Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Andet

Sådan fungerer Venedigs tidevandsbarriereprojekt

Venedigs Piazza San Marco blev fuldstændig oversvømmet i november 2012, da kraftig regn og blæst ramte byen. ©Marco Sabadin/AFP/Getty Images

Venedig er i fare for at blive det næste Atlantis. Det er rigtigt, denne berømte by er fyldt med uvurderlig kunst, smuk arkitektur, hellige steder ... og vand. Masser og masser af vand.

Italien er naturligvis ikke tilfreds med at se en af ​​sine kulturelle kronjuveler falde ned i havet, så landet er i gang med et hidtil uset vanddæmningsprojekt, som det håber vil blokere stigende tidevand og bevare Venedig i generationer fremover. Dæmningen hedder MOSE , et akronym for en eksperimentel version af projektet -- Modulo Sperimentale Elettromeccanico -- eller på engelsk, Experimental Electromechanical Module. Navnet hentyder også passende til den bibelske figur Moses, der delte Det Røde Hav.

Denne bedrift er næsten lige så utrolig som hændelsen i Rødehavet. MOSE vil afspærre byen fra stigende tidevand, så beboerne og strukturerne i Venedig forbliver tørre ... ja, mere tørre.

MOSE er nødvendig, fordi Venedig langsomt, men sikkert er ved at blive oversvømmet. Byen er dybest set støttet op midt i en lagune på Italiens østlige kyst, og hæver sig lige knap over vandlinjen på et århundreder gammelt rod af træpæle, sand og murbrokker.

Havvande stiger ind og ud af lagunen gennem tre indløb, og i disse dage bliver disse tidevand højere og højere, til en værdi af mere end 3 millimeter (ca. en tiendedel tomme) om året [kilde:IPCC]. Mange videnskabsmænd tilskriver stigende havniveauer den globale opvarmning.

Men Venedigs problem er mere kompliceret end blot stigende vand. Selve byen synker på grund af en kombination af jordkomprimering, tektonisk pladeforskydning og udvinding af ferskvand under byen.

Alle disse faktorer resulterer i hyppigere og mere alvorlige vandindtrængninger på fortove og gader og ind i boliger, virksomheder og hellige steder. I begyndelsen af ​​1900-tallet stod byens lavtliggende områder over for oversvømmelser omkring 10 gange årligt. Nu er de samme steder vandfyldte snesevis af gange om året.

Det er ikke så overraskende, når man betragter omstændighederne fra et historisk perspektiv. Havniveauet i Venedig er hele 1,8 meter højere siden byens begyndelse for 16 århundreder siden. Og i løbet af det seneste århundrede er Venedig kastet 9 tommer (22,9 centimeter) i havet [kilde:Milasin].

At redde Venedig vil tage en dæmning af gigantisk størrelse. Og det er præcis, hvad italienerne har i tankerne.

Indhold
  1. Venedig drukning
  2. MOSE-ing Along
  3. Grandiose Water Guards
  4. Damning the Damning
  5. Går i stå for tid

Venedig drukning

For at klare oversvømmelsesforholdene er der bygget forhøjede gangbroer for at hjælpe beboerne med at udføre deres forretninger , som vist her foran San Marco-basilikaen. © Paul Seheult/Eye Ubiquitous/Corbis

Før byen blev et ikonisk kulturelt vartegn, modvirkede dens borgere stigende vand ved blot at udfylde de lavere niveauer af bygninger, ved eller rive bygninger helt ned og derefter bygge nye boliger oven på ældre. Faktisk var det en slowmotion-indrømmelse til de ustoppelige stigende hav. Men da Venedigs arkitektur blev mere værdifuld, var der ingen, der ønskede at ødelægge den.

Nu slår stigende vand mod permeable fundamenter og smuldrer dem. Ved højvande bliver transportkanaler ufremkommelige, fordi tunnelerne er for tæt på vandlinjen. Fortove, selv forhøjede versioner, bliver til kæmpe vandpytter. En hel infrastruktur og alle dens indbyggere holdes som gidsler i havet ved højvande, især om vinteren.

Det er en sjusket, trættende livsstil. Befolkningen er sunket fra 180.000 til kun 60.000 [kilde:Squires].

Venedigs våde wakeup call kom for årtier siden. Den 4. november 1966 varede ekstreme oversvømmelser forårsaget af en potent kombination af højvande, surrende vinde og regnskive i omkring 22 timer, og fangede mennesker i bygninger, forårsagede omfattende skader og efterlod tusinder hjemløse. Det var på det tidspunkt, at italienerne indså, at de måtte regne med havet eller havne i det.

Italien gjorde en national prioritet for at beskytte Venedig og de omkringliggende områder mod oversvømmelser og ekstreme vejrbegivenheder. Årene efter oversvømmelsen resulterede i flere oversvømmelser – oversvømmelser af teknik og lovgivningsmæssigt papirarbejde.

Men selv efter flere års forskning i løsninger, var ministeriet for infrastruktur ikke i stand til at identificere et enkelt forslag til tilstrækkeligt at imødekomme alle de tekniske, økonomiske og miljømæssige problemer, der er involveret i et projekt af så enorm skala og kompleksitet. Agenturet gennemgik muligheden for at rejse vigtige bygninger og strukturer for at beskytte dem, samt forsegle lagunen ved at fylde indløbene for at indsnævre eller endda permanent lukke dem.

Men det var først årtier senere, i begyndelsen af ​​1990'erne, at regeringen endelig begyndte at tage stilling til en form for mobilt barrieresystem. Derefter begyndte en lang række designrapporter, miljøpåvirkningsundersøgelser og episk bureaukrati, der i sidste ende resulterede i MOSE-dæmningsprojektet, som regeringen sagde i 2001 kunne afsluttes til en pris mellem $2 milliarder og $3 milliarder [kilde:Keahey].

Projektet gik i stå, da folk vægrede sig ved prisskiltet og usikkerhed om, hvorvidt MOSE rent faktisk ville fungere som annonceret. I 2003 blev projektet endelig lanceret med en forventet færdiggørelsesdato i 2012 og en omkostning på $4 mia. Fra midten af ​​2014 havde nogle komponenttest fundet sted, men projektet var ikke afsluttet.

Så hvordan planlægger det kostbare MOSE-projekt at vaske op i de våde gader i Venedig?

MOSE-ing Med

MOSE-konstruktion i gang i Malamocco den 28. april 2011. © Barbara Zanon/Getty Images

Det tog lang tid at designe og godkende MOSE. Byggeriet tager også lang tid. Det skyldes, at MOSE i øjeblikket er det mest massive offentlige byggeprojekt i hele verden. Dens grundlæggende forudsætning - at forhindre højvande i at trænge ind i lagunen - er mere kompliceret, end det måske lyder.

Der er tre primære ruter for vand, der strømmer ind og ud af lagunen:Lido, Malamocco og Chioggia fjordene. Når det er færdigt, vil MOSE blokere vand, der kommer ind gennem disse vige, til niveauer mere end 2 meter (6,5 fod) over dem på bysiden af ​​dæmningen.

MOSE er en serie mobile stålporte, der hæves og sænkes på kommando. Når tidevandet er ude, og vandet lavt, fyldes disse hule porte med vand og ligger på linje med havbunden, foldet sammen i skyttegrave. Når vandet stiger, bruger ingeniører luftkompressorer til at blæse havvand ud og fylde portene med luft.

Derefter får naturlig opdrift portene til at svinge opad på hængsler, der er fastgjort til havbunden. Toppen af ​​portene rager ud over bølgerne, tilstopper indløbene og forhindrer stigende vand i at trænge ind i lagunen, og i teorien beskytter Venedig og de omkringliggende områder mod oversvømmelser. Fordi portene svinger frem og tilbage på hængsler, giver de mulighed for nogle giv eller svingninger i perioder med hårde bølger og kraftige storme. De er også vinklet, så bølger af vand mod indløbene ikke vil smække dem i og besejre projektets formål.

For at spænde over den fulde bredde af alle tre indløb vil der være i alt næsten 80 porte, hvor hver enkelt port spænder op til 66 fod (20,1 meter) på tværs. Med en bredde på 874 yards (800 meter) er Lido - det nordligste indløb - det bredeste. På bredere steder som dem, der findes på dette sted, vil der være flere rækker af porte for at sikre, at så meget vand som muligt stoppes.

Den forventede færdiggørelsesdato er planlagt til et stykke tid i 2016. Indtil da arbejder bygningsarbejdere hurtigt i håb om, at de kan slå den næste store vejrbegivenhed.

Grandiose vandvagter

En MOSE byggeplads med et skiltstørrelsesdiagram over, hvordan de mobile porte vil fungere. © Barbara Zanon/Getty Images

Hvad skal der til installationen af ​​en af ​​disse porte?

Byggehold starter med at sikre de hængslede barrierer til bunden af ​​havet. For at installere barriererne skal de lave helt flade grøfter i havbunden. Så er disse skyttegrave foret med beton. Når portene er konstrueret, vil de blive sænket til havbunden, hvor de vil ligge helt i skyttegraven, indtil de aktiveres under højvande.

Betonbedet gør mere end at give et fundament til portene. Det rummer også de mekaniske komponenter, der er nødvendige for at puste og tømme barriererne, og det leverer også servicetunneler til ingeniører.

I mellemtiden skal ingeniører også styrke lagunens naturlige barrierer mellem fjordene. De tilføjer flere bølgebrydere, moler og strandvolde. De tilføjer også beskyttelse til havbunden og andre undervandsstrukturer for at gøre dem stærkere.

På det dybeste er havbunden i fjordene omkring 100 fod (30,5 meter) under bølgerne, hvilket betyder, at nogle af portene skal være rigtig, rigtig høje. Hver port er også op til 16 fod (4,9 meter) tyk. Det er en hel masse metal. Så det er nok ikke overraskende, at den tungeste af disse porte vejer tæt på 350 tons (317,5 tons). Det er lige så meget som et Boeing 747-fly.

På trods af deres enorme størrelse tager det kun omkring 30 minutter at pumpe portene fulde af luft og på plads. At vende processen er endnu hurtigere. Portene kan oversvømmes med vand og hvile på havbunden igen på kun 15 minutter. I gennemsnit vil lukningerne vare mellem 4 og 5 timer, eller indtil højvande er passeret [kilde:NOVA]. Under lukninger vil skibe stadig være i stand til at komme ind og ud af lagunen gennem et slusesystem.

Byggeriet er i gang ved alle tre indgange og beskæftiger cirka 3.000 arbejdere, som bidrager direkte eller indirekte til MOSE. Mens byggeriet fortsætter, er projektledere forsigtige med ikke at blokere mere end halvdelen af ​​en indløbsåbning for at undgå at forstyrre kommerciel trafik og andre havneaktiviteter.

Når den er færdig, har MOSE brug for omkring 150 viceværter for at forhindre funktionsfejl og forringelse. Det er ikke en lille udfordring, i betragtning af at det meste af systemet vil være nedsænket snesevis af meter under vandlinjen.

At bygge og vedligeholde MOSE er en besværlig opgave. Men som du er ved at læse, var det en bedrift i sig selv at få projektet iværksat.

Damning the Damning

Den administrerende direktør for CVN's førende konsulentfirma Technital undersøger luftfotos af en lagune. © Bob Krist/Corbis

Ethvert projekt så lovende som MOSE er forpligtet til at trække sin del af kritikere. Og da MOSE blev foreslået, tog kritikerne sigte fra alle sider.

Dagligdagens italienere blev straks afskrækket af, at MOSE lignede en kæmpe tilbageslagsordning. Projektet blev foreslået af en gruppe på 50 virksomheder, Consorzio Venezia Nuova (CVN), som også tilfældigvis var de samme ingeniør- og entreprenørvirksomheder, som ønskede at bygge, og dermed tjene mest på et så stort og omkostningsfuldt projekt.

I et land med masser af andre infrastrukturbehov virkede MOSE for mange som en plan affødt af korruption. Disse mistanker blev ikke lindret af det faktum, at nogle nummerknusere fandt, at MOSE var dyrere og kompliceret end nødvendigt, især i betragtning af, at der var lignende billigere systemer andre steder i verden (for eksempel London og Holland), som allerede havde vist sig effektive .

Miljøgrupper tager også problemer med MOSE. De siger, at hæmmende vandbevægelser vil ændre sedimentstrømmen med alle mulige ukendte konsekvenser, inklusive muligheden for, at sandopbygning kan forhindre portene i at åbne eller lukke ordentligt.

Der er også bekymring for, at en hindring af den naturlige indstrømning og udstrømning af vand i lagunen vil forårsage uoprettelig skade på økosystemet. I bund og grund siger disse grupper, at opdæmning af lagunen selv midlertidigt vil øge forureningsniveauet i vandet, hvilket så vil skade plante- og dyrelivet. Påstanden er, at dette især gælder for Venedig, fordi byen dumper meget af sit spildevand direkte i lagunen, og den naturlige ebbe og strøm af tidevand hjælper med at skylle lagunen ud af disse affald.

MOSE-tilhængere afviser, at Venedig for længst er på tide med et moderne vandbehandlingssystem. De siger også, at ved systematisk at lukke blot en eller to af barriererne, kunne lagunens skylleeffekt faktisk forstærkes.

Standsning for tid

Konstruktion ved mundingen af ​​Lido-indløbet i 2010 set fra luften. © GIUSEPPE CACACE/AFP/Getty Images

MOSE-modstandere påpeger, at et projekt af denne størrelse og udgift måske ikke giver et solidt investeringsafkast, i høj grad fordi ingen rigtig ved, hvor hurtigt havniveauet vil stige. Skulle vandstanden stige hurtigere end forventet, kan MOSE være forældet om blot et par årtier.

Der er også det faktum, at der ikke er nogen garantier for, at MOSE vil fungere nøjagtigt som annonceret. Der kan være svagheder i systemet, som ikke vil blive afsløret, før en usædvanlig storm udfordrer byens forsvar.

Kritikere har angrebet MOSE ved at appellere til domstolene for at stoppe projektet. Indtil videre har ingen af ​​disse bestræbelser dog gjort meget for at bremse MOSEs fremskridt. Nu hvor trægheden i byggeriet har taget fat, er det usandsynligt, at det stopper på grund af bureaukratiske eller miljømæssige uenigheder.

Fra midten af ​​2014 bevæger MOSE sig videre. Dets bagmænd er overbeviste om, at systemet vil fungere som lovet. De siger også, at selvom de nuværende videnskabelige skøn er forkerte, og havniveauet stiger hurtigere end venetianerne håber, køber MOSE stadig Italien mindst et århundrede værd for at finde en bedre og mere permanent løsning [kilde:Poggioli].

Når projektet er aktualiseret, vil ingeniør- og byggefirmaer vente med at se, hvor godt deres design og planlægning klarer sig mod Moder Naturs raseri. Og det stadig svindende antal indfødte venetianere vil vente nervøst for at se, om MOSE, deres bys livredder, kan redde dem fra at blive ofre for et ubarmhjertigt, ligegyldigt hav.

Mange flere oplysninger

Forfatterens note:Hvordan Venedigs tidevandsbarriereprojekt fungerer

Det kan virke mærkeligt, at en flok italienere for længe siden besluttede at bygge en lille by midt i en lagune. Men for 1.600 år siden var lokalbefolkningen på flugt fra angribere, der truede deres liv. Så venetianere byggede deres by i havet i håb om, at de enorme mængder vand, der omgiver dem, ville beskytte dem og afskrække angribere. Deres satsning gav pote. Lagunen fungerede som en ekstra bred voldgrav, der effektivt beskyttede dens indbyggere mod en invasion. I dag er det vandet, der er fjenden, og indtil MOSE har stået over for og vendt et voldsomt hav tilbage, vil venetianerne vide, om deres innovationsbeskyttelsesordning vil redde deres elskede by.

Relaterede artikler

  • Hvad hvis Hoover-dæmningen gik i stykker?
  • Hvorfor kan vi ikke fremstille vand?
  • 5 grunde til, at store dæmninger skal gå nu; 5 måder at få det til at ske

Kilder

  • Astaiza, Randy. "Du tror måske, at disse mennesker er vilde med at svømme i Venedigs oversvømmede gader, når du ser, hvordan deres kloaksystem fungerer." Business Insider. 13. november 2012. (6. juni 2013) http://www.businessinsider.com/how-the-venice-sewer-system-works-2012-11?op=1
  • The Economist. "Redning af Venedig." 25. september 2003. (6. juni 2013) http://www.economist.com/node/2084767
  • Euro-nyheder. "En ny bølge i kystbeskyttelse." 28. juli 2010. (6. juni 2013) http://www.euronews.com/2010/07/28/a-new-wave-in-coastal-protection/
  • Jaffe, Eric. "Venedigs usikkerhed." Smithsonian. 1. marts 2007. (6. juni 2013) http://www.smithsonianmag.com/specialsections/ecocenter/oceans/venice.html?c=y&page=1
  • Keahey, John. "Red Venedig fra havet." PBS. 19. november 2002. (6. juni 2013) http://www.pbs.org/wgbh/nova/tech/saving-venice.html
  • McHugh, Josh. "Den forsvundne by Venedig." Kablet. august 2003. (6. juni 2013) http://www.wired.com/wired/archive/11.08/venice.html
  • Milasin, Ljubomir. "Venedig vender sig til flydende barrierer for at bekæmpe oversvømmelser." 1. maj 2011. (6. juni 2013) http://phys.org/news/2011-05-venice-barriers.html
  • Moore, Malcolm. "Venedigs oversvømmelsesbarriere blomstrer ind i koralrevet." 2. apr. 2008. (6. juni 2013) http://www.telegraph.co.uk/earth/earthnews/3338147/Venice-flood-barrier-blossoms-into-coral-reef.html
  • MOSE System Project Site. "MOSE System." (6. juni 2013) http://www.salve.it/uk/soluzioni/acque/f_mose.htm
  • Poggioli, Sylvia. "MOSE-projektet sigter mod at skille Venedig oversvømmelser." NPR. 7. januar 2008. (6. juni 2013) http://www.npr.org/templates/story/story.php?storyId=17855145
  • Popham, Peter. "Venedig:Efter syndfloden." Den uafhængige. 6. juni 2006. (6. juni 2013) http://www.independent.co.uk/news/world/europe/venice-after-the-flood-481203.html
  • Singh, Timon. "Venedig synker fem gange hurtigere end tidligere antaget." Inhabitat. 28. marts 2012. (6. juni 2013) http://inhabitat.com/venice-is-sinking-five-times-faster-than-previously-thought/
  • Squires, Nick. "'Moses-projektet' for at sikre Venedigs fremtid." Telegrafen. 6. december 2008. (6. juni 2013) http://www.telegraph.co.uk/news/worldnews/europe/italy/3629387/Moses-project-to-secure-future-of-Venice.html
  • Stimpson, Jo. "Barriere ved Milestone." Ny Civilingeniør. 10. juli 2010. (6. juni 2013) http://www.nce.co.uk/news/international/barrier-at-milestone/8602531.article
  • Vandteknologi. "MOSE Project, Venedig, Venetiansk lagune, Italien." (6. juni 2013) http://www.water-technology.net/projects/mose-project/



Sidste artikel

Næste artikel

Varme artikler
Sprog: French | Italian | Spanish | Portuguese | Swedish | German | Dutch | Danish | Norway |

Videnskab © https://da.scienceaq.com