编辑:自然和自然特征的洪水风险管理

介绍

洪水风险缓解和管理是我们这个时代的伟大社会的挑战之一。世界各地的人类、社区基础设施和沿海地区的生态系统正面临海平面上升的现实,加强风暴影响,加速侵蚀,以及由此产生的洪水问题,如生命损失,财产损失,和损失的经济、社会和环境可持续性。同时永远推动沿海地区经济发展通过加强海上贸易、工业和住宅资产数量的增加,许多沿海县和人口增长导致风险加剧洪灾的影响。自然和自然特性(NNBF)提供一个策略来减轻和管理沿海洪水风险,利用固有的自然和自然过程的适应能力和发展在不断变化的环境。这个想法是为了利用NNBF要么完全,与传统(“灰色”)洪水风险缓解措施(如海堤、堤坝等),或者,在理想的情况下,与传统的洪水风险缓解策略共生创造弹性,自适应,和ecosystem-enhancing解决方案,可以提高生存能力,美丽,和成功的沿海系统适应变化的气候。虽然在这里解决的主题接近主要从工程和科学的角度来看,意义NNBF减少洪水风险的解决方案需要多学科协作超越创造性的科学和工程创新,包括社会经济和政策方面。然而,NNBF才能成为洪水风险管理的工具,详细了解他们的强制条件下力学,进化随着时间的推移,和接受由设计师,规划师,社会是必需的。因此,关于NNBF主题的基础和应用研究是现在比以往任何时候都更相关和重要的。

收集16篇文章特色作为研究课题的一部分地址不同的进步与洪水风raybet雷竞技下载地址险降低有关通过NNBF至关重要,将成为我们前进的自然和自然过程系统设计中一个非常重要的组成部分意在限制洪水对社会的影响。原始研究的文章以及案例研究评论和工程设计框架创建提供很好地兼顾相关基础知识的传播和可操作的科学与工程发展适用于现实生活中的问题解决和沿海管理。具体NNBF解决在本系列文章中包括牡蛎城堡防波堤,棕日志,海滩的海草材料,沙子捕获围栏,沙子吐和潮汐泻湖,漂浮植物的树冠上,盐沼,沙丘植被系统,红树林,湿地植被和自然植被。转基因植物的沙丘和湿地系统,分别进行描述图1。强迫机制影响NNBF从沿海风暴海浪和水位波动风和船舶动态,和几篇文章将面临由气候变化引起的海平面上升情况。在这个研究课题,方法推进NNBF知识包括详细的实地案例研究分析,媒介在波槽和盆地大型物理模型实验,以及数值模型模拟与现场或实验室数据更好地理解NNBF利用侵蚀和洪水风险降低。不同作者的关键概念解决合成后,和贡献是放在更广泛的上下文。

领域的案例研究

NNBF详细研究是必要的,以便更好地了解这些系统的行为在现实生活中,全面的条件和不同的强制机制,以及对环境的影响。场规模也鼓励参与的各种利益相关者和允许评估使用NNBF产生多个福利项目。Palinkas et al。特别专注于实现,剩下的挑战,和多个利益方面的三个沿海修复案例研究使用NNBF特性在地理位置覆盖东海湾,美国西海岸。这个案例研究总结发出明确的信息,成功的项目需要一个设计良好的监测方法,强调利益相关者的参与。创意沉积物管理是一个许多NNBF系统的重要组成部分,目的是保护栖息地,防止风暴和海平面上升影响,以及维护沿海水域的适航性。喷砂嘴和潮汐泻湖多功能性的一个例子是增强通过NNBF呈现Dabees et al。在佛罗里达的一个案例,增强整个系统的弹性是一个关键元素。培育等。看着牡蛎城堡防波堤系统沿着新泽西海岸一个广泛领域的研究,发现在一定条件下,当这些防波堤在高水位淹没事件他们实际上产生显著放大的浪高李而衰减波峰时,紧急。Salatin et al。调查这些数据数值。这样的结果是很重要的考虑未来生活防波堤系统设计中避免不利影响相邻的海岸线。包含NNBF极端事件对系统的影响和随后的复苏的一块重要拼图,当试图理解总体系统性能。提出的工作Cadigan et al。强调差异海岸线应对多个飓风沿着西南路易斯安那州海岸线有或没有防波堤保护。教务长等。进行了现场研究调查的影响破坏材料冲上了海滩,帮助建立工程沙丘已经对这种天然材料应如何管理。NNBF不仅是用来增加沿海从自然灾害系统的弹性,但也被成功地用来防止vessel-induced波能量附近高海上交通调查的领域埃弗雷特et al。棕日志放在一个沿着特拉华河河口海岸线。

物理模型实验

领域案例研究发挥重要作用在我们理解NNBF性能,通常需要调查某些特性在特定的实验室分离迫使条件和创建可重复的场景。这样的研究可以识别个人的影响参数,水力响应趋势调查,验证数值模型,然后可以外推到更广泛的条件。保和Schuttrumpf量化沙子的风成沉积物捕获效率不同配置下栅栏风洞的详细研究。植被近岸系统面对城市或沿海保护结构进行了调查的波能量衰减属性。不同的漂浮植物垫配置进行了分析霍普金斯等。而在大规模波盆地设施贝克等。缩放盆地进行测试的有效性沼泽植被减少在堤前波能量。上面的效果不同,地下沙丘植被特征在沙丘侵蚀在波浪水槽量化研究Figlus et al。真正的沉积物和植物在不同的生长阶段生活在沙丘受到风暴波强迫。

数值模拟

至关重要,继续加强我们的数值模拟能力,更好地模拟NNBF各种环境载荷条件下的行为。这通常是通过校准或修改现有的数值模型基于现场和实验室数据预先理解NNBF及其使用的洪水和侵蚀风险降低。森等。参数化的红树林根的结构优化数值模拟中使用而努力Abdolali et al。wave-vegetation实现交互功能为光谱波模型计算波衰减的湿地植被空间变量字段。的工作Salatin et al。使用Boussinesq-type波建模强调复杂的近岸波转换和波与牡蛎防波堤的交互需要模拟仔细,以避免设计背风NNBF波能量放大的情况(见也培育等。)或其他意想不到的后果发生。NNBF在灾难性事件的性能如海啸是一个话题,最近还收到了越来越多的关注。为此,冯港口等。改进的数值多阶段的计算流体动力学模型处理支流蓄波来模拟海啸传播组合深度测量法。吹气等。探索的效用Delft3D模型套件帮助沿海经理评估各种生活海岸线和NNBF德克萨斯湾建设系统设计方案。

工程使用NNBF框架

NNBF有望取代一个杰出的设计洪水风险减少措施,越来越多的研究和项目经验支持他们的发展。对于紧急的情况下植被系统,·奥斯丘等。合成的实践和当前状态仍然存在障碍实现。他们还指出,知识NNBF将紧急植被已经足够足够的设计方案,提出了一个框架来评估这种设计基于波衰减性能。

随着我们继续工作在NNBF洪水风险减少和鼓励读者浏览文章所提到的,我们想借此机会感谢所有特约作者,研究资助机构,审稿人和编辑他们的帮助使这个集合的知识进步对自然和自然特征的洪水风险管理的成功。特色工作raybet雷竞技下载地址肯定会进一步促进这一领域的进步,为未来我们努力成为有意识的管家沿海系统意味着对我们所有的人。

作者的贡献

摩根富林明,JS、TT和BM和编辑这篇社论写道。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

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