تعاني المدن الساحلية من ضعف خفي أمام فيضانات المد والجزر - التي يسببها البشر بالكامل

منذ قرون مضت، كانت مصبات الأنهار في جميع أنحاء العالم تعج بالطيور وتعج بأسراب الأسماك، ومستنقعاتها ومساحات لا نهاية لها من القنوات تذوب في الأفق الرمادي والأزرق.

تقدم سريعًا إلى اليوم، وفي مصبات الأنهار مثل ميناء نيويورك, خليج سان فرانسيسكو و خليج بيسكين في ميامي - المناطق التي تلتقي فيها الأنهار بالبحر - تم بناء ما بين 80% إلى 90% من هذا الموطن.

وكانت النتيجة الانهيار البيئي من موائل مصب النهر و فقدان المناطق العازلة التي ساعدت في حماية المدن من هبوب العواصف وارتفاع مستوى سطح البحر.لكن الضرر لا يقتصر فقط على ما هو مرئي على الأرض.

تحت سطح العديد من الممرات المائية المتبقية، هناك شكل آخر من أشكال التحضر يعمل ببطء على زيادة تعرض السواحل للعواصف الشديدة وارتفاع مستوى سطح البحر:هناك مشاريع تجريف وهندسة واسعة النطاق أكثر من الضعف في أعماق قنوات الشحن منذ القرن التاسع عشر.

بعض هذه الطرق السريعة المحيطية تمكين سفن الحاويات الضخمة, ، مع غاطس يبلغ 50 قدمًا تحت خط الماء وأطوال تبلغ حوالي ربع ميل، للانزلاق إلى المناطق الضحلة سابقًا.ومن الأمثلة على ذلك خليج نيوارك في نيوجيرسي، والذي كان صغيرًا مثل بعمق 10 أقدام (3 أمتار) في أربعينيات القرن التاسع عشر ولكن عمقها اليوم هو 50 قدمًا (15 مترًا).

ومن نتائج تجريف القنوات العميقة أن المياه تدخل وتخرج من مصبات الأنهار بسهولة أكبر مع كل مد أو عاصفة.في هذه القنوات المجروفة المقاومة الطبيعية للتدفق يتم تقليل قاع القناة الخشنة والضحلة.مع احتكاك أقل، يمكن أن يؤدي ذلك إلى أكبر المد والجزر العالية وعرام العواصف.

مثل مهندسي السواحل وعلماء المحيطات, ، نحن دراسة فيزياء المحيطات الساحلية وعرام العاصفة.هناك حلول للمشاكل التي يسببها "التوسع الحضري عند مصب النهر"، إذا كان الناس على استعداد لقبول بعض المقايضات.

من الآثار الجانبية غير المقصودة للتجريف

تظهر آثار التجريف بشكل أوضح في عمليات المد والجزر اليومية التي حدثت نمت بشكل أكبر خلال القرن الماضي في العديد من مصبات الأنهار وتفاقم الفيضانات المزعجة في العديد من المدن، كما يظهر بحثنا.

نطاق المد والجزر - متوسط ​​التباين بين المد العالي والمنخفض - لديه تضاعفت في مصبات الأنهار المتعددة وتغيرت بشكل ملحوظ في مصبات الأنهار الأخرى.ونتيجة لهذا فإن مستويات المد والجزر ترتفع عادة بسرعة أكبر من ارتفاع مستوى سطح البحر، الأمر الذي يؤدي إلى تفاقم العواقب المترتبة على ذلك.

السبب الأكثر شيوعًا لهذه المد والجزر الكبيرة هو التحضر عند مصب النهر.

على سبيل المثال، في ميامي، حيث تضاعف نطاق المد والجزر تقريبًا، أ المساهم الرئيسي هو البناء والتجريف يبلغ عمق قناة مدخل الميناء حوالي 50 قدمًا (15 مترًا) وعرضها 500 قدم (150 مترًا) بدءًا من أوائل القرن العشرين.

في مدينة نيويورك، تشهد بعض الأحياء في جنوب كوينز 15 فيضان مد وجزر طفيف سنويًا اليوم.تُظهر النمذجة الحاسوبية أن هذه الفيضانات ناجمة بشكل متساوٍ تقريبًا عن ارتفاع مستوى سطح البحر وتعديلات المناظر الطبيعية، بما في ذلك التجريف واستصلاح الأراضي الرطبة المشاريع التي تملأ الأراضي الرطبة لبناء المواقع الصناعية والمطارات والأحياء.

تظهر الأدلة والنماذج الحاسوبية أن أي إعصار قد يؤثر على المنطقة أجزاء من مدينة نيويورك, جاكسونفيل, ويلمنجتون, فيلادلفيا, جنوب شرق فلوريدا و جنوب غرب لويزيانا, ومن المرجح أن تنتج، من بين مواقع أخرى، مستويات مياه أعلى بسبب التحضر عند مصب النهر، مما قد يسبب المزيد من الضرر في المناطق غير المحمية.

وقد مرت هذه التكاليف دون أن يلاحظها أحد إلى حد كبير، حيث حدثت التغييرات تدريجيا على مدى السنوات المائة والخمسين الماضية.ولكن مع ارتفاع مستوى سطح البحر والعواصف القوية التي تزيد من وتيرة الفيضانات وشدتها، أصبحت المشكلة أكثر وضوحا.

بناء الحلول لمشكلة الفيضانات

واستجابة لارتفاع مستويات سطح البحر، يجذب شكل مختلف من التحضر عند مصب النهر اهتماما جديدا كحل ممكن.

يتم بناء حواجز عرام العواصف أو بوابات المد والجزر عبر مصبات الأنهار أو مداخلها بحيث يمكن إغلاقها أثناء أحداث عرام العواصف.تتضمن بعض الأمثلة الحواجز لنيو أورليانز; لندن; البندقية، إيطاليا;و هولندا.يتم اقتراح مثل هذه الحواجز بشكل متزايد جنبًا إلى جنب مع أنظمة السدود لحماية السواحل لشواطئ مصب المياه الحضرية.

الولايات المتحدةفيلق المهندسين بالجيش مؤخراً حواجز الطفرة الموصى بها لـ 11 مصبًا إضافيًا, ، بما في ذلك بالقرب من ميامي وجامايكا باي في كوينز و جالفستون، تكساس.

حواجز الطفرة ليست حلولاً طويلة المدى للفيضانات الناجمة عن ارتفاع مستوى سطح البحر، ولا تزال آثارها السلبية غير مفهومة جيدًا.

الحلول الطبيعية

كما ظهرت الأراضي الرطبة وأشجار المانغروف كحل شائع يعتمد على الطبيعة.

ركزت المجتمعات والتمويل الحكومي على محاولات استعادة أو إنشاء أراضي رطبة جديدة كحواجز في المناطق الساحلية.لكن هذا الحل غير فعال للحماية من الفيضانات في معظم مدن الموانئ. مثل نيويورك, ، وذلك لقلة المساحة المتوفرة.

يمكن تقليل هبوب العاصفة التي تعبر مسافة ميل من المستنقعات بعدة بوصات، حسب خصائص الموقع.لكن الواجهات البحرية النموذجية لمصب النهر في المناطق الحضرية لا تحتوي إلا على عشرات الأقدام من المساحة المفتوحة للعمل بها، إذا كان هذا كثيرًا.وفي مساحة ضيقة، فإن أفضل ما يمكن أن تفعله النباتات هو تقليل حركة الأمواج، مما يؤدي إلى جفافها في كثير من الأحيان ليست المشكلة الأكثر إلحاحا للمدن الواقعة على مصبات الأنهار والتي عادة ما تكون محمية من موجات العواصف التي تحركها الرياح.

ونتيجة لذلك، فإن الأراضي الرطبة المهندسة، على الرغم من جاذبيتها، قد تكون غير فعالة، خاصة إذا كانت الاتجاهات في أحجام السفن والتحضر في مصبات الأنهار يستمر.

طرق أفضل لإعادة الطبيعة إلى العمل

يكشف بحثنا عن فرصة للعلماء والمهندسين والمجتمع الأوسع للتفكير بشكل أكبر - للنظر في إعادة تشكيل واستعادة أكثر شمولاً للسمات الطبيعية لمصبات الأنهار التي كانت تخفف من الفيضانات أو تمتصها في السابق.

وتشمل الحلول الممكنة وقف أعمال الصيانة قنوات الشحن غير المستغلة، والانسحاب التدريجي من المواقع والأحياء الصناعية الضعيفة - والمشبعة بالمياه في كثير من الأحيان - استعادة هذه المساحات الأكبر إلى الأراضي الرطبة.

يمكن لهذه الأساليب الحد بشكل حاد من الفيضانات وتوفير سنوات من الحماية ضد ارتفاع مستوى سطح البحر.ومع ذلك، نادرًا ما يتم إيلاء الاعتبار الجاد لاستعادة القناة التاريخية وتكوينات الأراضي الرطبة في دراسات إدارة مخاطر العواصف الساحلية بسبب التكلفة الاقتصادية المتصورة، ولكن أيضًا لأن التأثير التراكمي لأعماق القناة الأعمق لا يتم التعرف عليه في كثير من الأحيان.

يمكن إعادة تشكيل مصبات الأنهار الحضرية بهذه الطرق برامج الاستحواذ لاستعادة السهول الفيضية أيضًا، تقليل المخاطر بطرق أكثر استدامة.أو يمكن إقرانها بأسوار بحرية لحماية الأحياء القائمة بطريقة أكثر فائدة من الناحية البيئية.ولابد من النظر إلى هذه الأساليب باعتبارها بدائل لمزيد من التوسع الحضري في المناطق الطبيعية القليلة المتبقية في مدننا ــ مصبات الأنهار.