Le inondazioni a breve termine dovute a tempeste estreme rappresentano una seria sfida per i trasporti nelle città degli Stati Uniti. Questo problema, che si prevede crescerà nel prossimo secolo con la nostra crisi climatica globale, è spesso più grave per le popolazioni vulnerabili, compresi i quartieri a basso reddito e di minoranza. L'ultimo rapporto dell'Istituto nazionale per i trasporti e le comunità (NITC), guidato da Courtney Crosson dell'Università dell'Arizona (UA), avanza metodi di ricerca nazionali per valutare la vulnerabilità alle inondazioni e dare priorità agli investimenti per il miglioramento dei trasporti per garantire che nessuna comunità rimanga bloccata quando si verifica la prossima alluvione.

Crosson e i colleghi ricercatori Daoqin Tong (Arizona State University) e Yinan Zhang (UA) hanno condotto una valutazione della vulnerabilità alle inondazioni della città di Tucson, Il sistema di trasporto multimodale dell'Arizona nei quartieri a basso reddito e delle minoranze. Hanno identificato i luoghi prioritari per Tucson per investire in miglioramenti per mitigare le inondazioni del sistema di trasporto urbano, e ora stanno lavorando con le agenzie cittadine e regionali per implementare tali risultati. Questo progetto serve anche come prova di concetto per far progredire i metodi di ricerca nazionali volti a ridurre l'impatto sulla mobilità delle inondazioni croniche.

Uso efficace delle infrastrutture verdi nei quartieri a basso reddito

Le infrastrutture verdi sono una tendenza urbana in crescita in cui le acque piovane vengono gestite espandendo aree permeabili di vegetazione naturale in tutta la città. Questo approccio alla gestione dell'acqua ha lo scopo di proteggere, ristabilire, o imitare il ciclo naturale dell'acqua. Il team di ricerca di Crosson ha scoperto che la costruzione di un'infrastruttura verde completa su scala di quartiere nel diritto di passaggio è efficace nell'aumentare l'accesso multimodale in condizioni di inondazioni moderate.

Questa soluzione di infrastruttura verde non ha affrontato i problemi di mobilità derivanti da inondazioni estreme. Piuttosto che i comuni che selezionano le aree che hanno i più alti volumi di inondazioni o il più alto volume di reclami dei residenti, i fondi per le infrastrutture verdi dovrebbero essere investiti nei quartieri a basso reddito soggetti a inondazioni moderate al fine di ottenere il massimo miglioramento dell'accesso multimodale.

Delle aree studiate, Il 93% faceva parte di tratti di censimento con redditi familiari medi inferiori alla media di Tucson. I ricercatori si sono concentrati intenzionalmente sui quartieri a basso reddito, poiché troppo spesso le persone che vivono in quelle aree sono le più colpite dagli impatti dei disastri naturali. La ricerca precedente in questo settore si è concentrata fortemente sulla vulnerabilità delle sole infrastrutture di trasporto, ignorando in gran parte le persone nelle comunità. Un progetto NITC finanziato nel 2020 svilupperà una nuova metodologia che incorpora la vulnerabilità socioeconomica della comunità nella valutazione delle vulnerabilità delle infrastrutture di trasporto per le città e le regioni esposte a pericoli.

Metodo di ricerca per la valutazione della vulnerabilità alle inondazioni nelle infrastrutture di trasporto

1. Fase uno:stima delle condizioni di alluvione nei quartieri a basso reddito:i ricercatori hanno stimato le condizioni di alluvione per un periodo di 5 anni, evento temporalesco di 1 ora (ossia un'alluvione causata da un temporale della durata di un'ora, di dimensioni che si verificano all'incirca ogni cinque anni) utilizzando il software di modellazione delle inondazioni FLO-2-D e un modello di elevazione digitale costruito utilizzando i dati LiDAR. Questa analisi idrologica è stata eseguita sia a scala di città che con una risoluzione della griglia di 20 piedi.
2. Fase due:identificazione delle priorità del trasporto multimodale:il team ha quindi analizzato la vulnerabilità del trasporto di quartiere. Utilizzando i risultati del loro modello di alluvione, hanno esaminato le prestazioni complessive del sistema di trasporto in tre modalità (guida, bicicletta e transito). Dati degli ultimi 10 anni di conta veicolare, la bicicletta conta, e la fermata dell'autobus sono stati utilizzati per identificare i primi dieci luoghi prioritari per la mitigazione delle inondazioni, in base al punto in cui l'utilizzo è stato più elevato per ciascuna delle tre modalità.
3. Fase tre:analisi dello scenario dell'infrastruttura verde:infine, hanno preso i primi dieci siti per ciascuna delle tre modalità di trasporto ed eseguito trenta analisi di scenari di infrastrutture verdi. Volevano vedere il cambiamento nell'accessibilità della rete di trasporto dopo le stesse condizioni di inondazione, ma con un'infrastruttura verde completa su scala di quartiere in atto. Per fare questo, hanno utilizzato ArcGIS Hydrology Analysis per trovare i "punti di versamento, " o luoghi in cui l'acqua scorre fuori dall'area. Quindi hanno modificato il loro modello per includere i bacini stradali (seguendo gli standard di progettazione di NACTO e della contea di Pima) per controllare questo flusso.

Sulla base di questi risultati del modello, i ricercatori hanno identificato cinque priorità chiave per le prestazioni di progettazione delle infrastrutture verdi.

Cinque priorità di progettazione chiave per le infrastrutture verdi per massimizzare l'accessibilità multimodale

Questi cinque principi possono essere utilizzati da progettisti e ingegneri dei trasporti, idrologi, gestori delle inondazioni, e progettisti urbani quando si avvicinano e valutano i siti del progetto e gli investimenti per massimizzare l'impatto su una maggiore accessibilità multimodale.

1. Dai priorità alla mitigazione a monte:nei trenta scenari, i segmenti prioritari con il maggiore miglioramento dell'accesso ai trasporti erano nelle aree che avevano una sostanziale mitigazione a monte. Ciò suggerisce che le infrastrutture verdi non dovrebbero essere implementate solo direttamente adiacenti ai luoghi di transito prioritari, ma anche (ea volte soprattutto) implementato a monte del segmento prioritario.
2. Dai priorità alle inondazioni moderate:nei trenta scenari, i maggiori impatti sul miglioramento dell'accesso ai trasporti sono stati nelle aree che hanno ricevuto moderate inondazioni, rispetto alle zone di estrema inondazione. Spesso i comuni e le agenzie di trasporto sono motivati ​​a collocare installazioni di infrastrutture verdi nei diritti di passaggio adiacenti alle aree in cui vi sono le maggiori preoccupazioni per le inondazioni e il maggior volume di reclami dei residenti. Ma per aiutare con inondazioni estreme, le implementazioni più grandi (come le tubazioni sotterranee delle acque piovane o i grandi bacini) dovrebbero essere implementate di concerto con investimenti minori. Quando il budget è limitato agli investimenti su scala di quartiere, al fine di mostrare visibilmente un impatto sulla riduzione delle inondazioni e sull'aumento dell'accessibilità alla rete multimodale, i siti moderatamente allagati sono i migliori candidati.
3. Dai priorità ai guadagni di rete:quando si selezionano i siti del progetto, è fondamentale considerare i guadagni di rete che possono essere realizzati concentrando l'infrastruttura verde all'interno di un'area. Affrontando il problema delle inondazioni in un segmento di strada o marciapiede, anche altri problemi di inondazione a valle possono essere aiutati.
4. Dai priorità alle grandi aree di diritto di passaggio:nei trenta siti e segmenti, gli impatti maggiori si sono spesso verificati quando c'era una notevole quantità di diritti di precedenza disponibili per l'implementazione di infrastrutture verdi. Considerato con gli altri principi di progettazione, l'area (e il volume corrispondente) del diritto di precedenza disponibile può fare una grande differenza nel successo totale della riduzione delle inondazioni.
5. Dare priorità ai luoghi di spostamento pedonale:l'impatto maggiore delle infrastrutture verdi sull'accessibilità è stato nell'accesso pedonale alle fermate degli autobus. La larghezza di queste aree designate da mitigare era inferiore nei casi pedonali rispetto ai casi di biciclette e veicoli. Agendo da cuscinetto tra le aree pedonali e stradali, l'infrastruttura verde ha supportato con maggior successo un maggiore accesso.

Implicazioni per la ricerca e la pratica future

La ricerca prevede risultati diretti sulle future decisioni di pianificazione prese dal Dipartimento dei trasporti della città di Tucson, Acqua di Tucson, Servizi di pianificazione e sviluppo, e il distretto regionale di controllo delle inondazioni della contea di Pima (RFCD). I ricercatori NITC su questo progetto hanno incontrato il direttore del dipartimento dei trasporti di Tucson e RFCD, e la leadership di entrambe le agenzie ha espresso grande interesse per i risultati della ricerca per il prossimo processo decisionale sull'assegnazione di fondi per le infrastrutture verdi per la mitigazione delle inondazioni stradali.

Questa ricerca può servire come prova di concetto per un più ampio, progetto a lungo termine per far progredire i metodi di ricerca nazionali per ridurre l'impatto delle inondazioni croniche sulla rete di trasporto multimodale. La ricerca futura dovrebbe valutare l'impatto attraverso le durate temporali (piuttosto che i semplici calcoli degli eventi di picco) e lavorare per ottimizzare l'implementazione dell'infrastruttura verde attraverso molteplici vantaggi per più modalità di trasporto (piuttosto che singole modalità).

Assegnando sistematicamente la priorità a questi progetti nel diritto di precedenza, le città possono muoversi verso una maggiore accessibilità alla rete di trasporto e una maggiore equità.