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研究人员转向新的,具有成本效益的技术和方法,使城市沿海地区更具弹性

随着无人机海滩调查和机器学习,博天堂现金网研究人员正在监控渣土运输和下水管道,准备下暴

Small boat entering waater
图片来源:乔·科拉多摄影

当飓风桑迪在2012年撞上东海岸,它强调的痛点,大小城市都需要地址为未来的风暴:确保海滩均达到保护沿海社区,并评估和修复老化的下水道,其中许多任务在溢出沙。

为了更好地理解这些影响,研究人员在博天堂平台的土木工程,环境和海洋工程(CEOE)部门正在部署新的和具有成本效益的技术和方法的阵列,以使城市沿海地区更有弹性的最终目标。

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图片来源:乔·科拉多摄影

•米勒,在CEOE副教授 戴维森的实验室和他的研究团队在各种有工作使用无人驾驶飞机被监控项目地形沿泽西海岸沙滩改变。

“我们帮助社区计划和帮助的弱势识别上了岸地区,并指出事情自己,他们可以做的更加有弹性,”米勒说。

沿着岸边沙是海岸防护的关键因素。沙作为抵御风暴冲击的屏障,但随着风沙转移浪潮,使得它的关键监控任何高度的变化。

通常的方法来衡量海拔海滩是研究人员利用全球定位系统(GPS)技术,但是这个过程非常耗时,繁琐,而且容易对某些类型的错误。携带GPS接收机测量师能低迷或沉没,而他们走进沙,影响测量结果。

相比之下,使用无人驾驶飞机的是更便宜的,更有效的和所需的和捕获更多的细节。传统的GPS海滩的调查则需要数小时才能捕获几个几百个数据点,而调查可以在短短一个多小时捕捉无人机海滩数以亿计的数据点。

从米勒的实验室一项研究中,研究人员使用无人驾驶飞机监控公共海滩新政,新泽西州的1.5英里长在几个月的四个飞越2018多个影像的跨度导致建立三个高程图。

他们在这片海滩,特别是因为美国看着工程兵部队补给的面积桑迪飓风后沙多。此外工人实施了腹股沟切口项目出现在2017年腹股沟,人造结构是建立垂直的岩石岸边,被用来减少风沙侵蚀和保护社区。 ESTA停止泥沙的运动也进一步饿死的海滩下来至关重要沙海岸。开槽-中相应的泥沙运动的部分移除岩石腹股沟 - 允许而且还使腹股沟的保护质量。

研究表明,无人机这腹股沟切口,正在按原计划,也显示概念高程监测无人机的证明。

除了米勒的无人驾驶飞机的研究,他的实验室已开发出 风暴侵蚀指数。这种新方法,它计算风暴的侵蚀影响,已经,被认为是比旧方法更准确。文章描述风暴侵蚀指数和海滩和海岸结构损害之间的关系在2018的飓风迈克尔最近 发表在科学期刊 海岸和海滩.

使用机器学习来预测老化的下水道故障点

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图片来源:瓦伦蒂娜prigiobbe

相对另一种新方法的研究人员一直即部署先进 机器学习 工程技术复杂系统建模。在的情况下, 瓦伦蒂娜prigiobbeCEOE助理教授,她和她的团队在寻找城市已经下水道,霍博肯的围攻特别系统和老化,其中大部分可以追溯到维多利亚时代。

“现在机器学习是土木工程的一个新趋势,如其他工程学科。例如对于,它被用于结构监测,在许多情况下,使用机器学习的是仍处于研究和试验阶段,“prigiobbe说,他的实验室专注于对运输和通流媒体多孔,无论是在能源,水,部门或城市水文。

看着下水道系统是至关重要的,因为霍博肯被淹没随着不仅仅是风暴下水道溢出的水而且还排放未经处理的废水进入街道和纽约港桑迪期间。下水道系统家道砖,混凝土,粘土和木材;其历史可以追溯到19世纪70年代。

城市和国家一直忙于平反下水道系统,但它仍然是一个具有挑战性的和昂贵的任务。最脆弱的重点放在系统的地区是最重要的,但有时并不清楚哪些需要注意的地方,最风暴和洪水发生之前。怎么市领导能够做出正确的决定有这么多钱和时间就行了?

在一个正在进行的项目,prigiobbe的实验室开发了一种机器学习方法,结合和统计模型来模拟地下水涌入城市下水道和预测系统的最大麻烦点。注意到prigiobbe的统计模型变量在街道的材料,土壤,水表,管道尺寸和计算的下水管道使电平。然后,她的研究小组利用机器学习技术和实地测量校准和优化模型并测试其有效性。

“在城市水文,我们不知道使用机器学习来确定污水管网条件的其他群体。所以,我们在做什么是很独特的,“prigiobbe说。

该模型已经过气的成功,它击中了80%的准确性。当地下水洪水预测发生在下水道系统的故障点,根据prigiobbe。此外,它是相比于识别恶化下水道管,使用相机的其他成本效益的方法于涉及绑小,远程控制的机器人(也称为调查CCTV)通过排水爬行。

在一个相关的项目,prigiobbe的团队的互动在沿海地区和城市下水道不同气象条件下在发表在期刊的两篇论文看着地下水之间,详见去年  环境科学与污染研究。在后一公报中,的耦合下水道地下水系统显示了研究即地下水溢流的存在进入下水道系统甚至可以在干燥的气候条件下轻微或沉淀后触发未处理的污水(组合下水道溢流,CSO或)的排出。作为老化的下水道修好,CSO月活动减弱,但地下水五月地下水位上升,最终,新兴城市的低洼部分。

在土壤如何在在被病毒污染的城市地区可以成为和细菌,通过民间组织或老化的下水道排入地表水体渗漏进入地下水滨海含水层也prigiobbe看着。潜在污染ESTA可导致的水传播疾病的爆发。一个数学模型,在详细 论文在杂志去年五月出版 推进水资源,描述如何ESTA可以在沿海城市地区的地下水发生污染和发展的潮汐和盐度。

紧迫性,以解决所有问题,如觉得在东海岸及以后的气候变化的影响,这些只会增加。这将是更严格的检查城镇当海平面上升洪水和污水外溢;水传播的疾病扩散更五月,如果天气模式改变为差;在沿海社区将海滩有做更好的准备和设计。

米勒说,关于博天堂现金网的沿海研究,“桑迪之后,我们的工作已经得到了更多的关注。我们有我们始终专注于沿海弹性和随着时间的推移只会越来越重要。“