Kaip inžinieriai sustabdo potvynius: aukštųjų technologijų sprendimai

Kiekvienais metais tam tikroje pasaulio dalyje bendruomenę nuniokoja katastrofiški potvyniai. Pakrantės regionai yra linkę naikinti istorinius uragano „Harvey“, „Sandy“ uragano, „Firenze“ ir „Katrina“ uraganų lygius. Žemos upės ir ežerai taip pat yra pažeidžiami. Iš tikrųjų potvynis gali įvykti visur, kur lyja.

Augant miestams, potvyniai tampa dažnesni, nes miestai infrastruktūra negali patenkinti asfaltuotos žemės drenažo poreikių. Plokščios, labai išsivysčiusios sritys kaip Hiustonas, Teksasas palikite vandenį niekur. Prognozuojamas jūros lygio kilimas kelia pavojų gatvėms, pastatams ir metro tuneliams pakrančių miestuose, pavyzdžiui, Manhetene. Be to, senstančios užtvankos ir lygiai yra linkę į nesėkmes, sukeliančias tokio pobūdžio niokojimą, kokį Naujasis Orleanas pamatė po uragano „Katrina“.

Vis dėlto yra vilties. Japonijoje, Anglijoje, Nyderlanduose ir kitose žemos padėties šalyse architektai ir inžinieriai inžinieriai sukūrė daug žadančias potvynių valdymo technologijas - ir taip, inžinerija gali būti graži. Pažvelkite į Temzės upės užtvarą ir manote, kad ją suprojektavo Pritzkerio premiją laimėjęs modernus architektas.

instagram viewer

Anglijoje inžinieriai suprojektavo novatorišką kilnojamąjį potvynio barjerą, kad būtų išvengta potvynių palei Temzės upę. Iš tuščiavidurio plieno pagaminti vandens vartai ties Temzės užtvara paprastai paliekami atviri, kad laivai galėtų praeiti pro šalį. Tada, jei reikia, vandens vartai atsidaro, kad sustabdytų vandens tekėjimą ir išlaikytų Temzės upės lygį.

Blizgančiuose plieno plakiruotuose korpusuose yra hidraulinės svirties sijos, kurios suka milžiniškus vartų strypus, kad vartai būtų atsukti ir uždaryti. Dėl dalinės „neišpylimo padėties“ po barjeru gali tekėti šiek tiek vandens.

Vandens apsuptyje Japonijos salų tauta turi ilgą potvynių istoriją. Ypač rizikuoja rajonai, esantys pakrantėse ir palei greitai tekančias Japonijos upes. Norėdami apsaugoti šiuos regionus, šalies inžinieriai sukūrė sudėtingą kanalų ir šliuzų-durų spynos.

Po katastrofiško potvynio 1910 m. Japonija pradėjo tyrinėti būdai, kaip apsaugoti žemumas Tokijo Kita dalyje. Vaizdingoje „Iwabuchi Floodgate“ arba Akasuimonas (Raudoni Sluice vartai), 1924 m. Suprojektavo Akira Aoyama, japonų architektas, kuris taip pat dirbo Panamos kanale. Raudonosios slūgos vartai buvo uždaryti 1982 m., Tačiau išlieka įspūdingas reginys. Naujoji spyna su kvadratiniais laikrodžių bokštais ant aukštų kotelių pakyla už seno.

Automatizuotas „aqua-drive“ varikliai galios daugelį vandens potvynių plūstančioje Japonijoje. Vandens slėgis sukuria jėgą, kuri atidaro ir uždaro vartus pagal poreikį. Hidrauliniams varikliams nereikia elektros energijos, kad jie veiktų, todėl jų nepaveikia elektros energijos tiekimo sutrikimai, kurie gali kilti audrų metu.

Nyderlandai ar Olandija visada kovojo su jūra. 60 proc. Gyventojų gyvena žemiau jūros lygio, todėl patikimos potvynių kontrolės sistemos yra būtinos. Nuo 1950 iki 1997 metų olandai statė Deltawerken („Delta Works“), sudėtingas užtvankų, šliuzų, spynų, užtvankų ir liūties užtvarų tinklas.

Vienas įspūdingiausių „Deltaworks“ projektų yra rytinis „Scheldt“ lietaus bangos barjeras, arba „Oosterschelde“. Užuot pastatę įprastą užtvanką, olandai užtvarą pastatė su kilnojamaisiais vartais.

Po 1986 m., Kai „Oosterscheldekering“ (kering vidutinis barjeras), potvynio aukštis buvo sumažintas nuo 3,40 metro (11,2 pėdos) iki 3,25 metro (10,7 pėdos).

Kitas Olandijos „Deltaworks“ pavyzdys yra „Maeslantkering“ arba „Maeslant Storm Surge Barrier“, Nieuwe Waterweg vandens kelyje tarp Hoek van Holland ir Maassluis miestų, Nyderlandai.

1997 m. Pastatytas „Maeslant Storm Surge Barrier“ yra vienas didžiausių judančių konstrukcijų pasaulyje. Kai vanduo pakyla, kompiuterinės sienos uždaromos ir vanduo užpildo bakus palei užtvarą. Vandens svoris stumia sienas žemyn ir neleidžia vandeniui praeiti.

Baigtas maždaug 1960 m., Hagestein užtvanka yra vienas iš trijų kilnojamųjų užtvankų arba užtvankų prie Reino upės Nyderlanduose. Hagesteino palapinėje yra du milžiniški arkiniai vartai, skirti vandeniui valdyti ir energijai generuoti Lek upėje netoli Hagestein kaimo. Skylės, esančios 54 metrų atstumu, yra sujungtos su betoninėmis atramomis. Vartai laikomi aukštyn. Jie sukasi žemyn, kad uždarytų kanalą.

Užtvankos ir vandens užtvaros, tokios kaip Hagestein Weir, tapo vandens valdymo inžinierių pavyzdžiais visame pasaulyje. Uragano barjerai JAV jau seniai naudojami vartai potvyniui sušvelninti. Pavyzdžiui, „Fox Point“ uragano barjeras Rodo saloje naudojo tris vartus, penkis siurblius ir eilę lygių, kad apsaugotų Providence, Rodo saloje po uragano „Sandy“ galingo 2012 m.

Su garsiaisiais kanalais ir ikoniškomis gondolomis Venecija, Italija yra gerai žinoma vandeninga aplinka. Visuotinis atšilimas kelia grėsmę jos egzistavimui. Nuo 1980 m. Pareigūnai pila pinigus į

„Modulo Sperimentale Elettromeccanico“ arba „MOSE“ projektas - tai 78 barjerų serija, kurie kartu ar savarankiškai gali kilti per marių angą ir apriboti kylančius Adrijos jūros vandenis.

Eksperimentinis elektromechaninis modulis buvo pradėtas statyti 2003 m., O nuosėdos ir korozijos vyriai jau tapo problemiški, net prieš pradedant juos visiškai įgyvendinti.

Edeno upė šiaurinėje Anglijoje turi tendenciją perpildyti savo krantus, todėl Appleby-in-Westmorland miestelis siekė ją valdyti su kuklia užtvara, kurią buvo galima lengvai pakelti ir nuleisti.

Jungtinėse Amerikos Valstijose galimo potvynio sprendimai dažnai apima smėlio maišus su smėliu, sunkią techniką kuriančias smėlio kopas vandenyno paplūdimiuose, panikos metu statomas pakreipiamas grindis. Kitos šalys paprasčiau įtraukia technologijas į savo pastatų planus. Gali JAV potvynių kontrolės inžineriniai sprendimai būti labiau aukštųjų technologijų?