كيف يوقف المهندسون الفيضانات: حلول التكنولوجيا الفائقة

في كل عام ، تدمر الفيضانات الكارثية مجتمعًا في جزء ما من العالم. المناطق الساحلية عرضة للتدمير على المستويات التاريخية لإعصار هارفي ، وإعصار ساندي ، وإعصار فلورنسا ، وإعصار كاترينا. الأراضي المنخفضة بالقرب من الأنهار والبحيرات معرضة أيضًا. في الواقع ، يمكن أن تحدث الفيضانات في أي مكان تمطر فيه.

مع نمو المدن ، تصبح الفيضانات أكثر تكرارا بسبب المناطق الحضرية بنية تحتية لا يمكن أن تلبي احتياجات تصريف الأراضي المعبدة. مناطق مسطحة ومتطورة للغاية مثل هيوستن، تكساس اترك الماء مع أي مكان تذهب إليه. يهدد الارتفاع المتوقع في مستويات سطح البحر الشوارع والمباني وأنفاق مترو الأنفاق في المدن الساحلية مثل مانهاتن. علاوة على ذلك ، الشيخوخة السدود و السدود عرضة للفشل ، مما أدى إلى هذا النوع من الدمار الذي شهدته نيو أورليانز بعد إعصار كاترينا.

ولكن هناك أمل. في اليابان وإنجلترا وهولندا وغيرها من البلدان المنخفضة ، قام المهندسون المعماريون والمهندسون المدنيون بتطوير تقنيات واعدة للسيطرة على الفيضانات - ونعم ، يمكن للهندسة أن تكون جميلة. نظرة واحدة على الحاجز في نهر التايمز وكنت تعتقد أنه تم تصميمه من قبل مهندس معماري حديث حائز على جائزة بريتزكر.

instagram viewer

في إنجلترا ، صمم المهندسون حاجز فيضان متحرك مبتكر لمنع الفيضانات على طول نهر التايمز. مصنوعة من الفولاذ المجوف ، عادة ما تترك بوابات المياه على حاجز التايمز مفتوحة حتى تتمكن السفن من المرور. ثم ، حسب الحاجة ، تدور بوابات المياه مغلقة لإيقاف تدفق المياه من خلالها وللحفاظ على مستوى نهر التايمز آمنًا.

تحتوي القذائف اللامعة المكسوة بالفولاذ على عوارض الروك الهيدروليكية التي تدير أذرع البوابة العملاقة لتدوير البوابات مفتوحة ومغلقة. يسمح "موضع الحشو السفلي" الجزئي لبعض المياه بالتدفق تحت الحاجز.

وتحيط بها دولة اليابان ، وهي جزيرة محاطة بالمياه ، تاريخ طويل من الفيضانات. تتعرض المناطق الواقعة على الساحل وعلى طول أنهار اليابان سريعة التدفق للخطر بشكل خاص. لحماية هذه المناطق ، قام مهندسو الأمة بتطوير نظام معقد من القنوات والقنوات أقفال بوابة السد.

بعد الفيضانات الكارثية عام 1910 ، بدأت اليابان في الاستكشاف طرق لحماية الأراضي المنخفضة في قسم كيتا بطوكيو. الخلابة Iwabuchi Floodgate ، أو Akasuimon تم تصميم (Red Sluice Gate) في عام 1924 من قبل المهندس المعماري الياباني Akira Aoyama الذي عمل أيضًا في قناة بنما. تم إيقاف تشغيل بوابة Red Sluice في عام 1982 لكنها لا تزال مشهدًا مثيرًا للإعجاب. القفل الجديد ، مع أبراج المراقبة المربعة على سيقان طويلة ، يرتفع خلف القديم.

الآلي المحركات ذات الدفع المائي تشغل الكثير من بوابات المياه في اليابان المعرضة للفيضانات. ضغط الماء يخلق قوة تفتح وتغلق البوابات حسب الحاجة. لا تحتاج المحركات الهيدروليكية إلى الكهرباء للتشغيل ، لذلك لا تتأثر بانقطاع التيار الكهربائي الذي يمكن أن يحدث أثناء العواصف.

كانت هولندا ، أو هولندا ، تقاتل البحر دائمًا. مع وجود 60 في المائة من السكان يعيشون تحت مستوى سطح البحر ، تعد أنظمة التحكم في الفيضانات التي يمكن الاعتماد عليها ضرورية. بين عامي 1950 و 1997 ، بنى الهولنديون Deltawerken (دلتا ووركس) ، شبكة متطورة من السدود ، والأقفال ، والأقفال ، والسدود ، وحواجز العواصف.

أحد أكثر مشاريع Deltaworks إثارة للإعجاب هو حاجز شيلدت العاصفة الشرقي ، أو Oosterschelde. بدلاً من بناء سد تقليدي ، بنى الهولنديون الحاجز ببوابات متحركة.

بعد عام 1986 ، عندما كان Oosterscheldekering (كيرينغ يعني تم الانتهاء من الحاجز) ، تم تخفيض ارتفاع المد والجزر من 3.40 متر (11.2 قدم) إلى 3.25 متر (10.7 قدم).

مثال آخر على Deltaworks في هولندا هو Maeslantkering ، أو Maeslant Storm Surge Barrier، في الممر المائي Nieuwe Waterweg بين مدينتي Hoek van Holland و Maassluis ، هولندا.

تم الانتهاء من عام 1997 ، يعتبر Maeslant Storm Surge Barrier أحد أكبر الهياكل المتحركة في العالم. عندما ترتفع المياه إغلاق الجدران المحوسبة ويملأ الماء الخزانات على طول الحاجز. وزن الماء يدفع الجدران بقوة إلى الأسفل ويمنع الماء من المرور.

تم الانتهاء من حوالي عام 1960 ، Hagestein Weir هي واحدة من السدود المنقولة ، أو السدود ، على طول نهر الراين في هولندا. يوجد في هاجيستين وير بوابتان مقوستان هائلتان للتحكم في المياه وتوليد الطاقة على نهر ليك بالقرب من قرية هاجستين. تمتد بوابات الحاجز المفصلية ، التي تمتد 54 مترًا ، إلى دعامات خرسانية. يتم تخزين البوابات في الموضع الأعلى. يدوران لأسفل لإغلاق القناة.

أصبحت السدود وحواجز المياه مثل Hagestein Weir نماذج لمهندسي التحكم في المياه في جميع أنحاء العالم. حواجز الإعصار في الولايات المتحدة لطالما استخدمت البوابات للتخفيف من الفيضانات. على سبيل المثال ، استخدم حاجز Fox Point Hurricane Barrier في رود آيلاند ثلاث بوابات وخمس مضخات وسلسلة من الحواجز لحماية بروفيدنس ورود آيلاند بعد موجة إعصار ساندي القوية لعام 2012.

مع قنواتها الشهيرة والجندول الشهيرة ، البندقية ، إيطاليا هي بيئة مائية معروفة. يهدد الاحتباس الحراري وجودها. منذ 1980s ، كان المسؤولون يصبون الأموال في

مشروع Modulo Sperimentale Elettromeccanico أو MOSE ، وهو عبارة عن سلسلة من 78 حاجزًا يمكن أن ترتفع بشكل جماعي أو مستقل عبر فتحة البحيرة وتحد من ارتفاع مياه البحر الأدرياتيكي.

بدأت الوحدة الكهروميكانيكية التجريبية البناء في عام 2003 وأصبحت الرواسب والمفصلات المتآكلة بالفعل مشكلة ، حتى قبل التنفيذ الكامل.

يميل نهر عدن في شمال إنجلترا إلى تجاوز ضفافه ، لذلك شرعت بلدة Appleby-in-Westmorland في السيطرة عليه بحاجز متواضع يمكن رفعه وخفضه بسهولة.

في الولايات المتحدة ، غالبًا ما تتضمن حلول الفيضانات المحتملة أكياس رمل مكدسة بالرمل ، وآلات ثقيلة تخلق الكثبان الرملية على شواطئ المحيطات ، ويتم بناء السدود المؤقتة في حالة من الذعر. تقوم الدول الأخرى ببساطة بدمج التكنولوجيا في خطط البناء الخاصة بها. يستطيع الحلول الهندسية الأمريكية للسيطرة على الفيضانات تكون أكثر تقنية؟