新的统计力学公式表明城市街道网络和建筑密度决定洪水的严重程度
由于气候变暖和城市发展带来的风暴加剧，全球各地的城市正在经历越来越多的洪水。加州大学欧文分校的最新研究表明，城市形态，特别是街区的建筑密度和街道网络，也会影响洪水的强度。在今天发表在《自然通讯》上的一篇论文中，加州大学欧文分校土木与环境工程系的研究人员利用统计力学生成了一个新公式，使城市规划者能够更轻松地评估土地开发变化带来的洪水风险。
共同作者、加州大学欧文分校土木与环境工程副教授、兼任加州大学欧文分校材料科学与工程系教授的穆罕默德·贾瓦德·阿卜杜勒侯赛尼·库米表示，他和同事受到物理学家研究无序多孔固体、玻璃和复杂流体等复杂系统的方式的启发，从而开发出可以解释城市之间洪水灾害差异的通用理论。
“统计力学的应用已经产生了一个分析模型，可以预测世界各地社区规模的洪水灾害，”Qomi 说。“我们可以探究遭受洪水灾害的城市之间的差异。该平台已被证明可以显示洪水损失、城市形态和观测到的极端降雨之间的联系。”
该研究的主要作者、加州大学欧文分校土木与环境工程博士生莎拉·巴拉伊安 (Sarah Balaian) 表示，我们可以预见未来将会出现更多恶劣的天气事件，而大量人群将受到城市洪灾的严重影响，其中许多人缺乏保护或逃生手段。
“此外，由于数据不足，目前许多城市都无法进行全球范围的详细建模，因此我们的团队致力于开发一种基于城市建筑环境形式来观察洪水风险的新方法，”她说。
论文合著者、加州大学欧文分校土木与环境工程教授、城市规划与公共政策教授布雷特·桑德斯表示，新公式的实现得益于对许多不同城市形态进行的数千次洪水模拟——这些模拟以物理运动定律为基础。
“我们针对全球范围内的城市布局类型创建了基于物理的洪水深度和流速数据集，然后使用数据分析技术得出一个相对简单的公式，可用于全球规划和脆弱性评估，”桑德斯说。“这个公式也可以在我们的课堂上讲授，以便下一代土木工程师能够预测土地开发对洪水灾害的潜在影响。”
更多信息： 城市形态如何影响洪水，自然通讯（2024 年）。
期刊信息： 《自然通讯》
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