По мере повышения уровня моря множественные факторы угрожают городской инфраструктуре Гонолулу

Экстремальные приливы уже сегодня, а в будущем — на фоне продолжающегося повышения уровня моря, приводят к затоплению Гонолулу, главного городского центра Гавайев. Затопление происходит не только из-за прямого перелива воды через береговую линию, но и из-за подтопления грунтовыми водами, когда уровень грунтовых вод поднимается к поверхности, а также из-за обратного потока через муниципальную дренажную систему. В исследовании, опубликованном в Scientific Reports, учёные из Школы наук об океане и Земле и технологий Гавайского университета в Маноа установили, что в ближайшие десятилетия повышение уровня моря, вероятно, приведёт к тому, что всё большие площади суши будут одновременно подвергаться воздействию всех трёх механизмов затопления.

Более того, исследователи выяснили, что подтопление грунтовыми водами представляет собой наиболее обширный источник затопления, в то время как прямой морской перелив — наименее обширный, на его долю приходится лишь три процента от прогнозируемого затопления. «Это важно, потому что многие думают, что последствия повышения уровня моря можно смягчить с помощью волнорезов, — сказала Шелли Хабел, ведущий автор исследования, береговой геолог и специалист по распространению знаний из Гавайской программы морских грантов и Группы береговой геологии UH. — Но волнорез не остановит подтопление грунтовыми водами. Наши результаты подчеркивают необходимость пересмотреть наше понимание затоплений, сопровождающих подъём уровня моря. Мы хотим быть уверены, что реализуем стратегии управления затоплениями, которые будут эффективными».

Определение уязвимых мест и инфраструктуры

Хабел и её соавторы разработали метод, который позволил идентифицировать различные типы затоплений и их масштабы. Путём моделирования мест и глубин затопления, генерируемых каждым из трёх механизмов, и наложения этих симуляций были созданы карты затоплений, чтобы определить районы, уязвимые к комбинированному воздействию в предстоящие десятилетия. Коллеги из Центра уровня моря UH разработали статистическую модель, которая учитывает прогнозируемые приливы и проектируемые величины локального повышения уровня моря, чтобы установить частоту вероятных затоплений в заданных местах.

С помощью этих симуляций исследовательская группа оценила критически важную инфраструктуру, которая, вероятно, выйдет из строя и вызовет прямые последствия: опасные или непроходимые дороги, дренажные колодцы, которые могут выйти из строя или стать путями для дополнительного затопления, а также неработоспособные или затопленные выгребные ямы. Воздействия были признаны широко распространёнными в сильно уплотнённом основном городском центре Гонолулу.

«Поскольку каждый тип затопления проникает через уникальные пути, для управления ими потребуются уникальные инженерные стратегии, — отметила Хабел. — Проектирование стратегий управления затоплениями, необходимых для смягчения этих воздействий, требует учёта каждого механизма для конкретной местности, чтобы избежать неэффективности». В партнёрстве с Советом по водоснабжению Гонолулу, Гавайским университетом, Гавайским морским грантом и другими заинтересованными сторонами авторы планируют создать сеть мониторинга прибрежных грунтовых вод в реальном времени. Данные, собранные с помощью этой сети, помогут улучшить возможности моделирования, например, способность учитывать влияние экстремальных осадков. Сеть также предоставит информацию, которая может быть использована при разработке краткосрочных, среднесрочных и долгосрочных стратегий управления затоплениями.