Inundações de curto prazo causadas por tempestades extremas representam um sério desafio de transporte nas cidades dos EUA. Este problema - que deve crescer ao longo do próximo século com nossa crise climática global - costuma ser mais difícil para as populações vulneráveis, incluindo bairros de baixa renda e minorias. O último relatório do Instituto Nacional de Transporte e Comunidades (NITC), liderado por Courtney Crosson da Universidade do Arizona (UA), avança os métodos de pesquisa nacional para avaliar a vulnerabilidade às enchentes e priorizar os investimentos em melhorias no transporte para garantir que nenhuma comunidade fique presa quando ocorrer a próxima enchente.

Crosson e seus colegas pesquisadores Daoqin Tong (Arizona State University) e Yinan Zhang (UA) realizaram uma avaliação de vulnerabilidade a enchentes na cidade de Tucson, Sistema de transporte multimodal do Arizona em bairros de baixa renda e minorias. Eles identificaram locais prioritários para Tucson investir em melhorias para mitigar inundações do sistema de transporte urbano, e agora estão trabalhando com agências municipais e regionais para implementar essas descobertas. Este projeto também serve como uma prova de conceito para o avanço dos métodos de pesquisa nacionais com o objetivo de reduzir os impactos das inundações crônicas na mobilidade.

Uso eficaz de infraestrutura verde em bairros de baixa renda

A infraestrutura verde é uma tendência urbana crescente em que as águas pluviais são gerenciadas pela expansão de áreas permeáveis ​​de vegetação natural em toda a cidade. Esta abordagem de gestão da água visa proteger, restaurar, ou imitar o ciclo natural da água. A equipe de pesquisa de Crosson descobriu que construir uma infraestrutura verde abrangente em escala de bairro na faixa de domínio é eficaz para aumentar o acesso multimodal em condições moderadas de inundação.

Esta solução de infraestrutura verde não abordou os problemas de mobilidade que resultam de inundações extremas. Em vez de os municípios selecionarem as áreas que apresentam os maiores volumes de inundações ou o maior volume de reclamações de residentes, fundos para infraestrutura verde devem ser investidos em bairros de baixa renda sujeitos a inundações moderadas, a fim de alcançar a maior melhoria do acesso multimodal.

Das áreas estudadas, 93% faziam parte de setores censitários com renda familiar média abaixo da média de Tucson. Os pesquisadores se concentraram intencionalmente em bairros de baixa renda, já que muitas vezes as pessoas que vivem nessas áreas são as mais afetadas pelos impactos dos desastres naturais. Pesquisas anteriores nesta área se concentraram fortemente na vulnerabilidade da infraestrutura de transporte sozinha, ignorando em grande parte as pessoas nas comunidades. Um projeto NITC financiado em 2020 desenvolverá uma nova metodologia que incorpora a vulnerabilidade socioeconômica da comunidade na avaliação das vulnerabilidades da infraestrutura de transporte para cidades e regiões que enfrentam riscos.

Método de pesquisa para avaliar a vulnerabilidade a inundações na infraestrutura de transporte

1. Estágio Um - Estimar as condições de inundação em bairros de baixa renda:Os pesquisadores estimaram as condições de inundação por um período de 5 anos, Tempestade de 1 hora (ou seja, uma inundação de uma tempestade com duração de uma hora, de um tamanho que ocorre aproximadamente a cada cinco anos) usando o software de modelagem de inundação FLO-2-D e um modelo de elevação digital construído usando dados LiDAR. Esta análise hidrológica foi realizada na escala da cidade e em uma resolução de grade de 20 pés.
2. Estágio Dois - Identificar Prioridades de Transporte Multimodal:A equipe então analisou a vulnerabilidade de transporte do bairro. Usando os resultados de seu modelo de inundação, eles analisaram o desempenho geral do sistema de transporte em três modos (direção, bicicleta e trânsito). Dados dos últimos 10 anos de contagem de veículos, contagem de bicicletas, e o número de passageiros no ponto de ônibus foram usados ​​para identificar os dez locais prioritários para a mitigação de enchentes, com base onde o uso foi maior para cada um dos três modos.
3. Estágio três - realizar análises de cenário de infraestrutura verde:por último, eles pegaram esses dez locais principais para cada um dos três modos de transporte e realizaram trinta análises de cenários de infraestrutura verde. Eles queriam ver a mudança na acessibilidade da rede de transporte após as mesmas condições de inundação, mas com infraestrutura verde abrangente em escala de bairro. Para fazer isso, eles usaram ArcGIS Hydrology Analysis para encontrar os "pontos de fluidez, "ou locais onde a água flui para fora da área. Em seguida, eles alteraram seu modelo para incluir bacias à beira da estrada (seguindo os padrões de projeto da NACTO e do condado de Pima) para controlar esse fluxo.

Com base nesses resultados do modelo, os pesquisadores identificaram cinco prioridades de desempenho de design de infraestrutura verde.

Cinco principais prioridades de projeto para infraestrutura verde para maximizar a acessibilidade multimodal

Esses cinco princípios podem ser usados ​​por planejadores e engenheiros de transporte, hidrologistas, gerentes de inundação, e designers urbanos ao abordar e avaliar locais de projetos e investimentos para maximizar o impacto no aumento da acessibilidade multimodal.

1. Priorize a Mitigação Upstream - Entre os trinta cenários, os segmentos prioritários com maior acesso de transporte melhorado estavam em áreas que tiveram mitigação substancial a montante. Isso sugere que a infraestrutura verde não deve ser implementada apenas diretamente adjacente a locais de trânsito prioritários, mas também (e às vezes mais importante) implementado a montante do segmento prioritário.
2. Priorize a inundação moderada - Entre os trinta cenários, os maiores impactos na melhoria do acesso ao transporte ocorreram em áreas que receberam inundações moderadas, em comparação com áreas de inundações extremas. Freqüentemente, os municípios e as agências de transporte são motivados a colocar instalações de infraestrutura verde em faixas de servidão adjacentes às áreas onde há maiores preocupações com enchentes e maior volume de reclamações de residentes. Mas para ajudar com inundações extremas, implementações maiores (como tubulação subterrânea de águas pluviais ou grandes bacias) precisariam ser implementadas em conjunto com investimentos menores. Quando o orçamento é limitado a investimentos em escala de bairro, para mostrar visivelmente um impacto na redução de inundações e no aumento da acessibilidade à rede multimodal, sites moderadamente inundados são os melhores candidatos.
3. Priorizar ganhos de rede - Ao selecionar locais de projeto, é fundamental considerar os ganhos de rede que podem ser obtidos concentrando a infraestrutura verde em uma área. Ao abordar o problema de inundações em uma rua ou segmento de calçada, outras preocupações com inundações a jusante também podem ser ajudadas.
4. Priorize grandes áreas com direito de passagem - Em trinta locais e segmentos, os maiores impactos geralmente ocorriam quando havia uma quantidade substancial de faixa de domínio disponível para a implementação de infraestrutura verde. Levado em consideração com os outros princípios de design, a área (e o volume correspondente) da faixa de domínio disponível pode fazer uma grande diferença no sucesso total da redução de enchentes.
5. Priorizar locais de deslocamento de pedestres — Os maiores impactos da infraestrutura verde na acessibilidade ocorreram no acesso de pedestres aos pontos de ônibus. A largura dessas áreas designadas para mitigar foi menor nos casos de pedestres em comparação com os casos de bicicletas e veículos. Atuando como um amortecedor entre as áreas de pedestres e estradas, a infraestrutura verde suportou com mais sucesso um maior acesso.

Implicações para pesquisas e práticas futuras

A pesquisa espera resultados diretos nas futuras decisões de planejamento feitas pelo Departamento de Transporte da cidade de Tucson, Água de Tucson, Serviços de planejamento e desenvolvimento, e Distrito Regional de Controle de Inundações do Condado de Pima (RFCD). Os pesquisadores do NITC neste projeto se reuniram com o Diretor do Departamento de Transporte de Tucson e RFCD, e a liderança de ambas as agências expressou grande interesse nos resultados da pesquisa para a próxima tomada de decisão em torno da alocação de fundos de infraestrutura verde para mitigação de enchentes de rodovias.

Esta pesquisa pode servir como uma prova de conceito para um maior, projeto de longo prazo para avançar os métodos de pesquisa nacionais para reduzir o impacto das enchentes crônicas na rede de transporte multimodal. Pesquisas futuras devem avaliar o impacto ao longo do tempo (em vez de cálculos simples de eventos de pico) e trabalhar para otimizar a implementação da infraestrutura verde em vários benefícios para vários modos de transporte (em vez de modos individuais).

Ao priorizar sistematicamente esses projetos na prioridade, as cidades podem se mover em direção ao aumento da acessibilidade da rede de transporte e expansão da equidade.