Seks regler for genopbygning af infrastruktur i en æra med hidtil usete vejrbegivenheder

Inden orkanen Harvey gik i land den 25. august, der var næppe tvivl om, at dens virkning ville være ødelæggende og vidtrækkende.

Desværre, Harvey leverede og derefter nogle med tidlige skøn over skaden på over 190 milliarder USD, hvilket ville gøre det til den dyreste storm i amerikansk historie. Regnen, der blev dumpet over Houston-området af Harvey, er blevet kaldt "hidtil uset, " at få ingeniør- og flodslettedesignstandarder til at se forældede ud i bedste fald og i værste fald uansvarlige.

Men at afvise dette som en enestående begivenhed ville være en fejltagelse. Med flere meget kraftige storme, der dannes i Atlanterhavet i denne orkansæson, vi burde vide bedre. Vi skal lytte til dem, der fortæller en mere kompliceret historie, en, der involverer årtiers arealanvendelsesplanlægning og dårligt bydesign, der har genereret uigennemtrængelige overflader i et fantastisk tempo.

Mens Houston-regionen retter sin opmærksomhed mod genopbygning, og andre byer overvejer at øge indsatsen for at gøre deres infrastruktur mere modstandsdygtig, det er denne historie, der kan give værdifulde lektioner for politiske beslutningstagere, planlæggere, ingeniører, udviklere og offentligheden. Disse lektioner er desto vigtigere på baggrund af en Trump -administration, der har fjernet kravene til infrastrukturprojekter til at overveje klimapåvirkninger og kan forsøge at tilbyde en infrastrukturinvesteringspakke.

Vi trækker fra vores forskning som samfundsforsker og ingeniør og fra vores erfaring med at lede Urban Resilience to Extreme Weather Events Sustainability Research Network (finansieret af U.S. National Science Foundation). Her er seks regler for investering i infrastruktur til det 21. århundrede, der anerkender behovet for at gentænke, hvordan vi designer og driver vores infrastruktur.

Hvis vi designer med teknologierne, behov og klimaforhold i det 20. århundrede, vi vil ikke længere tjene samfundet og de farer, vi vil støde på nu og i fremtiden.

Et stærkt fundament

Proaktiv vedligeholdelse først . I 2017 Amerikansk infrastruktur fik en D+ af American Society for Civil Engineering Infrastructure Report Card. Regningen om at reparere alle de forringede veje, broer og dæmninger vil svare til $210 milliarder i 2020, og 520 milliarder dollars i 2040. F.eks. US Army Corps of Engineers anslår, at der er 15, 460 dæmninger i USA med "høje" farevurderinger.

Endnu, når vores byer og stater bruger på infrastruktur, det er for ofte på nye infrastrukturprojekter. Og ny infrastruktur har en tendens til at efterligne modellerne, designs og standarder, som vi har brugt i årtier – f.eks. mere motorvejskapacitet eller nye rørledninger.

I mellemtiden ressourcer til langsigtet vedligeholdelse mangler ofte, resulteret i et kapløb om at skrabe finansiering sammen for at holde systemerne kørende. Hvis vi vil være seriøse med at undgå katastrofer i en verden i hastig forandring, vi skal gøre alvor af vedligeholdelsen af ​​eksisterende infrastruktur.

Invester i og redesign institutioner, ikke kun infrastruktur . Ved analyse af nedbrud i infrastruktur, det er fristende at skyde skylden på det tekniske design. Alligevel er designparametre fastsat af institutioner og formet af politik, finansiering og politiske mål.

Så fejl i infrastruktur er ikke kun tekniske fejl; de er også institutionelle. De er fejl i "vidensystemer, "eller evnen til at generere, formidle og udnytte viden inden for og på tværs af institutioner.

For eksempel, dækkesvigt under orkanen Katrina tolkes ofte som tekniske fejl. De var, men vi vidste også, at digerne ville svigte i en storm så kraftig som Katrina. Og så var digefejlene også svigt i institutionel udformning - informationen om digernes svaghed blev ikke udnyttet til dels, fordi orkanbeskyttelsessystemet var dårligt finansieret og manglede den nødvendige institutionelle og politiske magt til at tvinge til handling.

I kølvandet på Harvey, grundlæggende design- og flodsletteudviklingsparametre, som 100-årsfloden, anerkendes som grundlæggende fejlbehæftede. Vores evne til at designe mere robust infrastruktur vil afhænge af vores evne til at designe mere effektive institutioner til at håndtere disse komplekse problemer, lære af fejl og tilpasse sig.

Modstandsdygtighed og usikkerhed

Design til klimaændringer . Når det kommer til infrastrukturens evne til at håndtere mere ekstreme begivenheder, der forventes at komme med klimaændringer, det primære problem er ikke dårlig konstruktion eller defekte tekniske design. I stedet, det er, at infrastruktur typisk er dimensioneret baseret på intensiteten og hyppigheden af ​​historiske begivenheder. Alligevel er disse historiske forhold nu rutinemæssigt overskredet:siden 1979, Alene Houston har oplevet tre 500-årige storme.

Klimaændringer vil gøre forberedelserne til fremtidige storme meget sværere. Disse begivenheder er ikke kun forbundet med nedbør og oversvømmelser inde i landet, men inkluderer mere ekstrem varme, kold, tørke, skovbrande, kystnære oversvømmelser og vind. Bygninger, veje, vandnetværk og anden infrastruktur sidste årtier og design til historiske begivenheder kan resultere i hyppigere fejl, efterhånden som begivenheder bliver hyppigere eller mere intense med klimaændringer. Infrastrukturdesignere og -forvaltere skal skifte fra risikobaseret til modstandsbaseret tænkning, så vores systemer bedre kan modstå og hoppe tilbage fra disse ekstreme begivenheder.

Administrer infrastruktur som sammenkoblet og indbyrdes afhængig . I sit essay fra 1987, "Atchafalaya, "forfatter John McPhee undersøger bestræbelser fra US Army Corps of Engineers for at kontrollere Atchafalaya og Mississippi -flodsystemerne. Han viste glimrende, at frem for at bringe forudsigelighed til et komplekst og snoede flodsystem, det gamle flodkontrolsystem skabte uforudsigelighed. "Det er en blanding af hydrologiske begivenheder og menneskelige begivenheder... Dette er planlagt kaos... Ingen ved, hvor det ender."

Mens forvaltningen af ​​oversvømmelser har gjort fremskridt siden da, virkningen af ​​udvikling og infrastrukturdesign er stadig ofte overvejet på stykvis basis. Som Montgomery County-ingeniør Mark Mooney bemærkede i en nylig artikel i Houston Chronicle, "Jeg kan vise dig på ethvert individuelt projekt, hvordan afstrømningen er blevet dæmpet ordentligt. Når det er sagt, når du ser stigningen i uigennemtrængelige overflader, som vi har, det er tydeligt, hvordan vandet bevæger sig gennem vores amt har ændret sig. Det hele er en del af et massivt puslespil, som alle forsøger at løse."

Infrastrukturplanlægning og -design skal overveje arven fra tidligere beslutninger, og hvordan risici opbygges over tid som økologiske, teknologiske og menneskelige systemer interagerer på stadig mere usikre og komplekse måder.

Infrastruktur og egenkapital

Opret fleksibel infrastruktur . I betragtning af, at vores infrastrukturer er centraliserede og opfylder krav, der ikke ændrer sig hurtigt (vi bruger vand og elektricitet meget på den måde, vi gjorde i det sidste århundrede), de har tendens til at være ufleksible. Alligevel har vi brug for, at vores bysystemer og den infrastruktur, der understøtter dem, er modstandsdygtige. Og fleksibilitet er en nødvendig forudsætning for robusthed.

Nuværende designs favoriserer robusthed og redundans. Disse infrastrukturer har tendens til at være svære at ændre, og de administrerende institutioner er ofte strukturerede og begrænset på måder, der skaber barrierer for fleksibilitet. Overvej forskellen i fleksibilitet mellem fastnettelefoner og mobiltelefoner, i forhold til både brug og ændring af hardwaren. Tilsvarende nye strategier er nødvendige for at indarbejde fleksibilitet i vores infrastruktur. I tilfælde af orkaner, vejbaner med smart signalering og betjeningselementer, der dynamisk justerer stoplys og bakkerbaner for at tillade køretøjer at evakuere hurtigt, ville være af betydelig værdi.

Design infrastruktur for alle . Store katastrofer fremhæver næsten altid systemiske sociale uligheder i vores lokalsamfund, som vi så i hedebølgen i Chicago i 1995, Orkanen Katrina og nu orkanen Harvey.

Men mens byer genopbygges og andre byer ser på for at få lektioner, vi omgås konsekvent den historiske arv, offentlige politikker og politisk-økonomiske strukturer, der fortsat udgør lavindkomst- og minoritetsbefolkninger, såsom hjemløse, mere sårbare over for ekstreme vejrhændelser. For at dette skal ændre sig, infrastruktur skal designes med de mest sårbare i tankerne først.

Alt for ofte bliver de tjenester, der leveres af klimaresistent infrastruktur først bygget til de samfund, der har den økonomiske og politiske magt til at efterspørge dem, resulterer i, hvad nogle har kaldt økologisk gentrificering. Politikere og planlæggere skal engagere forskellige lokalsamfund og sikre, at infrastrukturtjenester er designet til alle – og lokalsamfund skal efterspørge det.

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation. Læs den originale artikel.