Flood Barriers, Hurricane Barriers en Storm Surge

In een tijd van opwarming van de aarde en extreem weer zijn de risico's van wonen in de buurt van water nog nooit zo groot geweest. Bescherming tegen stormvloed en orkaanbarrières waren voor sommige gemeenten de oplossing, maar tegen welke esthetische kosten? Kunnen kunstenaars en architecten techniek mooier maken? Door de vragen te onderzoeken en oplossingen te onderzoeken, kunnen we de reële uitdagingen van de gevolgen van de wereldwijde klimaatverandering beter begrijpen.

Tussen 2008 en 2013, de U.S. Army Corp of Engineers - dezelfde groep die verantwoordelijk is voor het ontoereikende dijksysteem in New Orleans - voltooide een orkaanbarrière van bijna twee mijl breed over een mix van waterwegen ongeveer 12 mijl ten oosten van het centrum van New Orleans. Riep de Inner Harbor Navigation Canal Lake Borgne Surge Barrier, de betonnen en stalen orkaanbarrière werkt samen met het dijksysteem. De barrière is de eerste verdedigingslinie door de stormvloeden in verband met orkanen te verzachten.

Een orkaan is een lagedrukcentrum. Over land zijn lagedrukcentra niet sterk genoeg om de aarde te verplaatsen. Lagedrukcentra die boven water staan, kunnen het water echter daadwerkelijk duwen en verplaatsen. Orkaanwinden blazen water dat niet alleen golven creëert, maar ook een koepel of golf van hoog water creëert. Naast een normaal hoogtij kan een stormvloed, naast de golven die worden veroorzaakt door zware orkaanwind, ook een extreem stormvloed veroorzaken. Orkaanbarrières bieden bescherming tegen verwachte stormvloeden.

Een stormvloed is GEEN tsunami of vloedgolf, maar het is vergelijkbaar. Stormvloed is een abnormale zeespiegelstijging, meestal veroorzaakt door extreem weer. Het superhoogwater heeft ook golven, maar de golven zijn niet zo dramatisch hoog als een tsunami. Tsunami's zijn letterlijk 'havengolven' die worden veroorzaakt door een ondergrondse storing, zoals een aardbeving. Extreme overstromingen zijn het gevolg van beide gebeurtenissen.

Als we kijken naar een kaart van waar mensen wonen, het is niet moeilijk voor te stellen hoe kwetsbaar leven en eigendommen kunnen zijn voor zwaar weer. Hoewel constructief tsunami-proof gebouwen langs de kusten is een optie, een opkomend stormvloed kan meedogenloos zijn. Het Amerikaanse National Hurricane Center heeft een Flash geanimeerd voorbeeld van een stormvloed (Flash plug-in vereist). In deze animatie komen stormvloed en beukende golven niet overeen met de kleine barrière die de constructie beschermt.

In Rhode Island werd de enorme stormvloed van de orkaan Sandy in 2012 geblokkeerd door een stuk techniek uit 1966. De technologie van orkaanbarrières is een investering voor elke regio, maar kijk hoe ze werken.

De Fox Point-orkaanbarrière bevindt zich in East Providence, Rhode Island, aan de overkant van de Providence River, die uitmondt in Narragansett Bay. Het is 3000 voet lang en 25 voet hoog. Het werd gebouwd tussen 1960 en 1966 om de stad te beschermen tegen een stormvloed van 20 voet boven zeeniveau.

Het systeem bestaat uit drie Tainter-poorten, vijf pompen voor rivierwater en twee stenen van 10 tot 15 voet hoog dijken of dijken langs de oever van de rivier. Voor een bedrag van $ 16 miljoen (1960 dollar) betaalden de staat en de lokale overheid slechts 30 procent van de kosten, terwijl de federale overheid het grootste deel van de kosten van het orkaanbarrièresysteem subsidieerde.

Drie Tainter-poorten, ook wel radiale poorten genoemd, kunnen sluiten om een ​​halve mijl lange, 25 voet hoge barrière te bieden tussen de stad Providence en de wateren van Narragansett Bay. Water dat langs de Providence-rivier naar de zee stroomt, wordt weggepompt terwijl het zich achter de gesloten poorten ophoopt. Het gemaal, 213 voet lang en 91 voet breed, is gemaakt van gewapend beton en baksteen. Vijf pompen hebben een capaciteit van 3.150.000 gallons rivierwater per minuut in Narragansett Bay.

Elke Tainter-poort is 40 voet in het vierkant en weegt 53 ton. Ontworpen om naar buiten te buigen richting de baai om de impact van de golven te breken, worden de poorten op hun plaats neergelaten door elektromotoren en zwaartekracht met 1,5 voet per minuut. Het duurt ongeveer 30 minuten om ze te laten zakken, maar ongeveer twee uur om de poorten vanuit een gesloten positie omhoog te brengen, omdat de zwaartekracht tegenwerkt dat ze omhoog gaan. Indien nodig kunnen de poorten handmatig worden neergelaten en verhoogd.

Het ontwerp van een orkaanbarrière hangt af van de omstandigheden. Het gemaal op Fox Point is een belangrijk element om de stad Providence te beschermen. Zonder rivierwater weg te pompen wanneer de rivier wordt "afgedamd" door de poorten, zou een reservoir de stad vormen en overspoelen - precies wat de Voorzienigheid probeert te vermijden.

De Tainter-poort werd in de 19e eeuw uitgevonden door de Amerikaanse ingenieur en de in Wisconsin geboren Jeremiah Burnham Tainter. De gebogen poort is bevestigd aan een of meer spantachtige, driehoekige raamwerken. Het brede uiteinde van het driehoekskader is bevestigd aan de gebogen poort en het toppunt van de truss draait om de poort te verplaatsen.

De Tainter-poort staat ook bekend als een radiale poort. Zwaartekracht en de waterdruk helpen de poort daadwerkelijk op en neer te bewegen, zoals geïllustreerd door Arif Setya Budi en ook in de animatie verstrekt door de Dunn County Historical Society in Wisconsin.

Een Tainter-poort wordt ook gebruikt in dammen, dus is een orkaanbarrière ook een dam? Ja en nee. Een dam is zeker een waterkering, maar dammen en stuwmeren zijn over het algemeen niet gebouwd voor noodgevallen. Het enige doel van een orkaanbarrière is bescherming tegen een stormvloed of stormvloed. De stad Providence heeft voor Fox Point twee centrale functies gedefinieerd:

1. "om hoogwater door mogelijke stormvloeden in Narragansett Bay te vertragen"
2. "om de rivier zo te houden dat het waterpeil niet te hoog wordt achter de dam"

Zoals bij elk bouwproject moet een behoefte worden erkend en moet financiering worden gerealiseerd voordat de architectuur en de bouw kunnen beginnen. Vóór het Fox Point werd de stad Providence elk jaar bedreigd. In september 1938 kwam de Orkaan in New England veroorzaakte $ 200 miljoen materiële schade en 250 doden met slechts 3,1 inch regen. In augustus 1954 Orkaan Carol veroorzaakte 41 miljoen dollar materiële schade met vloed bij vloed, 13 voet boven normaal. De Flood Control Act van 1958 stond de bouw van een barrière op Fox Point toe. Het US Army Corps of Engineers (USACE) nam de controle over in februari 2010 en bespaarde de City of Providence honderdduizenden dollars per jaar. De stad onderhoudt het dijk- en dijksysteem.

Een verticale liftpoort is vergelijkbaar met een Tainter-poort, omdat deze omhoog en omlaag gaat om de waterstroom te regelen. Terwijl een Tainter-poort gebogen is, is een verticale liftpoort dat echter niet.

De hier getoonde poort, de Bayou Bienvenue-poort, maakt deel uit van een gigantisch project van $ 14,45 miljard in New Orleans - het Inner Harbor Navigation Canal - Lake Borgne Surge Barrier, ook wel The Great Wall of genoemd Louisiana. De betonnen barrièremuur gebouwd door het Corps of Engineers van het Amerikaanse leger is bijna twee mijl lang en 26 voet hoog.

Overstromingen en stormvloeden zijn niet uniek voor de Verenigde Staten en Noord-Amerika. Wereldwijd ingenieurs hebben manieren gevonden om overstromingen onder controle te houden. In een tijdperk van extreem weer is dit soort probleemoplossing een bloeiend gebied van technische studie.

Waarom heeft een groot stedelijk gebied als New York City geen bescherming tegen stormvloed? In 2012 heeft de stormvloed van orkaan Sandy overstroomde de straten, metro's en infrastructuur van de grootste stad van Amerika. Sindsdien onderzoeken werkgroepen de haalbaarheid van een waterkering in de haven van New York. Vergeet niet dat andere geïndustrialiseerde landen over de hele wereld het hebben gehad hoogtechnologische oplossingen voor hoogwaterbeheersing voor jaren.

Mensen hebben een haat-liefdeverhouding met water - de overvloedige samenstelling van de natuur is noodzakelijk voor het leven, maar tientallen mensen sterven door watergerelateerde gebeurtenissen. Tien mensen verdrinken elke dag onbedoeld. Auto-ongelukken door overstromingen en extreem weer zijn onvoorspelbaar. Of zijn ze?

Het lijkt erop dat iedereen stijgende wateren kan stoppen. Een snelle Google-zoekopdracht naar 'waterkeringen' vindt een scala aan producten van Home Depot, Ace Hardware, Amazon en grotere, commerciële bedrijven.

Het is nog niet zo lang geleden dat gemeenschappen sirenes gebruikten om te waarschuwen voor weersgerelateerde gevaren. Sommige gemeenschappen blijven deze simplistische benadering van overstromingen tegenwoordig gebruiken. Met een mix van gelokaliseerde camera's (vaak op drones), kaartsoftware en rampenalarmtoepassingen, zoals bedrijven Beholder technologie Het hoofdkantoor is gevestigd in Austin, Texas en biedt gemeenschappen op afstand "situational awareness" - dat wil zeggen ze waarschuwen u voor overstroomde wegen en gevaarlijke situaties voordat de noodploegen zelfs maar kunnen komen Daar. Rampen-apps worden in de Verenigde Staten als hoogtechnologische oplossingen beschouwd, maar zouden orkaanbarrières niet nuttiger zijn?

• Emergency Management Agency, City of Providence, 5 november 2012
• Fox Point Hurricane Barrier Facts, City of Providence op www.providenceri.com/efile/705
• Update-rapport voor Rhode Island, US Army Corps of Engineers, New England District, 31 juli 2012 op www.nae.usace.army.mil/news/Reports/ri.pdf
• US Army Corps of Engineers. IHNC - LAKE BORGNE SURGE BARRIER, bijgewerkt in juni 2013, http://www.mvn.usace.army.mil/Portals/56/docs/PAO/FactSheets/IHNC-LakeBorgneSurgeBarrier.pdf
• Centrum voor ziektecontrole en Preventie. 'Onbedoelde verdrinking: zoek de feiten.' 28 april 2016, https://www.cdc.gov/homeandrecreationalsafety/water-safety/waterinjuries-factsheet.html