te begrijpen en de impact die ze waarschijnlijk zullen hebben, maar ook de kosten die aan elke dergelijke maatregel zijn verbonden."

De onderzoekers gebruikten vervolgens hun nieuwe grafische benadering om een ​​hypothetisch schema te analyseren en te communiceren voor het vergroten van de waterkeringen in het centrum van Leeds om niet alleen een grote overstroming het hoofd te bieden die eens in de 100 jaar zou worden verwacht, maar ook een op de 200 jaar. jaar overstroming. Ze keken naar verschillende mitigatiescenario's, hun kosten en hun impact op de rivierdynamiek, een wetenschapsgebied dat bekend staat als vloeistofdynamica en waarin Leeds een wereldleider is.

In de zes jaar tot 2021, de regering zal £ 2,6 miljard hebben uitgegeven aan overstromingen in Engeland, en verdere investeringen worden verwacht.

Professor Bokhove zei:"Onze aanpak is bedoeld om een ​​manier te bieden om op een kwantificeerbare en visuele manier te vergelijken en te kiezen tussen scenario's voor het beperken van overstromingen, daardoor een betere kans bieden dat ze worden begrepen door een breed publiek, inclusief het grote publiek, belanghebbenden en planners."