物理学 > 物理与社会
[提交于 2025年7月8日
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标题: FlowsDT:用于导航城市洪水动态的地理空间数字孪生
标题: FlowsDT: A Geospatial Digital Twin for Navigating Urban Flood Dynamics
摘要: 全球各地的社区日益面临由气候变化、城市扩张和环境退化加剧的洪水灾害。 应对这些挑战需要实时洪水分析、精确的洪水预测以及与利益相关者的稳健风险沟通,以实施有效的缓解策略。 水动力模型和数字孪生的最新进展为在街道和地下室层面进行高分辨率洪水建模和可视化提供了新的机会。 聚焦于美国德克萨斯州的加尔维斯顿市,一个屏障岛,本研究创建了一个由一维-二维耦合水动力模型支持的地理空间数字孪生(GDT),以增强城市对暴雨和河流洪水的韧性。 研究目标包括:(1)开发一个包含地形、水文和基础设施的GDT(FlowsDT-Galveston);(2)使用历史洪水事件和社会感知数据验证该孪生;(3)在2年、10年、25年、50年和100年重现期降雨情景下模拟超本地洪水条件;以及(4)识别不同情景下的高风险区域。 本研究采用PCSWMM创建城市景观的动态虚拟副本和精确的洪水建模。 通过整合LiDAR数据、土地覆盖和雨水管道几何形状,该模型可以在不同历史和设计风暴中,在四维环境中模拟洪水深度、范围、持续时间和速度。 结果表明,从2年到100年洪水,淹没超过1英尺的建筑物增加了5.7%。 超过1英尺的路面淹没增加了6.7%从2年到100年的洪水。 所提出的模型可以支持加尔维斯顿的主动洪水管理和城市规划;并有助于灾害韧力建设,指导可持续基础设施的发展。 该框架可以扩展到其他面临类似挑战的社区。
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