כיצד מהנדסים עוצרים שיטפונות: פתרונות היי-טק

מדי שנה הרוס קהילה בחלק מהעולם על ידי שיטפונות קטסטרופלים. אזורי החוף מועדים להרס ברמות ההיסטוריות של הוריקן הארווי, הוריקן סנדי, הוריקן פירנצה והוריקן קתרינה. השפלה ליד נהרות ואגמים חשופים גם הם. אכן הצפות יכולות להתרחש בכל מקום בו יורד גשם.

עם הגדלת הערים, שיטפונות נפוצים יותר מכיוון עירוניים תשתית לא יכול לספק את צרכי הניקוז של אדמה סלולה. אזורים שטוחים ומפותחים כמו יוסטון, טקסס השאר את המים בלי לאן ללכת. העלייה החזויה בגובה פני הים מסכנת את הרחובות, הבניינים ומנהרות הרכבת התחתית בפנים ערי חוף כמו מנהטן. יתר על כן, סכרים מזדקנים ו שדרות מועדים לכישלון, מה שמוביל לסוג ההרס שחוותה ניו אורלינס לאחר ההוריקן קתרינה.

עם זאת יש תקווה. ביפן, באנגליה, בהולנד ובמדינות אחרות ששכבו נמוך, אדריכלים ומהנדסים אזרחיים פיתחו טכנולוגיות מבטיחות לבקרת שיטפונות - וכן, הנדסה יכולה להיות יפה. מבט אחד על המחסום בנהר התמזה והייתם חושבים שהוא תוכנן על ידי אדריכל מודרני זוכה פרס פריצקר.

באנגליה תכננו מהנדסים מחסום שיטפון חדשני למניעת שיטפונות לאורך נהר התמזה. שערי מים עשויים פלדה חלולה ומורכבים בדרך כלל על ידי מכשול התמזה, כך שאוניות יכולות לעבור דרכם. ואז, לפי הצורך, שערי המים מסתובבים בכדי למנוע מים לזרום דרכם ולשמור על מפלס נהר התמזה.

instagram viewer

הקליפות הבוהקות, עטופות הפלדה, מאכלסות את קורות הנדנדה ההידראוליות שהופכות את זרועות השער הענקיות לסובב את השערים פתוחים וסוגרים. "מיקום תת-חלקי" חלקי מאפשר למים מסוימים לזרום מתחת למחסום.

אומת האי יפן, מוקפת מים, יש היסטוריה ארוכה של שיטפונות. אזורים בחוף ולאורך הנהרות הזורמים במהירות של יפן נמצאים בסיכון במיוחד. כדי להגן על אזורים אלה, מהנדסי המדינה פיתחו מערכת מורכבת של תעלות ו מנעולי שער.

לאחר שיטפון קטסטרופלי בשנת 1910, יפן החלה לחקור דרכים להגן על השפלה באזור קיטה בטוקיו. איוובוצ'י פלודגייט הציורי, או אקאסוימון (שער הרסיס האדום), תוכנן בשנת 1924 על ידי אקירה אויאמה, אדריכל יפני שעבד גם על תעלת פנמה. שער הרסיס האדום הופסק בשנת 1982 אך נותר מחזה מרשים. המנעול החדש, עם מגדלי שעונים מרובעים על גבעולים גבוהים, מתנשא מאחורי הישן.

אוטומטית מנועי "כונן אקווה" כוח רבים משערי המים ביפן המועדת לשיטפון. לחץ מים יוצר כוח שנפתח וסוגר את השערים לפי הצורך. מנועים הידראוליים אינם זקוקים לחשמל כדי להפעיל, ולכן הם אינם מושפעים מתקלות חשמל שיכולים להתרחש במהלך סערות.

הולנד, או הולנד, תמיד נלחמו בים. עם 60 אחוז מהאוכלוסייה שגרה מתחת לפני הים, מערכות בקרת שיטפונות אמינות הן חיוניות. בין 1950 ל -1997 בנו ההולנדים Deltawerken (עבודות הדלתא), רשת מתוחכמת של סכרים, רסיסים, מנעולים, דיקים ומחסומי נחשולי סערה.

אחד הפרויקטים המרשימים ביותר של דלתא הוא מכשול הגלישה סערה מזרחית שלדט, או Oosterschelde. במקום לבנות סכר קונבנציונאלי, הקימו ההולנדים את המחסום עם שערים מטלטלין.

אחרי 1986, כאשר האוסטרשלדקרינג (קרינג פירושו מחסום) הושלם, גובה גאות השפל הצטמצם מ- 3.40 מטר (11.2 רגל) ל 3.25 מטר (10.7 רגל).

דוגמה נוספת למערכות הדלתא של הולנד היא ה- Maeslantkering, או מחסום הסערה של מייסלנט, במסלול המים Nieuwe Waterweg בין העיירות Hoek van Holland ומאסלויס, הולנד.

מכשול נחשול סערת Maeslant שהושלם בשנת 1997 הוא אחד המבנים הנעים הגדולים בעולם. כאשר המים עולים, קירות ממוחשבים נסגרים והמים ממלאים טנקים לאורך המכשול. משקל המים דוחף את הקירות בחוזקה למטה ושומר על מעבר מים.

הוואר הגרשטיין הושלם בשנת 1960 בערך, הוא אחד משלושה דליים נדירים, או סכרים, לאורך נהר הריין בהולנד. ל- Weir Hagestein שני שערים מקושתים עצומים לשליטה במים וליצור כוח בנהר הלק ליד הכפר Hagestein. שערי המגן הצירים משתרעים על 54 מטרים ומחוברים לתחתיות בטון. השערים מאוחסנים במצב למעלה. הם מסתובבים למטה כדי לסגור את הערוץ.

סכרונות ומחסומי מים כמו הגרשטיין ווייר הפכו לדגמים עבור מהנדסי בקרת מים ברחבי העולם. מחסומי הוריקן בארצות הברית השתמשו מזמן בשערים כדי להקל על הצפות. לדוגמה, מכשול ההוריקן פוקס פוינט באי רוד איילנד השתמש בשלושה שערים, חמש משאבות וסדרת שדות להגן על פרובידנס, רוד איילנד לאחר נחשול העוצמה של הוריקן סנדי משנת 2012.

ונציה, איטליה, עם התעלות המפורסמות והגונדולות האיקוניות שלה, היא סביבה מימית ידועה. התחממות כדור הארץ מאיימת על עצם קיומה. מאז שנות השמונים, גורמים רשמיים שופכים כסף לשטח

פרויקט Modulo Sperimentale Elettromeccanico או MOSE, סדרה של 78 מחסומים שיכולים להתנשא באופן קולקטיבי או עצמאי על פני פתיחת הלגונה ולהצר את המים העולים של הים האדריאטי.

המודול האלקטרומכני הניסיוני החל בבנייתו בשנת 2003 ומשקעים וצירים מושחתים כבר הפכו לבעייתיים, עוד לפני היישום המלא.

לנהר עדן בצפון אנגליה יש נטייה להציף את גדותיו, ולכן העיירה אפלבי-ב-ווסטמורלנד יצאה לשלוט בה באמצעות מחסום צנוע שניתן בקלות להעלות ולהוריד.

בארצות הברית, פתרונות לשיטפונות פוטנציאליים כוללים לעתים קרובות שקיות עם ערמת חול, מכונות כבדות שיוצרות דיונות בחופי האוקיאנוס, ושכבות מאולתרות נבנות בבהלה. מדינות אחרות משלבות בפשטות טכנולוגיה בתוכניות הבנייה שלהן. פחית פתרונות הנדסיים בארה"ב לבקרת שיטפונות להיות יותר היי-טק?

instagram story viewer