Бариери за наводнения, ураганови бариери и буря

В епоха на глобално затопляне и екстремно време рисковете да живеете в близост до вода никога не са били по-големи. Защитата от буря от пренапрежение и ураганните бариери са решението за някои комуникации, но на каква естетическа цена? Могат ли художници и архитекти да направят инженерството по-красиво? Разглеждането на въпросите и проучването на решения ще ни помогне да разберем предизвикателствата в реалния свят, свързани с последиците от глобалните климатични промени.

Между 2008 и 2013 г., инженерният корпус на американската армия - същата група, отговаряща за неадекватната система на въжетата в Ню Орлеан - завършена ураганна бариера с широчина близо две мили в комбинация от водни пътища на около 12 мили източно от центъра на града Орлеан. Наричана бариера за пренапрежение на вътрешното пристанище на езерото Боргне, преградата от бетон и стомана от урагани работи в тандем със системата на подметката. Бариерата е първата линия на отбрана чрез смекчаване на бурята, свързани с урагани.

Ураганът е а център с ниско налягане. Над сушата центровете с ниско налягане не са достатъчно силни, за да придвижват земята. Въпреки това центровете с ниско налягане, които са над водата, всъщност могат да избутат и преместят водата. Ураганите със сила на урагана издухват водата не само създавайки вълни, но и създавайки купол или прилив на високо вода. Наред с нормалния прилив, бурята може да създаде екстремен прилив на буря в допълнение към вълните, издухани от силен ураганен вятър. Урагановите бариери осигуряват защита на очакваните приливи на бури.

Бурята НЕ е цунами или приливна вълна, но е подобна. Бурни вълни са ненормално покачване на морското равнище, обикновено причинено от екстремно време. В свръхвисокия прилив също има вълни, но вълните не са толкова драстично високи, колкото цунами. Цунамите буквално са "пристанищни вълни", причинени от подземен смут, като земетресение. Екстремното наводнение е резултат от двете събития.

Когато гледаме a карта къде живеят хората, не е трудно да си представим колко уязвими могат да бъдат животът и имуществото пред тежкото време. Въпреки че конструира сгради, устойчиви на цунами по протежение на бреговите линии е опция, прилив на буря може да бъде безмилостен. Националният център за урагани в САЩ предостави а Флаш анимиран пример за бурен прилив (Изисква се плъгин за флаш). В тази анимация, бурята от вълни заедно с удрящите се вълни не съвпадат с малката бариера, защитаваща структурата.

В Род Айлънд ураганът Санди през 2012 г. могъщият бурен прилив беше блокиран от инженерно произведение от 1966 г. Технологията на урагановите бариери е инвестиция за всеки регион, но вижте как работят.

Ураганната бариера Fox Point е в Източен Провиденс, Роуд Айлънд, разположен отвъд река Провиденс, която се влива в залива Нарагансет. Той е дълъг 3000 фута и висок 25 фута. Той е построен между 1960 и 1966 г., за да защити града от бурен прилив на 20 фута над морското равнище.

Системата се състои от три порти на Tainter, пет помпи за речна вода и две високи от 10 до 15 фута камък и пръст дигите или диги по брега на реката. При цена от 16 милиона долара (1960 долара) държавната и местната власт платиха само 30 процента от разходите, докато федералното правителство субсидира по-голямата част от цената на системата за преграда от урагани.

Три порти Tainter, наречени също радиални порти, могат да се затворят, за да осигурят бариера с дължина половин мили между 25-метровата бариера между град Провиденс и водите от залива Нарагансет. Водата, която тече по течението на река Провиденс към морето, се изпомпва, докато се натрупва зад затворените порти. Помпената станция с дължина 213 фута и ширина 91 фута е изградена от стоманобетон и тухла. Пет помпи имат капацитет за изпомпване на 3 150 000 галона речна вода в минута в залива Нарагансет.

Всяка порта на Tainter е с площ от 40 фута и тежи 53 тона. Проектирани да се извиват навън към залива, за да разрушат въздействието на вълните, портите се спускат на място от електрически двигатели и гравитация със скорост 1,5 фута в минута. Необходими са около 30 минути, за да ги спуснете, но около два часа, за да вдигнете портите от затворено положение, тъй като гравитацията работи срещу повдигането им. Ако е необходимо, портите могат да се спускат и повдигат ръчно.

Дизайнът на всяка ураганна бариера зависи от условията. Помпената станция в Fox Point е важен елемент за защита на града на Провиденс. Без да се изпомпва речната вода, когато реката е „забита” от портите, ще се образува резервоар и ще залее града - точно това, което Провиденс се опитва да избегне.

Портата Tainter е изобретена през 19 век от американския инженер и родом от Уисконсин Йеремия Бърнам Тайнтер. Извитата порта е прикрепена към едно или повече триъгълни рамкови парчета. Широкият край на триъгълната рамка е прикрепен към извитата порта и върховата точка на фермата се върти, за да се премести портата.

Tainter порта също е известна като радиална порта. Гравитацията и налягането на водата всъщност помагат за придвижването на портата нагоре и надолу, както илюстрирано от Ариф Сетя Буди и също в анимация предоставено от историческото дружество на графство Дън в Уисконсин.

Портата на Tainter се използва и в язовирите, така че ураганната бариера също е язовир? Да и не. Язовирът със сигурност е водна преграда, но язовири и резервоари обикновено не са конструирани само за спешна употреба. Единствената цел на ураганната бариера е защита от бурен прилив или буря. Градът на Провиденс е определил две централни функции за Fox Point:

1. "да забави приливите и отливите от потенциални бурни бури в залива Нарагансет"
2. "за поддържане на речния поток, така че нивата на водата да не стават твърде високо зад преградата"

Както всеки строителен проект, трябва да се признае необходимост и да се реализира финансиране, преди да започне архитектурата и строителството. Преди Точката Фокс градът на Провиденс беше заплашван всяка година. През септември 1938 г. Ню Англия ураган причини щети от имущество в размер на 200 милиона долара и 250 смъртни случая само с 3,1 инча дъжд. През август 1954г. Ураган Карол причини 41 милиона долара щети от имущество с приливи и отливи, 13 фута над нормата. Законът за контрол на наводненията от 1958 г. разрешава изграждането на преграда в Fox Point. Инженерният корпус на американската армия (USACE) пое контрола на февруари 2010 г., спестявайки на град Провидънс стотици хиляди долари всяка година. Градът поддържа системата на дигите и дамите.

Вертикалната подемна порта е подобна на портата на Tainter по това, че се повдига и спуска, за да контролира потока на водата. Докато портата на Tainter е извита, вертикална порта за повдигане не е.

Показаната тук порта, портата Bayu Bienvenue, е част от мащабен проект за $ 14,45 милиарда в Ню Орлеан - навигационният канал на вътрешното пристанище - бариерата от пренапрежение на езерото Боргне, наричана още Голямата стена на Луизиана. Бетонната преградна стена, изградена от Инженерния корпус на САЩ, е дълга почти две мили и висока 26 фута.

Наводненията и бурята не са характерни само за САЩ, нито за Северна Америка. По целия свят инженерите са намерили начини да контролират наводненията. В епоха на екстремно време този тип решаване на проблеми е процъфтяваща област на инженерното изследване.

Защо голяма градска зона като Ню Йорк няма защита срещу бури? През 2012 г. бурята от урагана Санди наводни улиците, подлезите и инфраструктурата на най-големия град в Америка. Оттогава работните групи изучават възможността за преграда от наводнения в пристанището в Ню Йорк. Не забравяйте, че други индустриализирани страни по света са имали високотехнологични решения за контрол на наводненията от години.

Хората имат връзка с любовната омраза към водата - изобилното съединение на природата е необходимо за живота, но десетки хора умират от събития, свързани с водата. Десет души се удавят неволно всеки ден. Автомобилните катастрофи от светкавични наводнения и екстремно време са непредсказуеми. Или са?

Изглежда, че всеки може да спре нарастващите води. Бързо търсене на Google за „стени от бариери срещу наводнения“ намира редица продукти от Home Depot, Ace Hardware, Amazon и по-големи търговски компании.

Не толкова отдавна общностите използваха сирени, за да предупреждават за опасности, свързани с времето. Някои общности днес продължават да използват този опростен подход за наводнения. С комбинация от локализирани камери (често на дронове), софтуер за картографиране и приложения за предупреждение за бедствия, компании като Beholder Technology със седалище в Остин, Тексас предлагат „отдалечена информираност за ситуацията“ на общностите - което означава те предупреждават за наводнени пътища и опасни ситуации, преди аварийните екипажи да могат дори да се качат там. Приложения за бедствия се считат за високотехнологични решения в Съединените щати, но не биха ли били урановите бариери по-полезни?

• Агенция за управление при извънредни ситуации, град Провидънс, 5 ноември 2012 г.
• Факти за ураганна бариера на Fox Point, град на Провиденс на www.providenceri.com/efile/705
• Актуализирайте отчет за Род Айлънд, Инженерни военни корпуси на САЩ, област New England, 31 юли 2012 г. на адрес www.nae.usace.army.mil/news/Reports/ri.pdf
• Американски армейски корпус от инженери. IHNC - LAKE BORGNE SURGE BARRIER, актуализиран юни 2013 г., http://www.mvn.usace.army.mil/Portals/56/docs/PAO/FactSheets/IHNC-LakeBorgneSurgeBarrier.pdf
• Центрове за контрол и профилактика на заболяванията. „Неволно удавяне: Вземете фактите.“ 28 април 2016 г., https://www.cdc.gov/homeandrecreationalsafety/water-safety/waterinjuries-factsheet.html