Изменение климата увеличивает нагрузку на тысячи стареющих плотин по всей территории США.

Сильный дождь вызвало масштабное наводнение.на Верхнем Среднем Западе в конце июня 2024 года, поставив под угрозу как минимум одну стареющую плотину.На юге Миннесоты протекает река Голубая Земля. проложить путь вокруг плотины Рапидан в поселке Рапидан, примерно в 15 милях к югу от Манкато, 24 июня, что поставило сооружение под неминуемую угрозу обрушения.Чиновники предупредили местных жителей, что если дамбу прорвет, река может подняться на 2 фута, но сказал, что эвакуация не нужна.

Это событие произошло через год после наводнения в Вермонте. обрушило как минимум одну плотину и угрожало другим. Хиба Баруд, доцент и заместитель заведующего кафедрой гражданского и экологического строительства Университета Вандербильта, объясняет, как наводнения подвергают плотины нагрузке в условиях меняющегося климата.

Насколько серьезен риск, когда вода течет через плотину или вокруг нее?

Эти условия могут привести к эрозии, которая впоследствии может привести к прорыву или разрушению плотины и внезапному неконтролируемому выбросу задержанной воды.

Риск отражает совокупный эффект опасного события, такого как проливные дожди, и уязвимости плотины.Уязвимая плотина может быть старой, плохо обслуживаемой или не иметь достаточного количества воды. пропускная способность водосброса безопасно спустить воду из плотины.

Конструкция плотины может повлиять на ее способность противостоять переливу и разрушению.Например, бетонные плотины обычно лучше выдерживают определенные уровни перекрытия по сравнению с плотинами из грунтовых насыпей.

Превышение составляет 34% всех прорывов плотин.Продолжительность течения воды через плотину и объем воды, протекающей через нее, являются важными факторами, определяющими вероятность разрушения плотины.

Последствия зависят от нескольких факторов, таких как назначение плотины, ее размер и расположение.Если плотина спроектирована для защиты от наводнений и окружена домами, предприятиями или критически важной инфраструктурой, большой неконтролируемый выброс воды может иметь катастрофические последствия.Небольшие плотины, расположенные в сельской местности, могут нанести меньший ущерб, если они будут перекрыты или выйдут из строя.

Сколько лет большинству плотин в США?

Есть более 91 000 плотин по всей территории США, во всех 50 штатах, с разнообразными конструкциями и целями.Средний возраст плотин составляет 57 лет, а количество плотин превышает 8000. вам больше 90 лет.

Каждые четыре года Американское общество инженеров-строителей составляет табель успеваемости по национальной инфраструктуре, в котором оценки присваиваются в зависимости от состояния таких сооружений, как дороги, мосты и плотины, а также от инвестиций, которые им необходимы.Согласно последним оценкам, 70% жителей СШАплотины к 2030 году будет более 50 лет.
В целом отчет дал СШАплотинам класса «D» и, по оценкам, более 2300 потенциально опасные плотины – те, которые могли бы привести к гибели людей или серьезному материальному ущербу в случае их отказа, в зависимости от уровня развития вокруг них – не имели планов действий в чрезвычайных ситуациях.

Существуют ли способы укрепить старые плотины от наводнений без их полной замены?

Вывод из эксплуатации или замена плотин может быть сложной и дорогостоящей задачей.Это также может иметь каскадные последствия для окружающего сообщества и, возможно, для другой инфраструктуры.Регулярное обслуживание и модернизация старых плотин может быть экономически эффективным способом их укрепления и повышения устойчивости к стихийным бедствиям.

Когда плотины больше не служат целям, для которых они были построены, они могут быть частично прорваны или полностью удален восстановить естественный сток реки.

По оценкам Ассоциации государственных органов по безопасности плотин, это будет стоить 157,7 млрд долларов США восстановить все нефедеральные плотины в США.Из этой суммы около одной пятой (34,1 миллиарда долларов) пойдет на восстановление потенциально опасных плотин.2021 год Закон об инфраструктурных инвестициях и рабочих местах включает в себя примерно 3 миллиарда долларов для проектов по безопасности плотин с упором на восстановление, модернизацию и демонтаж.

Увеличивает ли изменение климата нагрузку на старые плотины?

Изменение климата увеличение частоты и интенсивности стихийных бедствий, таких как штормы, угрожающие плотинам.И эти сдвиги не следуют историческим тенденциям.Условия, которые когда-то считались экстремальными, вероятно, в будущем станут более распространенными.

Например, одно недавнее исследование по прогнозированию прибрежных наводнений показало, что в Новой Англии 100-летнее наводнение – это событие такого масштаба, вероятность которого сейчас составляет 1% – произойдет в любом конкретном году – может стать ежегодным явлением к концу 2100-х годов.

Тот факт, что климат меняется, также означает, что экстремальные явления становятся все более экстремальными.В 2015 году 1000-летний дождь в Южной Каролине привел к прорывы 47 плотин.

Проектирование новых плотин и модернизация существующей инфраструктуры должны основываться на обновленных процедурах проектирования, учитывающих будущие климатические прогнозы, а не только исторические опасные события.Хотя старые плотины не обязательно небезопасны, они были построены в соответствии с устаревшими стандартами проектирования и процедурами строительства и для различных условий окружающей среды.Это влияет на вероятность и последствия их выхода из строя во время стихийных бедствий.

Считаете ли вы подобные события предупреждением?

Катастрофы, постигшие США.в последние годы должны стимулировать правительственные учреждения и сообщества к подготовке и планированию действий на случай стихийных бедствий посредством упреждающих шагов, таких как разработка планов действий в чрезвычайных ситуациях.

В то время как количество потенциально опасных плотин в СШАимеет более чем в два раза за последние 20 лет поскольку развитие распространилось дальше в сельские районы, доля этих плотин с планом действий в чрезвычайных ситуациях также увеличилась. Сейчас это 76%, что намного выше, чем всего несколько лет назад.

Уязвимые плотины и риск разрушения плотин каскадом пронизывают нашу экономику и затрагивают многие отрасли.Плотины служат многим целям:Они обеспечивают воду для питья и орошения, генерируют энергию и защищают общины от наводнений.Они также являются частью большой навигационной сети, которая транспортирует более 500 миллионов тонн товаров по СШАкаждый год.

Как показали мои коллеги и я, важно понять прямые и косвенные затраты когда критически важные инфраструктурные системы, такие как плотины, выходят из строя.Эта информация имеет решающее значение для разработки стратегий, которые могут помочь США.подготовиться к будущим катастрофам.