Kā inženieri aptur plūdus: augsto tehnoloģiju risinājumi

Katru gadu kāda pasaules daļa tiek izpostīta katastrofāli plūdi. Piekrastes reģioni ir pakļauti iznīcībai viesuļvētras Harvey, viesuļvētras Sandy, viesuļvētras Florence un viesuļvētras “Katrina” vēsturiskajos līmeņos. Arī zemienes upju un ezeru tuvumā ir neaizsargātas. Plūdi patiešām var notikt visur, kur līst.

Pieaugot pilsētām, plūdi kļūst arvien biežāki, jo pilsētu apstākļi infrastruktūra nevar apmierināt bruģētās zemes meliorācijas vajadzības. Plakanas, augsti attīstītas teritorijas, piemēram Hjūstona, Teksasa neatstājiet ūdeni ar nekurieni. Paredzētais jūras līmeņa paaugstinājums apdraud ielas, ēkas un metro tuneļus tādas piekrastes pilsētas kā Manhetena. Turklāt novecojoši aizsprosti un nolīdzina ir pakļauti neveiksmēm, kas noved pie tāda veida postījumiem, kādu Ņūorleāna pieredzēja pēc viesuļvētras Katrīna.

Tomēr ir cerība. Japānā, Anglijā, Nīderlandē un citās zemu esošās valstīs arhitekti un būvinženieri ir izstrādājuši daudzsološas plūdu kontroles tehnoloģijas - un jā, inženierzinātnes var būt skaistas. Paskatieties uz Temzas upes barjeru, un jūs domājat, ka to ir izstrādājis Pritzkera balvas ieguvējs mūsdienu arhitekts.

instagram viewer

Anglijā inženieri projektēja novatorisku pārvietojamu plūdu barjeru, lai novērstu plūdus gar Temzas upi. Ūdens vārti, kas izgatavoti no doba tērauda, ​​Temzas barjerā parasti tiek atstāti atvērti, lai kuģi varētu iziet cauri. Pēc tam ūdens vārti pēc nepieciešamības tiek aizvērti, lai apturētu ūdens plūsmu un uzturētu Temzas upes līmeni.

Spīdīgajos, tērauda pārklājumos, apvalkos atrodas hidrauliskās šarnīra sijas, kas pagriež milzu vārtu sviru, lai vārtus pagrieztu atvērtus un aizvērtus. Daļējs "nepietiekams ūdens stāvoklis" ļauj zem barjeras plūst nedaudz ūdens.

Ūdens ieskautā Japānas salu tautai ir ilga plūdu vēsture. Īpaši apdraudēti ir apgabali krastā un gar Japānas strauji plūstošajām upēm. Lai aizsargātu šos reģionus, nācijas inženieri ir izstrādājuši sarežģītu kanālu un slūžu vārtu slēdzenes.

Pēc katastrofālajiem plūdiem 1910. gadā Japāna sāka veikt izpēti veidi, kā aizsargāt zemienes Tokijas Kita daļā. Gleznainā Iwabuchi Floodgate, vai Akasuimon (Sarkano slūžu vārti) 1924. gadā projektēja japāņu arhitekts Akira Aoyama, kurš strādāja arī Panamas kanālā. Sarkanās slidenas vārti tika demontēti 1982. gadā, taču joprojām ir iespaidīgs skats. Jaunā slēdzene ar kvadrātveida pulksteņu torņiem uz augstiem kātiem paceļas aiz vecās.

Automatizēts "aqua-drive" motori Jauda daudziem ūdens vārtiem plūdu pakļautajā Japānā. Ūdens spiediens rada spēku, kas pēc nepieciešamības atver un aizver vārtus. Hidrauliskajiem motoriem nav nepieciešama elektrība, lai tos darbinātu, tāpēc tos neietekmē strāvas padeves traucējumi, kas var rasties vētru laikā.

Nīderlande vai Holande vienmēr ir cīnījusies ar jūru. Tā kā 60 procenti iedzīvotāju dzīvo zem jūras līmeņa, uzticamas plūdu kontroles sistēmas ir ļoti svarīgas. Laikā no 1950. līdz 1997. gadam holandieši uzcēla Deltawerken (Delta Works), izsmalcinātu aizsprostu, slūžu, slūžu, aizsprostu un negaisa pārsprieguma barjeru tīkls.

Viens no iespaidīgākajiem Deltaworks projektiem ir Austrumu Scheldt Storm Surge Barrier jeb Oosterschelde. Tā vietā, lai uzceltu parasto aizsprostu, holandieši uzcēla barjeru ar pārvietojamiem vārtiem.

Pēc 1986. gada, kad Oosterscheldekering (kering tika pabeigta, plūdmaiņas augstums tika samazināts no 3,40 metriem (11,2 pēdām) līdz 3,25 metriem (10,7 pēdām).

Vēl viens Holandes Deltaworks piemērs ir Maeslantkering jeb Maeslant vētras pārsprieguma barjera, Nieuwe Waterweg ūdensceļā starp Hoek van Holland un Maassluis pilsētām, Nīderlandē.

Pabeigts 1997. gadā, Maeslant Storm Surge Barrier ir viena no lielākajām kustīgajām konstrukcijām pasaulē. Kad ūdens paceļas, datorizētas sienas aizveras un ūdens piepilda tvertnes gar barjeru. Ūdens svars stingri nospiež sienas un neļauj ūdenim iziet cauri.

Hagestein Weir ir pabeigts aptuveni 1960. gadā un ir viens no trim pārvietojamiem aizsprostiem jeb aizsprostiem gar Reinas upi Nīderlandē. Hagestein Weir ir divi milzīgi arkveida vārti, lai kontrolētu ūdeni un ģenerētu enerģiju Lek upē netālu no Hagestein ciemata. Aizsargstikla vārti, kas atrodas 54 metru garumā, ir savienoti ar betona balstiem. Vārti tiek turēti augšējā stāvoklī. Viņi pagriežas uz leju, lai aizvērtu kanālu.

Aizsprosti un ūdens barjeras, piemēram, Hagestein Weir, ir kļuvuši par modeļiem ūdens kontroles inženieriem visā pasaulē. Viesuļvētras barjeras Amerikas Savienotajās Valstīs plūdu mazināšanai jau sen ir izmantoti vārti. Piemēram, Fox Point viesuļvētras barjera Rodas salā izmantoja trīs vārtus, piecus sūkņus un virkni izlīdzinājumu, lai aizsargātu Providence, Rodas salā pēc viesuļvētras Sandy jaudīgā 2012. gada uzplūda.

Venēcija ar saviem slavenajiem kanāliem un ikoniskajām gondolām ir plaši pazīstama ūdeņaina vide. Globālā sasilšana apdraud tās pastāvēšanu. Kopš pagājušā gadsimta astoņdesmitajiem gadiem ierēdņi ir ielējuši naudu

Modulo Sperimentale Elettromeccanico jeb MOSE projekts - 78 barjeru sērija, kas kolektīvi vai neatkarīgi var pacelties pāri lagūnas atvērumam un saīsināt Adrijas jūras augošos ūdeņus.

Eksperimentālais elektromehāniskais modulis sāka celtniecību 2003. gadā, un nogulšņi un korozijas eņģes jau ir kļuvušas problemātiskas, pat pirms pilnīgas ieviešanas.

Edenas upei Anglijas ziemeļdaļā ir tendence pārpildīt tās krastus, tāpēc Applebijas-Vestmorlandes pilsēta izlēma to kontrolēt ar pieticīgu barjeru, kuru varēja viegli pacelt un nolaist.

Amerikas Savienotajās Valstīs risinājumi iespējamiem plūdiem bieži ir saistīti ar smiltīm sakrautiem smilšu maisiem, smagajām mašīnām, kas veido smilšu kāpas okeāna pludmalēs, un panikā tiek uzceltas maiņlīmeņi. Citas valstis tehnoloģijas vienkāršāk iekļauj savos būvniecības plānos. Var ASV inženiertehniskie risinājumi plūdu kontrolei būt vairāk augsto tehnoloģiju?