Potvynių kliūtys, uragano barjerai ir audros bangos

Visuotinio atšilimo ir ekstremalių orų amžiuje rizika gyventi šalia vandens niekada nebuvo didesnė. Apsauga nuo liūčių ir uraganinės kliūtys buvo sprendimas kai kuriose bendruomenėse, tačiau kokia estetinė kaina? Ar menininkai ir architektai gali padaryti inžineriją gražesnę? Klausimų nagrinėjimas ir sprendimų ieškojimas padės mums suprasti realaus pasaulio iššūkius, susijusius su globalių klimato pokyčių padariniais.

Nuo 2008 iki 2013 m. JAV armijos inžinierių korporacija - ta pati grupė, atsakinga už netinkamą plokštelių sistemą Naujojoje Orleanas - baigė beveik dviejų mylių pločio uragano užtvarą per vandens kelių mišinį maždaug 12 mylių į rytus nuo Naujojo miesto centro Orleanas. Vidinio uosto navigacijos kanalo Borgne ežero viršįtampio barjeru vadinamas betono ir plieno uragano barjeras veikia kartu su plokščių sistema. Kliūtis yra pirmoji gynybos linija, sušvelnindama audros bangas, susijusias su uraganais.

Uraganas yra a žemo slėgio centras. Žemėje žemo slėgio centrai nėra pakankamai stiprūs, kad judėtų žemė. Tačiau žemo slėgio centrai, esantys virš vandens, iš tikrųjų gali stumti ir judinti vandenį. Uragano jėgos pučia vandenį ne tik sukurdamos bangas, bet ir sukurdamos kupolo ar aukšto vandens viršįtampį. Kartu su įprastu atoslūgiu, be bangų, kurias pūtė smarkus uragano vėjas, audros antplūdis gali sukelti ir kraštutinį audros potvynį. Uragano užtvaros apsaugo numatomus audros potvynius.

Audros banga NĖRA cunamio ar potvynio banga, tačiau ji yra panaši. Audros antplūdis yra nenormalus jūros lygio kilimas, paprastai sukelia ekstremalūs orai. Itin aukštas potvynis taip pat turi bangas, tačiau bangos nėra tokios dramatiškos kaip cunamis. Cunamiai tiesiogine prasme yra „uosto bangos“, kurias sukelia požeminiai trikdžiai, pavyzdžiui, žemės drebėjimas. Didelis potvynis yra abiejų įvykių rezultatas.

Kai žiūrime į a žmonių gyvenimo žemėlapis, nėra sunku įsivaizduoti, koks pažeidžiamas gyvenimas ir turtas gali būti atšiaurūs orai. Nors ir konstruoja cunamiui atsparūs pastatai išilgai kranto linijų gali kilti audros banga. JAV nacionalinis uraganų centras pateikė a „Flash“ animacinis audros bangos pavyzdys (Būtinas „Flash“ papildinys). Šioje animacijoje audros bangos kartu su banguojančiomis bangomis nesutampa su maža konstrukciją saugančia užtvara.

Rodo saloje 2012 m. Uragano „Sandy“ galingą audros bangą sustabdė 1966 m. Uraganinių barjerų technologija yra investicija į bet kurį regioną, tačiau pažiūrėkite, kaip jie veikia.

„Fox Point“ uragano užtvara yra Rytų Providense, Rodo saloje, esančioje per Providenso upę, tekančią į Narragansett įlanką. Jis yra 3000 pėdų ilgio ir 25 pėdų aukščio. Jis buvo pastatytas tarp 1960 ir 1966 m., Siekiant apsaugoti miestą nuo 20 pėdų aukščio audros bangos, esančios virš jūros lygio.

Sistemą sudaro trys tapybos vartai, penki upių vandens siurbliai ir du nuo 10 iki 15 pėdų aukščio akmuo ir žemė. lygiai arba lėčiau upės krantu. Valstybė ir vietos valdžia, sumokėję 16 milijonų dolerių (1960 dolerių), sumokėjo tik 30 procentų išlaidų, o federalinė vyriausybė subsidijavo didžiąją uragano barjerų sistemos išlaidų dalį.

Trys tapybos vartai, dar vadinami radialiniais vartais, gali būti pusiaudienio, 25 pėdų aukščio užtvara tarp Apvaizdos miesto ir Narragansett įlankos vandenų. Providenso upe žemyn į jūrą tekantis vanduo yra išpumpuojamas, nes kaupiasi už uždarų vartų. 213 pėdų ilgio ir 91 pėdų pločio siurblinė pastatyta iš gelžbetonio ir plytų. Penki siurbliai gali perpumpuoti 3 150 000 galonų upės vandens per minutę į Narragansett įlanką.

Kiekvienas „Tainter“ vartai yra 40 pėdų kvadratinio dydžio ir sveria 53 tonas. Suprojektuoti taip, kad būtų lenkti įlankos link, kad būtų nutrauktas bangų poveikis, vartai yra nuleidžiami į vietą elektros varikliais ir sunkio jėga, esant 1,5 pėdos per minutę greičiui. Norint juos nuleisti, reikia maždaug 30 minučių, bet maždaug dvi valandas - pakelkite vartus iš uždaros padėties, nes gravitacija veikia prieš juos pakeliant. Jei reikia, vartus galima nuleisti ir pakelti rankiniu būdu.

Bet kokio uragano barjero dizainas priklauso nuo sąlygų. Siurblinė Fox Point yra svarbus Apvaizdos miesto apsaugos elementas. Neišpumpavus upės vandens, kai upę „užtvenka“ vartai, susidarytų rezervuaras ir užlietų miestą - to tik ir siekia Apvaizda.

„Tainter“ vartai buvo išrasti 19 amžiuje amerikiečių inžinieriaus ir Viskonsino gimtojo Jeremiah Burnham Tainterio. Išlenkti vartai yra pritvirtinti prie vieno ar daugiau į santvaras panašių trikampių rėmų dalių. Platus trikampio karkaso galas pritvirtintas prie išlenktų vartų, o santvaros viršūnės taškas sukasi, kad vartai judėtų.

„Tainter“ vartai taip pat žinomi kaip radialiniai vartai. Sunkumas ir vandens slėgis iš tikrųjų padeda judėti vartai aukštyn ir žemyn, kaip iliustravo Arifas Setya Budi taip pat animacija pateikė Dunno apygardos istorinė draugija Viskonsine.

Tvirtinimo vartai taip pat naudojami užtvankose, taigi ar uragano barjeras taip pat yra užtvanka? Taip ir ne. Užtvanka tikrai yra vandens užtvara, bet užtvankos ir rezervuarai paprastai nėra sukonstruoti tik avariniam naudojimui. Vienintelis uraganinio barjero tikslas yra apsaugoti nuo audros antplūdžio ar audros atoslūgio. Apvaizdos miestas apibrėžė dvi pagrindines „Fox Point“ funkcijas:

1. "užkirsti kelią potvyniui nuo galimo audros bangos Narragansett įlankoje"
2. "išlaikyti upių tėkmę taip, kad vandens lygis už barjero nepatektų per aukštai"

Kaip ir bet kuris statybos projektas, prieš pradedant architektūrą ir statybas, reikia pripažinti poreikį ir gauti finansavimą. Prieš „Fox Point“ Provanso miestui buvo keliama grėsmė kiekvienais metais. 1938 m. Rugsėjo mėn Naujosios Anglijos uraganas padaryta 200 milijonų dolerių turtinė žala ir 250 žmonių žūtis tik 3,1 colio lietaus. 1954 m. Rugpjūčio mėn. Uraganas „Carol“ padarė potvynio potvynių potvynio potvynį, 13 pėdų virš normalaus, 41 mln. 1958 m. Potvynių kontrolės įstatymu buvo leista statyti užtvarą Fox punkte. JAV armijos inžinierių korpusas (USACE) perėmė valdymą 2010 m. Vasario mėn., Kasmet sutaupydamas Providenso miestą šimtus tūkstančių dolerių. Miestas prižiūri užtvankos ir lynų sistemą.

Vertikalūs kėlimo vartai yra panašūs į dažomuosius vartus tuo, kad pakeliami ir nuleidžiami norint valdyti vandens srautą. Kol testerio vartai yra išlenkti, vertikalūs keliamieji vartai nėra.

Čia parodyti vartai, „Bayou Bienvenue“ vartai, yra masinio 14,45 milijardo JAV dolerių vertės projekto dalis Naujajame mieste Orleanas - Vidinio uosto navigacijos kanalas - Borgne ežero viršįtampio užtvara, dar vadinama Didžiąja Sienų siena Luizianoje. JAV armijos inžinierių korpuso pastatyta betoninė užtvaro siena yra beveik dviejų mylių ilgio ir 26 pėdų aukščio.

Potvyniai ir audros bangos nėra būdingi tik JAV ir Šiaurės Amerikai. Per pasaulį inžinieriai atrado potvynių valdymo būdus. Ekstremalių orų laikais tokio tipo problemos yra klestinčios inžinerijos studijų sritis.

Kodėl didelėje miesto dalyje, pavyzdžiui, Niujorke, nėra apsaugota nuo audros? 2012 m audros bangos iš uragano „Sandy“ užtvindė gatves, metro ir infrastruktūrą didžiausio Amerikos miesto. Nuo to laiko darbo grupės nagrinėjo potvynio užtvaros Niujorko uoste galimybes. Niekada nenusiminkite, ką turėjo kitos pramoninės šalys visame pasaulyje aukštųjų technologijų sprendimai potvynių kontrolei metų metus.

Žmonės turi neapykantos ryšį su vandeniu - gausus gamtos junginys yra būtinas gyvenimui, tačiau daugybė žmonių miršta nuo su vandeniu susijusių įvykių. Dešimt žmonių kasdien netyčia nuskęsta. Automobilių avarijos dėl potvynių ir ekstremalių oro sąlygų yra nenuspėjamos. Ar jie yra?

Atrodo, kad kas nors gali sustabdyti kylančius vandenis. Greita „Google“ paieška „užtvindymo sienos“ randa daugybę produktų iš „Home Depot“, „Ace Hardware“, „Amazon“ ir didesnių, komercinių kompanijų.

Ne taip seniai bendruomenės naudojo sirenas, kad įspėtų apie su oru susijusius pavojus. Kai kurios bendruomenės šiandien ir toliau taiko šį paprastą potvynių metodą. Naudodamos lokalizuotų fotoaparatų (dažnai ant dronų), žemėlapių programinės įrangos ir įspėjimo apie nelaimes programas derinį, tokios įmonės kaip „Beholder“ technologija kurios būstinė yra Austine, Teksase, bendruomenėms siūlo „nuotolinį situacijos supratimą“, ty jie įspėja jus apie užtvindytus kelius ir pavojingas situacijas, kol pagalbos ekipažai net negali patekti ten. Nelaimių programos yra laikomi aukštųjų technologijų sprendimais JAV, tačiau ar uragano barjerai nebūtų naudingesni?

• Ekstremalių situacijų valdymo agentūra, Providenso miestas, 2012 m. Lapkričio 5 d
• „Fox Point“ uragano barjeriniai faktai, Apvaizdos miestas www.providenceri.com/efile/705
• Rodo salos atnaujinimo ataskaita, JAV armijos inžinierių korpusas, Naujosios Anglijos rajonas, 2012 m. Liepos 31 d., Adresu www.nae.usace.army.mil/news/Reports/ri.pdf
• JAV armijos inžinierių korpusas. IHNC - EŽERO BORGNE SURGE BARRIER, atnaujinta 2013 m. Birželio mėn., http://www.mvn.usace.army.mil/Portals/56/docs/PAO/FactSheets/IHNC-LakeBorgneSurgeBarrier.pdf
• Ligų kontrolės ir prevencijos centrai. "Netyčinis paskendimas: sužinokite apie faktus". 2016 m. Balandžio 28 d. https://www.cdc.gov/homeandrecreationalsafety/water-safety/waterinjuries-factsheet.html