Der Klimawandel erhöht die Belastung für Tausende alternder Staudämme in den USA

Starker Regen verursachte großflächige Überschwemmungen.im oberen Mittleren Westen Ende Juni 2024, wodurch mindestens ein alternder Staudamm gefährdet wird.Im Süden von Minnesota liegt der Blue Earth River Schneiden Sie einen Pfad um den Rapidan-Staudamm herum in Rapidan Township, etwa 15 Meilen südlich von Mankato, am 24. Juni, wodurch das Bauwerk dem unmittelbaren Risiko eines Versagens ausgesetzt war.Beamte warnten die Anwohner, dass der Fluss brechen würde, wenn der Damm platze könnte um 2 Fuß steigen, sagte aber, dass Evakuierungen nicht nötig seien.

Dieses Ereignis findet ein Jahr nach der Überschwemmung in Vermont statt ließ mindestens einen Damm zum Einsturz bringen und bedrohte andere. Hiba Baroud, außerordentlicher Professor und außerordentlicher Lehrstuhlinhaber in der Abteilung für Bau- und Umweltingenieurwesen der Vanderbilt University, erklärt, wie Überschwemmungen Dämme in einem sich ändernden Klima belasten.

Wie groß ist die Gefahr, wenn Wasser über oder um einen Damm herumfließt?

Diese Bedingungen können zu Erosion führen, die anschließend zu einem Dammbruch oder -versagen und einer plötzlichen, unkontrollierten Freisetzung von gestautem Wasser führen kann.

Das Risiko spiegelt die kombinierte Wirkung eines gefährlichen Ereignisses, wie z. B. starker Regenfälle, und der Anfälligkeit des Staudamms wider.Ein gefährdeter Damm könnte alt, schlecht gewartet oder nicht ausreichend gewartet sein Überlaufkapazität um Wasser sicher aus dem Damm abzulassen.

Die Konstruktion eines Staudamms kann sich auf seine Widerstandsfähigkeit gegenüber Überflutungen und Ausfällen auswirken.Beispielsweise können Betondämme im Vergleich zu Erddämmen in der Regel einer bestimmten Überflutung besser standhalten.

Überlauf entfällt 34 % aller Dammbrüche.Wie lange das Wasser über einen Damm fließt und wie viel Wasser darüber fließt, sind wichtige Faktoren bei der Bestimmung der Wahrscheinlichkeit, dass ein Damm versagt.

Die Folgen hängen von mehreren Faktoren ab, etwa dem Zweck des Staudamms, seiner Größe und seinem Standort.Wenn ein Damm zum Hochwasserschutz konzipiert ist und von Häusern, Unternehmen oder kritischer Infrastruktur umgeben ist, könnte eine große unkontrollierte Freisetzung von Wasser katastrophale Folgen haben.Kleine Staudämme in ländlichen Gebieten verursachen möglicherweise weniger Schaden, wenn sie überfüllt werden oder versagen.

Wie alt sind die meisten Staudämme in den USA?

Es gibt mehr als 91.000 Staudämme in den gesamten USA, in allen 50 Bundesstaaten, mit unterschiedlichen Designs und Zwecken.Das durchschnittliche Alter der Staudämme beträgt 57 Jahre und es gibt mehr als 8.000 Dämme sind über 90 Jahre alt.

Alle vier Jahre wird die Amerikanische Gesellschaft der Bauingenieure erstellt ein Zeugnis für die Infrastruktur des Landes, das Noten basierend auf dem Zustand von Bauwerken wie Straßen, Brücken und Dämmen sowie den dafür erforderlichen Investitionen vergibt.Der jüngste Bericht schätzt, dass 70 % der US-BevölkerungDämme im Jahr 2030 über 50 Jahre alt sein.
Insgesamt gab der Bericht den USAStaudämme mit der Note „D“ und schätzungsweise mehr als 2.300 Staudämme mit hohem Gefahrenpotential – diejenigen, deren Ausfall je nach Entwicklungsstand um sie herum zum Verlust von Menschenleben oder schweren Sachschäden führen könnte – es mangelte an Notfallplänen.

Gibt es Möglichkeiten, ältere Staudämme gegen Überschwemmungen zu stärken, ohne sie komplett zu ersetzen?

Die Stilllegung oder der Austausch von Staudämmen kann kompliziert und kostspielig sein.Es kann auch kaskadierende Auswirkungen auf die umliegende Gemeinde und möglicherweise auf andere Infrastrukturen haben.Die regelmäßige Wartung und Modernisierung älterer Staudämme kann eine kostengünstige Möglichkeit sein, sie zu stärken und widerstandsfähiger gegen Naturgefahren zu machen.

Wenn Dämme nicht mehr den Zweck erfüllen, für den sie gebaut wurden, können sie teilweise durchbrochen werden oder komplett entfernt um den natürlichen Fluss des Flusses wiederherzustellen.

Die Association of State Dam Safety Officials schätzt, dass dies Kosten verursachen würde 157,7 Milliarden US-Dollar alle nicht bundesstaatlichen Staudämme in den USA zu sanieren.Davon entfällt etwa ein Fünftel (34,1 Milliarden US-Dollar) auf die Sanierung potenziell gefährdeter Staudämme.Das 2021 Gesetz über Infrastrukturinvestitionen und Arbeitsplätze beinhaltet ungefähr 3 Milliarden US-Dollar für Staudammsicherheitsprojekte mit Schwerpunkt auf Sanierung, Nachrüstung und Rückbau.

Erhöht der Klimawandel die Belastung für ältere Staudämme?

Der Klimawandel ist Erhöhung der Frequenz und Intensität von Naturgefahren wie Stürmen, die Staudämme bedrohen.Und diese Veränderungen folgen keinen historischen Trends.Bedingungen, die einst als extrem galten, werden in Zukunft wahrscheinlich häufiger auftreten.

Eine kürzlich durchgeführte Studie zur Vorhersage von Küstenüberschwemmungen ergab beispielsweise, dass in Neuengland eine 100-jährige Überschwemmung – ein Ereignis von einer Größenordnung, bei der die Wahrscheinlichkeit, dass es in einem bestimmten Jahr auftritt – mittlerweile bei 1 % liegt – könnte zu einem jährlichen Ereignis werden Ende des 21. Jahrhunderts.

Die Tatsache, dass sich das Klima verändert, führt auch dazu, dass Extremereignisse immer extremer werden.Im Jahr 2015 kam es in South Carolina zu einem 1.000-jährigen Niederschlagsereignis Brüche von 47 Dämmen.

Die Planung neuer Staudämme und die Modernisierung bestehender Infrastruktur müssen auf aktualisierten Entwurfsverfahren basieren, die zukünftige Klimaprognosen und nicht nur historische Gefahrenereignisse berücksichtigen.Obwohl ältere Dämme nicht unbedingt unsicher sind, wurden sie nach veralteten Designstandards und Bauverfahren sowie für unterschiedliche Umweltbedingungen gebaut.Dies beeinflusst die Wahrscheinlichkeit und die Folgen ihres Versagens bei Katastrophen.

Sehen Sie solche Ereignisse als Warnung?

Die Katastrophen, die die USA heimgesucht habenDie Fortschritte der letzten Jahre sollten Regierungsbehörden und Gemeinden dazu anregen, sich durch proaktive Schritte wie die Entwicklung von Notfallplänen auf Katastrophen vorzubereiten und zu planen.

Während die Zahl der Staudämme mit hohem Gefahrenpotenzial in den USAhat hat sich in den letzten 20 Jahren mehr als verdoppelt Da sich die Entwicklung immer weiter in ländliche Gebiete verlagert, ist auch der Anteil dieser Staudämme mit einem Notfallplan gestiegen. Es liegt jetzt bei 76 %, das ist viel höher als noch vor ein paar Jahren.

Gefährdete Staudämme und das Risiko eines Staudammbruchs ziehen sich durch unsere Wirtschaft und wirken sich auf viele Sektoren aus.Staudämme dienen vielen Zwecken:Sie stellen Wasser zum Trinken und zur Bewässerung bereit, erzeugen Energie und schützen Gemeinden vor Überschwemmungen.Sie sind auch Teil eines großen Navigationsnetzes, das Transporte betreibt mehr als 500 Millionen Tonnen Rohstoffe in den gesamten USAjedes Jahr.

Wie meine Kollegen und ich gezeigt haben, ist es wichtig die direkten und indirekten Kosten verstehen wenn kritische Infrastruktursysteme wie Staudämme versagen.Diese Informationen sind von entscheidender Bedeutung für die Entwicklung von Strategien, die den USA helfen können.Bereiten Sie sich auf zukünftige Katastrophen vor.