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创新的洪水测绘有助于了解上升水位和应急管理官员

在堪萨斯州创纪录的春季降雨期间,研究人员帮助官员更准确地了解洪水可能上升的地方。

作为他在堪萨斯大学攻读博士论文的一部分,当Jude Kastens十多年前开发一个新的洪泛区测绘模型时,他的目的是解决在重大洪水事件中经常阻碍官员的关键信息差距:缺乏实时性,洪水范围和深度的广域预测。

可靠,详细的淹没估算对于应急管理人员具有足够的态势感知能力,以便快速获得受洪水影响的社区的正确资源和信息至关重要。2007年,堪萨斯州东南部的严重洪灾使人们忽视了缺乏及时,可靠的洪水扩散预测。

今年春天大雨(2019年5月是堪萨斯州有史以来最潮湿的一个月),堪萨斯水务办公室和堪萨斯州应急管理部门的官员与Kastens合作,Kastens现在是堪萨斯州Kansas应用遥感项目的KU副研究教授生物调查,根据他从高程图,流量计和国家气象服务河流阶段预测中整合数据的方法,更准确地了解洪水可能发生的地方。

“我五月份与堪萨斯水务办公室合作,”卡斯滕斯说。“地面已经饱和,水库已经满了,而且预报中降雨量大得多,堪萨斯州中部和东部的大洪水看起来迫在眉睫。几年前,我们很大程度上与水合作开发了这个淹没库。办公室和堪萨斯地理信息系统政策委员会,但从来没有机会实时完成它的步伐。它是基于我为我的论文开发的方法,我们为堪萨斯州东部的大半部分设有洪水库例如,如果你在59号高速公路的劳伦斯以南开车,你会在Wakarusa河上的桥上看到一个USGS流量计箱。堪萨斯州有大约200个仪表收集实时流量阶段信息,在洪水期间,国家气象局为其中很多提供了几天的阶段预报。我们可以获取这些数据并绘制估计的当前或未来洪水,测量仪表之间或大约一个。“

Kastens的模型(称为FLDPLN,或“洪泛区”)使用基本水文原理和网格高程数据将潜在的淹没作为阶段高度的函数进行映射。由于该方法需要很少的投入和很少的监督,因此它对于现有方法的实时映射具有显着优势,例如FEMA用于绘制100年洪泛区的更精确但更复杂的水动力模型。

与堪萨斯官员合作,因为2019年的历史性降雨威胁着堪萨斯州的几个地区遭受洪灾,地图绘制工作集中在三个关键位置。

“我们模拟了位于科菲郡约翰雷德蒙德水库以南的Neosho河,直到俄克拉荷马州,大约100英里长,”卡斯滕斯说。“我们还模拟了约翰雷德蒙德上方的Neosho和Cottonwood河流,以恩波里亚为中心,靠近里昂县这两条河流汇合的地方。第三个区域是盐沼,沿着盐水河和Mulberry Creek的洪水正在接近历史水平。 “

当Neosho河上伯灵顿上方的John Redmond水库几乎达到容量并且陆军工程兵团计划释放大量水时,Kastens的努力帮助当地领导人了解潜在的洪水程度 - 他们分享了他的洪水地图与公众。

“使用来自军团的预计排放和阶段信息,我们模拟了Neosho River在Burlington的洪水以及其他Coffey县的洪水,”Kastens说。“约翰雷德蒙德是在20世纪60年代初期由军团建造的,以提供沿着Neosho的防洪,但是水库洪水池已达到容量,需要释放一些压力以避免危害大坝。随着Neosho已经高位运行,城市经理由于陆军部队已经开始从水库中释放出大量的水,所以委员们非常担心它会有多糟糕。我使用堪萨斯水务局提供的兵团预测制作了一些地图。同样由Coffey县地理信息系统协调员卡拉梅斯(Cara Mays)。卡拉最近完成了她的主人的帮助很大

展望未来,卡斯滕斯 - 他在晚上和周末的空闲时间做了很多这项工作作为公共服务 - 希望自动完成生成洪水地图的任务,以减少工作量,当河流和河流威胁到他们的银行。

“由于我在KBS的其他义务,需要花费大量的时间来完成这项工作,”他说。“在重大洪水事件中,时间至关重要。我们需要开发软件工具来帮助自动化绘图过程并将其移交给其他机构,以便他们可以自由地绘制他们想要的任何场景。我认为我们在5月份的工作展示了我们的映射方法的价值,并希望我们可以整合一个项目,以帮助我们推进自动化。因此,当下一次洪水袭来时,紧急响应人员可以按照他们认为合适的方式运行模型。这就是我们一直设想的方式这件事 - 我们为其他人建造了洪水库,以便在洪水紧急情况或模拟过程中使用。“

卡斯坦斯的洪水测绘新方法已被证明是一种改进,最近他与一家私营公司合作,将该技术商业化,并为堪萨斯州以外的应急管理官员和洪水易发地区的房地产提供服务。

“2015年,我们与位于科罗拉多州柯林斯堡的Riverside Technology Inc.达成协议,通过KU技术商业化中心努力将这些东西商业化,”Kastens说。“他们完成了他们的家庭作业和市场研究,并看到了一个真正的机会来开发围绕我们的洪水图书馆建立的淹没地图解决方案。我们与Riverside的合同明年到期,所以我们必须看看之后会发生什么。我们确保我们切出来堪萨斯州的协议允许我们在洪水事件中提供直接援助,就像我们在5月份那样。“

卡斯坦斯将预计的淹没地图比作预测的风暴轨道或龙卷风观察或警告地图。

“它们从来都不是完全准确的,但它们也不是更复杂的模型。没有两个洪水是相同的,公共和私营部门正在花费大量资源去做我们已经能够廉价和有效地做的事情。现在在堪萨斯州。“

堪萨斯生物调查是KU指定研究中心,于1911年在KU成立。它拥有多元化的环境研究和遥感/ GIS项目。该调查还管理着1947年建立的占地3,700英亩的KU野战站;它为科学,艺术,人文学科和专业学校的教师和学生提供场所。

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