什么是堤坝?

由:马歇尔的大脑罗伯特·兰姆

密苏里州陆军国民警卫队在洪水泛滥的密西西比河附近的堤坝上巡逻。"width=
密苏里州陆军国民警卫队在洪水泛滥的密西西比河附近的堤坝上巡逻。
乔做出盖蒂图片社

t·s·艾略特(T.S. Eliot)在他的诗《干打捞》(The Dry Salvages)中,把这条河描述为“一股强大的棕色之神”,一股强大的力量,尽管常常有耐心和滋养,但常常证明自己是不可驯服和无情的。人类历史上最伟大的城市在河岸和海边拔地而起,但在建造过程中,它们的建造者选择了生活在封闭的空间里,以一种难以驾驭的力量。河流汹涌而来,冲走了整个社区,或者改变了流向,将繁荣的王国夷为平地。即使在今天,海洋风暴威胁到人类几个世纪以来的努力。

人类试图克服变化带来的问题几千年来的水平。他们用来对抗河流和海洋的最古老的武器之一就是堤坝,也称为a.堤防就是人工修筑的堤防,用来防止河水溢出堤岸或防止海浪冲刷到不受欢迎的地区。

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在新奥尔良,防洪堤试图履行双重职责:在城市的一边,防洪堤抵御来自密西西比河的洪水;在另一边,防洪堤帮助阻挡庞恰特雷恩湖(Lake Pontchartrain)。

在荷兰的部分地区,堤坝阻止了海水填海造岛数千英里的土地,这些土地大部分处于或低于海平面。荷兰著名的风车把水从堤坝后面抽到海里,使陆地保持干燥。荷兰甚至有部分地区被称为低田在那里,荷兰人在海边筑堤排水,创造了新的旱地。

堤防通常是一堆不透水的土壤,比如粘土,底部宽,顶部窄。这些土丘沿着河流、湖泊或海洋形成一条狭长地带,有时长达数英里。密西西比河沿岸的堤坝可能有10到20英尺(3到7米)高。在荷兰,它们最高可达30英尺(10米)。但是堤坝没有固定的高度。即使这些风暴每100年或1000年才发生一次,它们的测量值也会根据该地区接收到的风暴而有所不同。

靠水生活为人类提供了许多优势:肥沃的农田、交通、贸易和水力发电.防洪堤让人们不用担心洪水就能享受这些资产。但是人类有一个坏习惯,就是忘记他们的“强壮的棕色神”到底有多强大。

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当大堤决堤时

2005年,卡特里娜飓风登陆后,一架直升机在新奥尔良投放沙袋,以堵塞决堤。"width=
2005年,卡特里娜飓风登陆后,一架直升机在新奥尔良投放沙袋,以堵塞决堤。
杰瑞·格雷森/盖蒂图片新闻/盖蒂图片社

当你在沙滩上漫步或在河边野餐时,你很容易忘记它有多么强大地球的水道确实是——直到洪水风暴让我们铭记在心。1927年,密西西比河在暴雨中膨胀,冲垮了一排堤坝,淹没了一个爱尔兰大小的地区。1953年,北海冲破了荷兰古老的堤坝系统,造成数千人死亡。

2005年,新奥尔良成为了国际新闻飓风卡特里娜摧毁了堤坝。城市的大部分位于海平面以下10英尺(3米)。在这座城市的历史进程中,低洼的沼泽地区被抽干以创造新的土地。这些填海造出的土地随着干涸而下沉。现在,整个城市都要依靠堤坝和大量的抽水站来阻挡洪水。

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卡特里娜飓风淹没了该市80%的地区,造成约1600人死亡,约20万人流离失所。Dolfman et al。冈萨雷斯].怎么会这样呢?美国国家科学基金会的一项调查指出了五个主要原因:

  1. 规划不足新奥尔良的堤坝设计是基于一项过时的1965年的研究。工程师建造堤坝系统的目标是建造一个能够抵御200年来可能发生的最严重风暴的系统。不幸的是,这项研究严重错误地估计了潜在风暴的威力。
  2. 风险较高的设计当前位置新奥尔良的防洪堤是为了维持城市的发展而建造的,不像邻近地区的防洪堤是为了安全而建造的。结果,新奥尔良的防洪堤变得更短更弱。
  3. 官僚作风危及安全没有中央机构负责维护堤防。这项任务落到了几个不同的私营企业和政府机构身上,导致了沟通问题和各种升级项目的失败。
  4. 可怜的维护如堤防需要经常维护。随着新奥尔良的土地下沉,堤坝也在下沉。调查人员还怀疑,附近生长的大树破坏了堤坝。
  5. 资金不足当前位置负责堤坝设计和建设的美国陆军工程兵团受到预算削减的打击。这使得该机构缺少有经验的工程师。

随着新奥尔良灾后重建工作的继续进行,其中一些担忧终于得到了解决。荷兰在1953年的洪水之后也面临着类似的情况。它的成功如何与新奥尔良的失败相匹配?

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荷兰的堤坝

荷兰的风车把水从堤坝后面抽到海里以保持陆地干燥。"width=
荷兰的风车把水从堤坝后面抽到海里以保持陆地干燥。
©iStockphoto.com/ pidjoe

在1953年那场致命的洪水之后的几十年里,荷兰的工程师们开始建造一种新的防洪堤。他们稳步地取代了自中世纪以来就一直存在的旧堤坝系统,并建造了350英里(563公里)被许多人认为是世界上最安全的堤坝系统。

荷兰人从几个关键方面重新评估了他们的整个系统,为堤坝的建设设定了标准:

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  1. 想长期当前位置1965年,新奥尔良的工程师团队试图建造足够坚固的堤坝,以抵御最强大的可能风暴在200年里,荷兰工程师设计了一个强大的系统足以应对一万年才发生一次的灾难性风暴。
  2. 减少对坚实壁垒的依赖当前位置荷兰工程师们没有建造越来越大的堤坝和防洪堤等屏障,而是寻求创造更好的吸收方法洪水在沼泽平原和特别建造的河流中。在某些情况下,这甚至涉及到在更远的地方设置堤坝
  3. 新的纺织品当前位置荷兰人还开发了结实的合成纺织品来更好地加固土堤。它们阻止土壤运动和水的渗透。新奥尔良堤防系统随后开始使用这种技术飓风卡特里娜飓风。
  4. 更好的监测系统当前位置除了对堤防进行更严格的集中控制和维护外,荷兰人还使用自动监控系统来监视堤防的状况。他们安装光纤以及堤防结构中的电子传感器,向中央监测站报告变化。其他几个系统监测水压和水位。

荷兰的防洪堤系统很大程度上依赖于这样一种认识,即防洪堤需要定期维护、持续监测以及对河流、海洋和风暴行为的长期评估。一旦这些措施到位,社区就可以在美丽和便利的沿海和河滨地区安全繁荣。只有当我们忘记这一点时,河流和海洋才会成为破坏者。

探索下面的链接,了解更多关于风暴、海洋和其他人类和自然工程的壮举。

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来源

  • “迷人的河流景观——绿色的河流。”皇家Haskoning。(2008年8月1日)http://www.royalhaskoning.com/Royal_Haskoning/water_and_environment/ en-GB/Projects/Spatial/The+Appealing+River+Landscape+-+Green+Rivers.htm?ref = 1
  • Dolfman, Michael L., Soldielle Fortier Wasser和Bruce Bergman。“卡特里娜飓风对新奥尔良经济的影响。”月度劳动力审查。2007年6月。(2008年8月1日)http://www.bls.gov/opub/mlr/2007/06/art1full.pdf
  • 艾略特,t。s。“四个四重奏”。1943.
  • 冈萨雷斯,约翰·莫雷诺。“卡特里娜疲劳的迹象?”风暴纪念推迟。”美联社。2008年7月12日。(8月4日,2008)
  • Koenig Robert L。“管理我们的河流:开罗南部的洪水控制是协调的。”圣路易斯邮报。1993年8月29日。
  • 莱文,艾伦和皮特·艾斯勒。“许多决策导致了堤坝的垮塌。”《今日美国》。2005年11月3日。(2008年8月1日)http://www.usatoday.com/news/nation/2005-11-03-levees-failure_x.htm
  • Lougheed,蒂姆。“提高堤防的标准。”环境健康展望。2006年1月。(2007年8月1日)http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=1332685

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