在雨天四处走动通常需要避开水坑，或者在水坑里淌水。但在倾盆大雨期间，浅水池很快就会变成道路上的池塘，阻碍交通，威胁安全，破坏应急响应。
在弗吉尼亚州的汉普顿路地区尤其如此。维吉尼亚沿海地区以连接其城市和县的众多水体之一命名，对来自河流、海洋或天空的洪水并不陌生。
几十年来，当地官员一直在探索数据驱动的方法来对抗极端天气，并在此过程中得到研究人员的帮助。现在，美国能源部的托马斯·杰斐逊国家加速器设施正在增加其先进的计算专业知识，以使更大的社区受益。
来自杰斐逊实验室、老道明大学和弗吉尼亚大学的科学家们最近进行了一项研究，将诺福克市街头洪水的深度学习模型与之前的机器学习和基于物理的模拟进行了比较。他们的研究发表在《机器学习与应用》杂志上，使用了覆盖400多英里道路的大约17,000个街道段的数据来衡量替代模型的优缺点。
其中一个优势就是速度。虽然基于物理的模拟可能需要几个小时才能运行，但机器学习模型可以在几秒钟内执行类似的计算。这项研究可以帮助预报员更快地预测诺福克交通网的哪些部分将被淹没。
“洪水是一个交通、健康和应急管理问题，”杰斐逊实验室数据科学家戴安娜·麦克斯帕登说。“如果预计会有降雨，你需要知道哪里会有高潮。对于城市决策者来说，迅速解决这些问题尤为重要。”
这项研究是作为环境研究高级计算联合研究所(ACES)的一部分进行的，ACES是杰斐逊实验室和ODU在去年11月发起的一个独特的合作伙伴关系。
汉普顿路是海上活动的磁石，也是划船者、海滩爱好者和垂钓者的游乐场。事实上，这个地区的名字来源于它的深而繁华的港口——在航海术语中是一个支点。
在这里，数百英里的海岸线为通往河流、小溪、湖泊、大西洋和切萨皮克湾提供了方便。但所有这些水都可能构成威胁。
汉普顿路已经见证了由潮汐事件、河流膨胀、风暴潮、海平面上升或这些事件的任何组合引起的沿海洪水。普遍平坦的地形和低海拔也使该地区特别容易受到暴雨造成的洪水的影响。
“我对滋扰性洪水的定义非常着迷，”麦克斯帕登说。“有时它似乎指的是晴天、潮汐洪水，但它也可能是由降雨和风暴潮或多种事件共同引起的。”
汉普顿路的洪水在诺福克被宣布，这里是ODU的所在地，就在杰斐逊实验室的马路对面。诺福克是弗吉尼亚州人口第二多的城市，约有23万居民。它以弗吉尼亚港国际航运门户、世界上最大的海军基地、充满活力的市中心海滨和切萨皮克湾沿岸的热门海滩为特色。
诺福克被称为“美人鱼之城”，自1705年弗吉尼亚成为英国殖民地以来，这座城市经历了无数的风暴。如今，诺福克是美国最容易受到沿海洪水影响的城市之一，研究人员表示，情况可能会变得更糟。
根据odu主导的一篇发表在《地球物理研究快报》上的论文，自1960年以来，诺福克的烦人洪水增加了325%。该研究称，它将变得更加频繁，“2049年可能发生200多起洪水事件。”
“令人讨厌的洪水与极端事件相反，最重要的是，由于海平面上升，它变得越来越常见，”麦克斯帕登说。“随着这些事件变得越来越频繁，‘滋扰’这个词将越来越不适用，因为洪水事件之间的恢复时间会越来越短。”
在下雨天穿过诺福克，你很有可能会遇到一条被淹没的道路。这需要玩家在小巷中纵横交错，就像在“吃豆人”迷宫中穿行一样。
问问ODU研究副教授希瑟·里克特就知道了。
里希特与杰斐逊实验室数据科学部主任玛拉基·施拉姆(Malachi Schram)共同领导ACES研究所，他说:“你肯定能进入你被困住的地方，因为有些十字路口是无法通行的。”“这是一笔非常棘手的交易。”
然后，有所谓的“蓝天”或“晴天”洪水，当道路或十字路口被淹没在水下时，如果根本没有下雨的话。这个问题在诺福克海滨附近地区很普遍。一个经常被引用的例子是诺福克的鲍什街和奥尔尼路的拐角处，距离被称为“海牙”的伊丽莎白河入口只有两个街区，潮汐洪水可以迅速淹没周围的街道。
“在其他社区，洪水是一个更大的问题，”里希特说。“例如，在伯克利和坎波斯特拉，他们非常担心这一点。他们的消防站在这个超级洪水易发区。有时，他们的急救车甚至出不去，更不用说到达他们需要去的地方了。”
诺福克于2017年加入了Waze for Cities项目，将这款流行的手机导航应用用户的洪水数据众包。
诺福克后来将其扩展为一个试点项目，将一个名为floodapp的实时模型输入到Waze应用程序中，为旅行者提供危险和封闭的提示，而无需其他用户放置“图钉”。
为了进一步研究美人鱼城的洪水，弗吉尼亚大学的研究人员利用二维非稳态流(TUFLOW)软件建立了一个高保真的、基于物理的模拟系统。弗吉尼亚大学土木与环境工程教授乔纳森·古道尔(Jonathan Goodall)多年来一直在研究TUFLOW模型。
古道尔说:“利用TUFLOW
