特别报道:工程师如何准备海平面上升| 2017-08-10 | ENR |《工程新闻记录》新利luck

驾驶他的螃蟹船在风暴丹吉尔岛沿岸,位于弗吉尼亚州市长詹姆斯Eskridge清洁工说道在水和他的手说,“我记得当时这一地区所有的土地。”

水的下面是房屋、商店和坟墓的丹吉尔岛社区被大海吞噬。自1850年以来,台湾已经失去了超过66%的土地质量。今天,1.2平方英里的岛继续侵蚀每年高达25英尺。

“还有其他的社区在这里消失了,”他说。“我们看到会发生什么,如果我们没有得到我们需要的帮助。”

“还有其他的社区在这里消失了。我们看到会发生什么,如果我们没有得到我们需要的帮助。”

——丹吉尔岛市长詹姆斯Eskridge。说道

Eskridge说他说道岛是侵蚀但认为海平面上升与它。然而,科学家们说,侵蚀,盐水入侵,风暴潮和王tides-an异常高的但可预见的趋势,并非由于风暴事件,而是来自一个对齐的月球,地球和丹吉尔和其他地方的sun-experienced由于海平面上升,使得这一问题雪上加霜,在不久的将来将会加速的问题。美国国家海洋和大气管理局说讨厌的洪水增加了在美国从50年前300%到900%之间。

在这个特别报道,《工程新闻记录》的编辑和记者团队看丹吉尔和其他沿海社区是如何解决问题,包括侵蚀、沉降和海平面上升。我们的报告发现,许多城市仍在试图处理复杂,相互关联的问题。但其他人,比如迈阿密海滩,已经开始咄咄逼人,数百万美元的项目以提高道路和改善排水。

我们还发现,工程师正在重新考虑其实践,提出创新,适应性设计,将在短期内,直到防止过度建设未来的预测——现在说海平面可能上升1英尺8.2英尺到2100 -变得更精确。

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“你看到水在你从未见过的地方,“g·韦恩·克劳夫说,土木工程师,乔治亚理工学院的名誉主席和前国务卿史密森学会经常说气候变化。“这是时间坐下来理性思考我们要做什么。”

很大程度上受灾害的超级风暴和桑迪飓风卡特里娜和马修和潮汐洪水影响一些社区每两个月,许多城市和社区都试图让双臂环绕着海平面上升的问题,想出解决伴随问题如海水入侵和雨水径流。

灾难=行动

“我们都还不够成熟,但我们到达那里,”埃德加Westerhof说全国洪水风险和弹性主任Arcadis北美。他指出,协作”似乎总是遵循一个灾难。”

超级风暴沙后,纽约市的“重新设计“比赛促使新的弹性措施。汉普顿道路和佛罗里达州南部地区组选择缓解持续泛滥的问题。

“理解问题是最重要的一块,”乔希Sawislak说,全球艾奕康科技弹性主任。

像安纳波利斯,经历频繁潮汐洪水“得到宗教”和制定新方法,刘易斯说“Ed”链接,土木与环境工程教授的马里兰大学关注的水资源管理和自然灾害减灾。

“除非你双臂环绕着的风险情况下,你不能理解你的风险从何而来,“说链接。通过了解这个问题,“你可以变得更有弹性的东西你不能量化,和你更能够处理意外。”

理解海平面上升的风险需要社区和企业想象的全球海平面上升8英尺的样子。

自1901年以来,全球海平面上升约7.4。——平均利率一倍在1990年代起随着海洋变暖并扩大和冰川和冰盖融化。但相对海平面上升的速度都大不相同的区域。东海岸和墨西哥湾沿岸正在经历的海平面上升到全球平均水平的四倍,因为沉降和洋流,虽然部分西海岸实际上看到了相对海平面上升下降由于板块的变化。

考虑到不同地区地貌和水平的相对海面上升,每个社区的风险和解决方案将是不同的。海堤,例如,在迈阿密海滩会做不好,水通过石灰石基石。

“你如何将知识转化为行动是一个更加相关的领域。需要交互的人做基础研究和人们试图翻译成大,具体的解决方案,”鲍勃•科普说气候政策学者罗格斯大学和世界领先的专家之一。罗格斯大学,他说,开始一个新的climate-resiliency项目工程师和科学家来帮助工程师和其他人做出科学的决策。

三个桶

一旦一个社区知道它的风险,它可以适应计划。适应通常分为三类:保护、适应或撤退。

虽然有些地方大力支持国防基于海堤和障碍,有金融和工程限制这样做整个沿岸的美国高级分析师说,埃里卡Spanger-Siegfried忧思科学家联盟(UCS)。“有多少地方国家能负担得起保护?有多少州联邦政府介入并捍卫?”她问道。

在新奥尔良和费城,规划者正在容纳额外的雨水和洪水与绿色基础设施,可以吸收和存储大量的水。

“我不知道,我们已经达到临界点,但它要来了。”

——达西Immerman艾奕康科技

退出海岸是最后的选择,但Orrin Pilkey,杜克大学地球和海洋科学的名誉教授,说,这是不可避免的撤军北和南卡罗莱纳等地。

“我们可以做计划的方式,这并不容易,“说Pilkey撤退的选项。”或我们可以做到在一个灾难性的方式,将更为艰难,也更为昂贵。”

但撤退为许多社区不是一个选项,比如迈阿密海滩。“他们叫我Patton-this将军是我的,”布鲁斯说Mowry,迈阿密海滩的城市工程师。“当有人说,‘你愿意退回多少钱?”我说,“没有一寸。我们保卫这个城市的海岸线。迈阿密海滩只有一英里宽。如果我们退后一英里,我们没有一个城市。”

不过,一些地区甚至还没开始处理这个问题,更不用说解决方案。北卡罗莱纳,佛罗里达和其他州气馁的海平面上升和气候变化。另一方面,达西Immerman,艾奕康科技有弹性的关键基础设施的高级副总裁说,“有一种缓慢的看法改变。它仍然是变化的。不是每个人都认识到实现。”她补充说,“一些人专注于“这是我们一直在做它的方式。“我不知道,我们已经达到了临界点,但它要来了。”

系统方法

当社区从识别解决问题与海平面上升有关,他们越来越多地关注整体解决方案,包括自然系统、硬体基础设施和政策。

艾奕康科技,这“弹性菜单”包括土木工程、景观建筑和景观设计,以及neighborhood-by-neighborhood拓展。艾奕康科技的Sawislak问道:“我们如何建立与自然,理解,我们不能总是说,‘这是总会洪水,所以我们放弃吗?’”

超级风暴沙后,美国陆军工兵部队花了两年时间看这样一个系统方法来保护北大西洋海岸。的新利luck发布2015年1月,颂扬自然系统的好处,包括活着的海岸线,沙滩修复、湿地和珊瑚礁。

“鉴于当前和预计海平面和气候变化的趋势,我们的一些建筑环境将成为人类不可持续的系统目前位于那里。沿海社区面临艰难的选择,因为他们适应当地土地使用模式而努力保护社区价值观和经济活力,”根据研究。新利luck

这项研究新利luck有助于为陆战队使用系统方法在保护海岸,但队还没有使用自然系统的政策,也不是一个好方法量化的好处。

避免建造过多

这个系统方法是远离传统的工程解决方案,在过去,就会呼吁墙或门让水流出。

“今天,我们没有足够的钱我们要花费150亿美元在每个城市,“GIT的克劳夫说。像纽约和努力的重建设计发现,人们不需要一个大海堤阻止他们对水的看法。

另一个打击海堤和障碍是海平面上升的不确定性。

因为冰层融化的动力很大程度上仍然是未知的,没有高的信心多少海平面上升将增加超过2050。“有可能是过程,我们有裸露的今天,“科普说。

所以,而不是现在建造过多,工程师们设计和构建短期和中期的解决方案。“我要做多少?我不想构建中国的长城如果我们永远不会需要它,”链接说。

自适应设计

自适应设计是一个新兴的工程实践,解决了气候变化和海平面上升的不确定性。现在这个设计技术使得基础设施建成,与底层的理解设计的假设可能会改变。“在过去,我们可能会说设计60年,”布莱恩·哈维说,美国的副总裁兼全球业务总监。“现在我们说设计10年,然后更可持续的解决方案“可能会出现。这样的设计包含了更多的灵活性,反应和流动性。

自适应设计允许工程师按顺序从是什么工作。“这种方法更便宜,我们学习是我们做的,“链接说。“这是一个长期的问题转化为一系列的短期问题。我们擅长短期问题。”

新标准

美国土木工程协会委员会目前自适应设计制作标准。“我们需要改变我们的设计实践通过设计指南,理想情况下改变标准”占海平面上升和其他气候变化的不确定性,Bilal m .玛说,马里兰大学的教授和主任的技术中心。他是委员会的主席工作手册的练习对适应气候变化的基础设施(手动预计将于明年完成)。委员会的工作都集中在海平面上升,能源使用、洪水、风暴,风和暴雨强度等与气候变化有关的问题。

例如,一个“自适应”的哲学将鼓励海堤的寿命是设计最好的估计,但在一个更强大的基础,玛说。如果事实证明这些估计不正确,结构可能会升高,而无需拆除和重建。这种哲学已经在西雅图和纽约海堤。

玛说,新标准是由客户要设计说明的不确定性。这种预期的负担转移到工程师,需要指导如何实现自适应设计。