Árvíz akadályok, hurrikán akadályok és viharfeszültség

A globális felmelegedés és a szélsőséges időjárás korában a víz közelében való élet kockázata soha nem volt nagyobb. A vihar túlfeszültség elleni védelem és a hurrikán akadályok megoldást jelentettek egyes települések számára, de milyen esztétikai áron? A művészek és építészek szépíthetik-e a mérnököt? A kérdések vizsgálata és a megoldások feltárása segít megérteni a globális éghajlatváltozás hatásait érintő valós kihívásokat.

2008 és 2013 között az Egyesült Államok Hadsereg-mérnökei - ugyanaz a csoport, amely felelős a New-ban a nem megfelelő szintű rendszerért Orleans - közel két mérföldes széles hurrikán akadályt készített egy vízi utak keverékén, körülbelül 12 mérföldre keletre New belvárostól Orleans. A belső kikötő navigációs csatornájának, a Borgne-tó túlfeszültséggátjának nevezik a beton és acél hurrikán akadályt a síkrendszerrel együtt. A gát az első védelmi vonal azáltal, hogy enyhíti a hurrikánokhoz kapcsolódó viharnövekedéseket.

A hurrikán a alacsony nyomású központ. A szárazföldön az alacsony nyomású központok nem elég erősek a föld mozgatásához. Ugyanakkor a víz felett lévő alacsony nyomású központok valójában a vizet tolhatják és mozgathatják. A hurrikán-erőszakos szelek nemcsak hullámokat generálnak, hanem egy dombot vagy magas víz túlfeszültségét is. A szokásos dagály mellett a vihar túlzott viharhullámot idézhet elő a súlyos hurrikánszél által fújt hullámok mellett. A hurrikán akadályok védelmet nyújtanak a várható vihar árapályoknak.

A viharhullám NEM szökőár vagy dagályhullám, de hasonló. A vihar túlfeszültség egy rendellenes tengerszint emelkedésáltalában szélsőséges időjárás okozta. A szuper-magas dagálynak vannak hullámai is, de a hullámok nem olyan drámai magasságú, mint egy szökőár. A szökőár szó szerint "kikötői hullám", amelyet föld alatti zavarok okoznak, például egy földrengés. A szélsőséges árvíz mindkét esemény következménye.

Ha egy a térkép, ahol az emberek élnek, nem nehéz elképzelni, milyen veszélyeztetett lehet az élet és az ingatlan a szélsőséges időjárással szemben. Bár épít szökőár-védett épületek A part mentén egy lehetőség, az emelkedő viharhullám könyörtelen lehet. Az Egyesült Államok Nemzeti Hurrikánközpontja Flash animált példa a vihar túlfeszültségére (Flash plug-in szükséges). Ebben az animációban a viharhullám és a dörgő hullámok nem egyeznek meg a szerkezetet védő kicsi gáttal.

A Rhode Island-en a Sandy hurrikán 2012-es hatalmas viharhullását egy 1966-os műszaki terv akadályozta meg. A hurrikán akadályok technológiája minden régió számára befektetés, de nézd meg, hogyan működnek.

A Fox Point hurrikán akadálya a Rhode Island keleti részén található, a Narragansett-öbölbe folyó Providence-folyó túloldalán. 3000 láb hosszú és 25 láb magas. 1960 és 1966 között építették, hogy megvédjék a várost a tengerszint feletti 20 méter magas viharhullámoktól.

A rendszer három tainer kapuból, öt szivattyúból a folyóvízhez és két 10-15 láb magas kőből és földből áll töltések vagy gátol a folyó partján. 16 millió dollár (1960 dollár) árán az állam és az önkormányzat csak a költségek 30% -át fizetette, miközben a szövetségi kormány támogatja a hurrikán akadályrendszer költségeinek nagy részét.

A három tapintási kapu, más néven radiális kapu, közel fél mérföld hosszú, 25 láb magas akadályt képezhet Providence városa és a Narragansett-öböl vizei között. A Providence folyón a tengerbe folyó víz kiszivárog, amikor a zárt kapuk mögé épül fel. A 213 láb hosszú és 91 láb széles szivattyúállomás vasbetonból és téglából készül. Öt szivattyú kapacitása 3 150 000 gallon folyóvíz percenkénti pumpálása a Narragansett-öbölbe.

Mindegyik festőkapu 40 láb négyzetméter és súlya 53 tonna. Úgy tervezték, hogy kifelé hajoljon az öböl felé, hogy megtörje a hullámok ütéseit. A kapukat elektromos motorok és gravitáció engedi a helyükre 1,5 láb / perc sebességgel. Kb. 30 percig tart, amíg le nem engedik őket, de körülbelül két órát vesz igénybe a kapuk zárt helyzetből történő emelése, mivel a gravitáció ellenáll, hogy azok megemelkedjenek. Ha szükséges, a kapukat kézzel lehet leengedni és emelni.

Minden hurrikán akadály kialakítása a körülményektől függ. A Fox Point szivattyúállomása fontos elem a Providence városának védelmében. Anélkül, hogy a folyóvizet kiengednék, amikor a folyót a kapuk „gátolnák”, egy tározó alakulna ki és elárasztaná a várost - csak ezt a Providence megpróbálja elkerülni.

A Tainter kaput a 19. században az amerikai mérnök és a wisconsini natív Jeremiah Burnham Tainter találta ki. Az ívelt kaput egy vagy több rácsos, háromszög alakú keretdarabhoz erősítik. A háromszög-keret széles vége a ívelt kapuhoz van rögzítve, és a rács csúcspontja elfordul a kapu mozgatásához.

A Tainer kaput radiális kapuknak is nevezzük. A gravitáció és a víznyomás valóban elősegíti a kapu fel-le mozgatását, pl illusztrálja Arif Setya Budi és a élénkség a Wisconsinban található Dunn megyei Történelmi Társaság.

A tapintási kaput gátakban is használják, tehát a hurrikán akadály szintén gát? Igen és nem. A gát minden bizonnyal vízgát, de gátak és tározók általában nem csak vészhelyzeti használatra készültek. A hurrikán akadály egyetlen célja a vihar túlfeszültségétől vagy a vihar árapályától való védelem. Providence városa két központi funkciót határozott meg a Fox Point számára:

1. "a dagályok késleltetése a Narragansett-öbölben esetleges viharhullámok miatt"
2. "fenntartani a folyók áramlását úgy, hogy a vízszint ne kerüljön túl magasra a gát mögött"

Mint minden építési projektet, az építkezés és az építkezés megkezdése előtt el kell ismerni a szükségletet és ki kell szerezni a finanszírozást. A Fox Point előtt Providence városát minden évben fenyegetették. 1938 szeptemberében a Új-Anglia hurrikán 200 millió dolláros vagyoni károkat és 250 haláleset okozott, mindössze 3,1 hüvelyk esővel. 1954 augusztusában, Carol hurrikán 41 millió dolláros vagyoni károkat okozott áradás-árapályok dagálykor, 13 méterrel a normál fölött. Az 1958. évi árvízvédelmi törvény engedélyezte a sorompó építését a Fox Pointnál. Az amerikai hadsereg mérnöki testülete (USACE) 2010. februárjában vette át az irányítást, évente százezrek dollárt megtakarítva Providence városának. A város fenntartja a gát és a taposórendszert.

A függőleges emelőkapu hasonlít a kőműves kapuhoz, mivel emeli és csökkenti a vízáram szabályozását. Amíg a festőkapu ívelt, a függőleges emelőkapu azonban nem.

Az itt bemutatott kapu, a Bayou Bienvenue kapu egy New York-i egy 14,45 milliárd dolláros hatalmas projekt része Orleans - a belső kikötő navigációs csatornája - a Borgne-tó túlfeszültséggátja, más néven a The Great Wall Louisiana. Az Egyesült Államok Hadseregének mérnökei által épített betonfalak közel két mérföld hosszú és 26 láb magas.

Az árvizek és a vihar hullámai nem csak az Egyesült Államokban és Észak-Amerikában jellemzőek. Szerte a világon A mérnökök találtak módot az árvíz szabályozására. A szélsőséges időjárás korszakában az ilyen típusú problémamegoldás a mérnöki tanulmányok virágzó területe.

Miért nincs olyan nagyvárosi terület, mint New York City, viharvédelemmel? 2012-ben a viharos hullám a Sandy hurrikánból elárasztotta az utcákat, metrókat és az infrastruktúrát a legnagyobb város Amerikában. Azóta munkacsoportok vizsgálják a New York-i kikötőben egy árvízvédelmi akadály megvalósíthatóságát. Soha ne emlékezzen rá, ahogyan más iparosodott országok szerte a világon csúcstechnikai megoldások az árvízvédelemhez éveken át.

Az emberek szerelmi gyűlölet-kapcsolattal rendelkeznek a vízzel - a természet gazdag vegyülete az élethez szükséges, de sok ember hal meg a vízzel kapcsolatos események miatt. Tíz ember fullad véletlenül minden nap. A gyors árvizek és a szélsőséges időjárási események miatt bekövetkező autóbalesetek kiszámíthatatlanok. Vagy vannak?

Úgy tűnik, hogy bárki megállíthatja az emelkedő vizet. A "árvízfalak" gyors Google-keresése egy sor terméket talál a Home Depot, az Ace Hardware, az Amazon és a nagyobb, nagyvállalatok részéről.

Nem olyan régen a közösségek szirénákkal figyelmeztették az időjárással kapcsolatos veszélyeket. Néhány közösség manapság továbbra is ezt az egyszerű módszert alkalmazza az áradásokra. Lokalizált kamerák (gyakran drónokon), térképező szoftver és katasztrófajelző alkalmazások keverékével olyan cégek, mint a Beholder technológia A székhely a texasi Austin-ban "távoli helyzeti tudatosságot" kínál a közösségek számára - azaz figyelmeztetnek az elárasztott utakról és a veszélyes helyzetekről, még mielőtt a vészhelyzeti személyzet eljuthat ott. Katasztrófa-alkalmazások tekinthetők csúcstechnológiás megoldásoknak az Egyesült Államokban, de a hurrikán akadályok nem lennének-e hasznosabbak?

• Vészhelyzetkezelő Ügynökség, Providence város, 2012. november 5
• Fox Point hurrikán akadálytényezők, Providence város a www.providenceri.com/efile/705 oldalon
• Frissítési jelentés Rhode Islandről, Az Egyesült Államok Hadseregének mérnöki testülete, Új-Anglia kerület, 2012. július 31., A www.nae.usace.army.mil/news/Reports/ri.pdf
• Az amerikai hadsereg mérnökei. IHNC - BORGNE-TÓ SURGE BARRIER, frissítve 2013. június, http://www.mvn.usace.army.mil/Portals/56/docs/PAO/FactSheets/IHNC-LakeBorgneSurgeBarrier.pdf
• Betegségek Ellenőrzési és Megelőzési Központjai. "Nem szándékos fulladás: a tények megismerése." 2016. április 28. https://www.cdc.gov/homeandrecreationalsafety/water-safety/waterinjuries-factsheet.html