Probabilistic soil moisture projections to assess Great Britain’s future clay-related subsidence hazard
Probabilistic soil moisture projections to assess Great Britain’s future clay-related subsidence hazard
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用于评估英国未来与粘土相关的沉降危险的土壤湿度概率预测
DOI：
10.1007/s10584-015-1486-z
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发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
4.8
通讯作者：
T. Farewell
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
O. Pritchard;S. Hallett;T. Farewell
粘土沉降是英国（GB）最具破坏性的土壤地质灾害，每年造成的经济损失高达5亿英镑。自20世纪90年代以来，基于矿物学和来自历史天气数据的潜在土壤水分亏缺（PSMD）的土壤相关地质灾害模型已被用于风险管理。英国气候预测（UKCP 09）表明，到2050年，英国各地区将经历更热、更干燥的夏季和更温暖、更潮湿的冬季。因此，预计PSMD波动将增加，加剧粘土的收缩和膨胀。现在需要采取前瞻性的方法来减轻未来气候对GB建筑环境的影响。我们提出了一个框架，将概率预测PSMD，来自UKCP 09随机天气发生器的版本，到粘土沉降模型。这提供了一个新的，全国规模的专题模型的可能性粘土相关的沉降，有关的顶部1-1.5米的土层，为三个时间段;基线（1961-1990年），2030年（2020-2049年）和2050年（2040-2069年）。结果表明，大部分GB，除了高地地区，将见证显着更高的PSMDs通过到2050年代。因此，一些具有膨胀性粘土的地区将遭受相应增加的沉降危险。到2050年，英格兰东南部可能会遭受与粘土有关的沉降的最高危险。潜在的影响包括物业地基下沉的发生率增加，以及GB基础设施网络的恶化和故障率增加。未来的粘土沉降危害情景对许多部门都有利，包括：金融、中央和地方政府、住宅房地产市场、公用事业和基础设施运营商。
Clay-related subsidence is Great Britain’s (GB) most damaging soil-related geohazard, costing the economy up to £500 million per annum. Soil-related geohazard models based on mineralogy and potential soil moisture deficit (PSMD) derived from historic weather data have been used in risk management since the 1990s. United Kingdom Climate Projections (UKCP09) suggest that regions of GB will experience hotter, drier summers and warmer, wetter winters through to 2050. As a result, PSMD fluctuations are expected to increase, exacerbating the shrinkage and swelling of clay soils. A forward-looking approach is now required to mitigate the impacts of future climate on GB’s built environment. We present a framework for incorporating probabilistic projections of PSMD, derived from a version of the UKCP09 stochastic weather generator, into a clay subsidence model. This provides a novel, national-scale thematic model of the likelihood of clay-related subsidence, related to the top 1–1.5 m soil layer, for three time periods; baseline (1961–1990), 2030 (2020–2049) and 2050 (2040–2069). Results indicate that much of GB, with the exception of upland areas, will witness significantly higher PSMDs through to the 2050s. As a result, some areas with swelling clay soils will be subject to proportionately increased subsidence hazard. South-east England will likely incur the highest hazard exposure to clay-related subsidence through to 2050. Potential impacts include increased incidence of property foundation subsidence, alongside deterioration and increased failure rates of GB’s infrastructure networks. Future clay-subsidence hazard scenarios are beneficial to many sectors, including: finance, central and local government, residential property markets, utilities and infrastructure operators.
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