NYU sedang membangun jaringan sensor banjir ultrasonik di lingkungan Gowanus New York

Porang membuat beberapa 760 juta perjalanan dengan sistem kereta bawah tanah New York tahun lalu. Memang, itu turun dari sekitar 1.7 triliun perjalanan, sebelum pandemi, tetapi masih jauh melampaui dua sistem transit terbesar berikutnya — Metro DC dan Otoritas Transit Chicago - digabungkan. Jadi ketika badai besar, seperti sisa-sisa Badai Ida tahun lalu, atau paskah, hujan lebat atau gelombang pasang membanjiri daerah pesisir dan infrastruktur dataran rendah New York, ini masalah besar.

Dan itu adalah kesepakatan yang semakin besar berkat perubahan iklim. Permukaan laut di sekitar kota memiliki sudah naik satu kaki di abad terakhir dengan peningkatan 8 hingga 30 inci lainnya yang diharapkan pada pertengahan abad, dan hingga 75 inci tambahan pada tahun 2100, menurut Panel Perubahan Iklim Kota New York. Untuk membantu para perencana kota, petugas tanggap darurat, dan warga biasa untuk lebih mempersiapkan diri menghadapi badai 100 tahun yang semakin sering terjadi setiap pasangan, para peneliti dari Grup Banjir Perkotaan NYU telah mengembangkan sistem sensor tingkat jalan yang dapat melacak kenaikan pasang surut jalan secara real time.

Kota New York terletak di atas serangkaian pulau dataran rendah dan telah tunduk pada kemarahan badai Atlantik tengah sepanjang sejarahnya. Pada tahun 1821, badai dilaporkan menghantam langsung di atas kota, membanjiri jalan-jalan dan dermaga dengan gelombang setinggi 13 kaki yang naik hanya dalam satu jam; badai Cat I berikutnya pada tahun 1893 kemudian menyapu semua tanda peradaban dari Pulau Hog, dan Cat III melewati Long Island, menewaskan 200 orang dan menyebabkan banjir besar. Hal-hal tidak membaik dengan munculnya konvensi penamaan badai. Carol pada tahun 1954 juga menyebabkan banjir di seluruh kota, Donna pada tahun '60 membawa gelombang badai setinggi 11 kaki bersamanya, dan Ida pada tahun 2021 mengalami curah hujan yang belum pernah terjadi sebelumnya dan banjir berikutnya di wilayah tersebut, membunuh lebih dari 100 orang dan menyebabkan kerugian hampir satu miliar dolar.

Seperti yang dijelaskan oleh Departemen Perencanaan NYC, dalam hal menetapkan kode bangunan, zonasi, dan perencanaan, kota ini bekerja dari Peta Tingkat Asuransi Banjir Awal (PFIRMs) FEMA untuk menghitung risiko banjir suatu wilayah. PFIRM mencakup area di mana, “air banjir diperkirakan akan naik selama peristiwa banjir yang memiliki peluang 1 persen tahunan untuk terjadi”, kadang-kadang disebut dataran banjir 100 tahun. Pada 2016, sekitar 52 juta kaki persegi garis pantai NYC termasuk dalam kategorisasi itu, berdampak pada 400,000 penduduk — lebih dari seluruh populasi Cleveland, Tampa, atau St. Louis. Pada tahun 2050, area efek tersebut diperkirakan akan berlipat ganda dan kemungkinan terjadinya banjir 100 tahun dapat tiga kali lipat, yang berarti kemungkinan bahwa rumah Anda akan menghadapi banjir yang signifikan selama hipotek 30 tahun akan melonjak dari sekitar 26 persen hari ini menjadi hampir 80 persen pada pertengahan abad.

Dengan demikian, menanggapi banjir hari ini sambil mempersiapkan kejadian yang lebih buruk di masa depan adalah tugas penting bagi administrasi NYC, yang membutuhkan koordinasi antara pemerintah dan LSM di tingkat lokal, negara bagian dan federal. FloodNet, sebuah program yang diluncurkan pertama kali oleh NYU dan diperluas dengan bantuan dari CUNY, beroperasi pada tingkat hyperlocal untuk memberikan tampilan jalan-demi-jalan pada banjir di seluruh lingkungan tertentu. Program ini dimulai dengan Urban Flooding Group NYU.

“Kami pada dasarnya merancang, membangun, dan menggunakan sensor berbiaya rendah untuk mengukur banjir di permukaan jalan,” Dr. Andrea Silverman, insinyur lingkungan dan Associate Professor di NYU's Departemen Teknik Sipil dan Perkotaan, Mengatakan Engadget. “Idenya adalah dapat memberikan data kuantitatif yang sangat dibutuhkan. Sebelum FloodNet, tidak ada data kuantitatif tentang banjir di permukaan jalan, sehingga orang tidak benar-benar mengetahui seberapa sering lokasi tertentu mengalami banjir — durasi banjir, kedalaman, tingkat timbulnya dan drainase, misalnya.”

“Dan ini semua adalah informasi yang berguna untuk perencanaan infrastruktur, salah satunya, tetapi juga untuk manajemen darurat,” lanjutnya. “Jadi kami memiliki data yang tersedia, mereka mengirim peringatan untuk melihat orang-orang yang tertarik, seperti Layanan Cuaca Nasional dan manajemen darurat, untuk membantu menginformasikan tanggapan mereka.”

FloodNet saat ini dalam pengembangan awal dengan hanya 23 unit sensor yang didirikan di tiang setinggi 8 kaki di seluruh lingkungan Gowanus di Brooklyn, meskipun tim berharap untuk memperluas jaringan itu ke lebih dari 500 unit di seluruh kota dalam setengah dekade ke depan. Setiap sensor FloodNet adalah sistem mandiri bertenaga surya yang menggunakan ultrasound sebagai pengintai tak terlihat — saat air banjir naik, jarak antara permukaan jalan dan sensor menyusut, menghitung perbedaan antara itu dan pembacaan dasar menunjukkan berapa banyak air tingkat telah meningkat. Tim NYU memilih solusi berbasis ultrasound daripada, katakanlah LiDAR atau RADAR, karena teknologi ultrasound sedikit lebih murah dan menyediakan data pengembalian yang lebih fokus, serta lebih akurat dan membutuhkan lebih sedikit perawatan daripada sensor air kontak dasar.

Data yang dihasilkan setiap sensor ditransmisikan secara nirkabel menggunakan transceiver LoRa ke hub gateway, yang dapat menarik dari sensor mana pun dalam radius satu mil dan mendorongnya melalui internet ke server FloodNet. Data tersebut kemudian ditampilkan secara real-time di Beranda FloodNet.

“Kota ini telah banyak berinvestasi dalam model prediksi [memperkirakan] di mana akan banjir dengan jumlah hujan tertentu, atau peningkatan air pasang,” kata Silverman. Sensor tidak harus dipasang di setiap sudut untuk menjadi yang paling efektif, katanya. Ada “lokasi tertentu yang lebih rawan banjir karena topologi atau karena jaringan saluran pembuangan atau karena kedekatannya dengan pantai, misalnya. Jadi kami menggunakan model tersebut untuk mencoba memahami lokasi yang paling rawan banjir,” serta menjangkau penduduk setempat dengan pengetahuan langsung tentang kemungkinan daerah banjir.

Untuk meluncurkan program lebih lanjut, sensor perlu menjalani sedikit desain ulang, kata Silverman. “Versi sensor berikutnya, kami mengambil apa yang telah kami pelajari dari versi kami saat ini dan membuatnya sedikit lebih dapat diproduksi,” katanya. “Kami sedang dalam proses pengujian itu dan kemudian kami berharap untuk memulai putaran manufaktur pertama kami, dan itulah yang akan memungkinkan kami untuk berkembang”.

FloodNet adalah usaha sumber terbuka, sehingga semua skema sensor, firmware, panduan pemeliharaan, dan data tersedia secara gratis di halaman GitHub tim. “Jelas Anda perlu memiliki semacam pengetahuan teknis untuk dapat membangunnya — mungkin tidak sekarang di mana sembarang orang bisa membangun sensor, menyebarkannya dan langsung online, dalam hal hanya bisa menghasilkan data, tapi kami mencoba untuk sampai ke sana,” Silverman mengakui. “Akhirnya kami ingin pergi ke tempat di mana kami dapat memiliki desain yang ditulis sedemikian rupa sehingga siapa pun dapat mendekatinya.”