Taşkın Engelleri, Kasırga Engelleri ve Fırtına Dalgalanması

Küresel ısınma ve aşırı hava koşullarında, suya yakın yaşam riski hiç bu kadar büyük olmamıştı. Fırtına dalgalanma koruması ve kasırga bariyerleri bazı komünyalar için çözüm olmuştur, ancak ne estetik maliyetle? Sanatçılar ve mimarlar mühendisliği daha güzel hale getirebilir mi? Soruları incelemek ve çözümleri araştırmak, küresel iklim değişikliğinin etkilerini çevreleyen gerçek dünyadaki zorlukları anlamamıza yardımcı olacaktır.

2008-2013 yılları arasında ABD Ordusu Mühendisler Birliği - New'de yetersiz levee sisteminden sorumlu olan aynı grup Orleans - Yeni şehir merkezinin yaklaşık 12 mil doğusunda su yollarının bir karışımı boyunca yaklaşık iki mil genişliğinde bir kasırga bariyerini tamamladı Orleans. İç Liman Navigasyon Kanalı Gölü Borgne Dalgalanma Bariyeri olarak adlandırılan beton ve çelik kasırga bariyeri, levee sistemi ile birlikte çalışır. Bariyer, kasırgalara bağlı fırtına dalgalanmalarını azaltarak ilk savunma hattıdır.

Bir kasırga düşük basınç merkezi. Karada, düşük basınç merkezleri dünyayı hareket ettirecek kadar güçlü değildir. Bununla birlikte, su üzerindeki düşük basınç merkezleri aslında suyu itebilir ve hareket ettirebilir. Kasırga-kuvvet rüzgarları sadece dalgalar yaratmakla kalmaz, aynı zamanda yüksek sudan bir kubbe veya dalgalanma yaratır. Normal bir yüksek gelgitle birlikte, bir fırtına dalgası şiddetli kasırga rüzgarı tarafından üflenen dalgalara ek olarak aşırı bir fırtına gelgitine neden olabilir. Kasırga bariyerleri, beklenen fırtına dalgalarına karşı koruma sağlar.

Fırtına dalgalanması bir tsunami veya gelgit dalgası DEĞİLDİR, ancak benzerdir. Fırtına dalgası bir deniz seviyesindeki anormal artış, genellikle aşırı hava nedenidir. Süper yüksek gelgitin de dalgaları var, ama dalgalar bir tsunami kadar çarpıcı değil. Tsunami, kelimenin tam anlamıyla bir deprem gibi bir yeraltı rahatsızlığının neden olduğu “liman dalgaları” dır. Aşırı su baskını her iki olayın da sonucudur.

Bir baktığımızda insanların yaşadığı yer haritası, şiddetli havalarda yaşamın ve mülkün ne kadar savunmasız olabileceğini hayal etmek zor değil. Rağmen inşa tsunami geçirmez binalar sahil boyunca bir seçenek, yükselen bir fırtına gelgit acımasız olabilir. ABD Ulusal Kasırga Merkezi, Fırtına dalgalanması Flash animasyonlu bir örnek (Flash eklentisi gerekir). Bu animasyonda, vurma dalgalarıyla birlikte fırtına dalgalanması, yapıyı koruyan küçük bariyere uymuyor.

Rhode Island'da Hurricane Sandy'nin 2012'deki güçlü fırtına dalgalanması 1966'da bir mühendislik parçası tarafından engellendi. Kasırga engelleri teknolojisi herhangi bir bölge için bir yatırımdır, ancak nasıl çalıştıklarına bakın.

Fox Point kasırgası bariyeri, Providence Nehri'nin karşısında, Narragansett Körfezi'ne akan Rhode Island'ın East Providence bölgesinde bulunuyor. 3.000 feet uzunluğunda ve 25 feet yüksekliğindedir. 1960 ile 1966 yılları arasında kenti deniz seviyesinden 20 fit yükseklikte bir fırtınadan korumak için inşa edilmiştir.

Sistem üç Tainter geçidi, nehir suyu için beş pompa ve iki 10-15 fit yüksekliğinde taş ve topraktan oluşur setler veya nehir kıyısı boyunca penseyi. Eyalet ve yerel yönetim, maliyetin sadece yüzde 30'unu ödedi, federal hükümet kasırga bariyer sisteminin maliyetinin çoğunu sübvanse etti.

Radyal kapılar olarak da adlandırılan üç Tainter kapısı, Providence Şehri ile Narragansett Körfezi suları arasında yarım mil uzunluğunda, 25 metrelik yüksek bir bariyer sağlamak için kapanabilir. Providence Nehri'nden denize akan su, kapalı kapılar ardında biriktikçe dışarı pompalanır. 213 feet uzunluğunda ve 91 feet genişliğinde olan pompa istasyonu betonarme ve tuğladan yapılmıştır. Beş pompa, Narragansett Körfezi'ne dakikada 3.150.000 galon nehir suyu pompalama kapasitesine sahiptir.

Her bir Tainter kapısı 40 fit karedir ve 53 ton ağırlığındadır. Dalgaların etkisini kırmak için körfeze doğru dışa doğru kıvrılmak üzere tasarlanan kapılar, elektrik motorları ve yerçekimi ile dakikada 1,5 feet hızla alçaltılır. Bunların indirilmesi yaklaşık 30 dakika, kapıların kapalı bir konumdan yükseltilmesi yaklaşık iki saat sürer, çünkü yerçekimi yükseltilir. Gerekirse, kapılar manuel olarak alçaltılabilir ve yükseltilebilir.

Herhangi bir kasırga bariyerinin tasarımı koşullara bağlıdır. Fox Point'teki pompa istasyonu, Providence Şehri'ni korumak için önemli bir unsurdur. Nehir kapılar tarafından "göze çarptığında" nehir suyunu pompalamadan, bir rezervuar oluşacak ve şehri sular altında bırakacaktı.

Tainter kapısı 19. yüzyılda Amerikalı mühendis ve Wisconsinli Yerli Jeremiah Burnham Tainter tarafından icat edildi. Kavisli kapı, bir veya daha fazla kafes benzeri üçgen çerçeve parçasına bağlanır. Üçgen çerçevenin geniş ucu kavisli kapıya tutturulur ve kafes kirişin tepe noktası kapıyı hareket ettirmek için döner.

Tainter kapısı radyal kapı olarak da bilinir. Yerçekimi ve su basıncı aslında kapıyı yukarı ve aşağı hareket ettirmeye yardımcı olur. Resimleyen Arif Setya Budi ve ayrıca animasyon Wisconsin'deki Dunn County Tarih Derneği tarafından sağlanmıştır.

Barajlarda bir Tainter kapısı da kullanılıyor, bu yüzden bir kasırga bariyeri de bir baraj mı? Evet ve hayır. Bir baraj kesinlikle bir su bariyeri, ancak barajlar ve rezervuarlar genellikle sadece acil kullanım için yapılmaz. Bir kasırga bariyerinin tek amacı fırtına dalgalanmasından veya fırtına dalgalarından korunmaktır. Providence Şehri, Fox Point için iki merkezi işlev tanımlamıştır:

1. "Narragansett Körfezi'ndeki potansiyel fırtına dalgalanmalarından yüksek gelgitleri geciktirmek"
2. "Nehir akışını su seviyelerinin bariyerin arkasında çok yüksek olmayacak şekilde korumak"

Herhangi bir inşaat projesi gibi, mimari ve inşaat başlamadan önce bir ihtiyaç kabul edilmeli ve finansman sağlanmalıdır. Fox Point'ten önce Providence City her yıl tehdit edildi. Eylül 1938'de New England Kasırgası 200 milyon dolarlık maddi hasara ve sadece 3,1 inç yağmurla 250 ölüme neden oldu. Ağustos 1954'te, Carol Kasırgası yüksek gelgitte sel gelgitlerinde normalden 13 feet yukarıda 41 milyon dolar maddi hasara neden oldu. 1958 Taşkın Kontrolü Yasası, Fox Point'te bir bariyer yapılmasına izin verdi. ABD Ordusu Mühendisler Birliği (USACE) Şubat 2010'da kontrolü ele geçirdi ve Providence City'yi her yıl yüz binlerce dolar kurtardı. Şehir, lezbiyen ve levee sistemini korur.

Dikey bir asansör kapısı, suyun akışını kontrol etmek için yükselip alçalması nedeniyle bir Tainter kapısına benzer. Bununla birlikte, bir Tainter kapısı kavisli iken, dikey bir kaldırma kapısı değildir.

Burada gösterilen kapı, Bayou Bienvenue kapısı, Yeni'de 14.45 milyar dolarlık devasa bir projenin parçası. Orleans - İç Liman Navigasyon Kanalı - Borgne Gölü Dalgalanma Bariyeri, Çin Seddi Louisiana. ABD Ordusu Mühendisler Birliği tarafından inşa edilen beton bariyer duvarı yaklaşık iki mil uzunluğunda ve 26 feet yüksekliğindedir.

Sel ve fırtına dalgalanmaları Amerika Birleşik Devletleri'ne veya Kuzey Amerika'ya özgü değildir. Dünya çapında mühendisler taşkınları kontrol etmenin yollarını buldular. Aşırı hava koşullarında, bu tür problem çözme, gelişen bir mühendislik çalışması alanıdır.

New York gibi büyük bir kentsel alanda fırtına dalgalanma koruması neden yok? 2012 yılında, Sandy Kasırgası'ndan fırtına dalgalanması sokakları, metroları ve altyapıyı sular altında bıraktı Amerika'nın en büyük şehri. O zamandan beri, çalışma grupları New York Limanı'ndaki bir sel bariyerinin fizibilitesini inceliyorlar. Dünyadaki diğer sanayileşmiş ülkelerin taşkın kontrolü için ileri teknoloji çözümler yıllarca.

İnsanların su ile aşk nefret ilişkisi var - doğanın bol miktarda bileşiği yaşam için gereklidir, ancak birçok insan su ile ilgili olaylardan ölür. Her gün istemeden on kişi boğuldu. Ani sel ve aşırı hava koşullarından kaynaklanan trafik kazaları tahmin edilemez. Yoksa öyle mi?

Görünüşe göre herkes yükselen suları durdurabilir. "Taşkın bariyer duvarları" için yapılan hızlı Google araması, Home Depot, Ace Hardware, Amazon ve daha büyük ticari şirketlerden bir dizi ürün bulur.

Topluluklar hava koşullarıyla ilgili tehlikeleri uyarmak için sirenler kullandı. Bugün bazı topluluklar sel için bu basit yaklaşımı kullanmaya devam ediyor. Yerel kameralar (genellikle dronlarda), harita yazılımı ve afet uyarısı uygulamalarının bir karışımı ile Seyirci Teknolojisi merkezi Austin'de bulunan Teksas, topluluklara "uzaktan durumsal farkındalık" sunmaktadır. acil durum ekipleri bile ulaşmadan sizi sular altında kalan yollar ve tehlikeli durumlar hakkında uyarıyorlar Orada. Afet uygulamaları ABD'de yüksek teknolojili çözümler olarak kabul edilir, ancak kasırga engelleri daha yararlı olmaz mı?

• Acil Durum Yönetim Ajansı, Providence Şehri, 5 Kasım 2012
• Fox Point Hurricane Barrier Facts, Providence City: www.providenceri.com/efile/705
• Rhode Island için güncelleme raporu, ABD Ordusu Mühendisler Birliği, New England Bölgesi, 31 Temmuz 2012, www.nae.usace.army.mil/news/Reports/ri.pdf
• ABD Ordusu Mühendisler Birliği. IHNC - GÖL BORGNE SURGE BARİYERİ, Haziran 2013'te güncellenmiştir, http://www.mvn.usace.army.mil/Portals/56/docs/PAO/FactSheets/IHNC-LakeBorgneSurgeBarrier.pdf
• Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezleri. "İstemeden Boğulma: Gerçekleri Öğrenin." 28 Nisan 2016, https://www.cdc.gov/homeandrecreationalsafety/water-safety/waterinjuries-factsheet.html