Forskning viser, hvordan parklignende tsunamiforsvar kan give et bæredygtigt alternativ til tårnhøje strandvolde

I tsunamiberedskab, det viser sig, at der kan være styrke i skønhed. Rækker af grønne bakker, der er strategisk arrangeret langs kystlinjer, kan hjælpe med at afværge ødelæggelse fra tsunamier og samtidig bevare havudsigten og adgangen til kysten. For nogle samfund, de kan tilbyde en bedre mulighed end høje strandvolde.

Det er resultaterne af et peer-reviewet papir af et team af forskere, der har forsøgt at kvantificere, hvordan tsunamibølger i forskellige højder interagerer med høje af forskellige størrelser og former arrangeret nær vandkanten. Forskningen blev offentliggjort den 4. maj i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences .

Kæmpe strandvolde er den konventionelle tilgang til at afbøde tsunamirisikoen. Japan, for eksempel, har bygget hundredvis af miles af betonvægge, højere end 40 fod nogle steder, til en pris på mere end 12 milliarder dollars, siden tsunamibølger bragede gennem havvolde og fladede kystsamfund i hele det østlige Japan i marts 2011.

Men strandvolde har en tendens til at være dyre at bygge, hårde for lokal turisme og fiskeindustri, forstyrrende for kystsamfund og miljøødelæggende - og fiaskoer kan være katastrofale, sagde senior studieforfatter Jenny Suckale, en assisterende professor i geofysik ved School of Earth, Energi- og miljøvidenskab (Stanford Earth).

"Hvis muren kollapser, konsekvenserne er livskader, " sagde Suckale, hvis samarbejdspartnere på undersøgelsen omfatter forskere fra Naval Postgraduate School, New Jersey Institute of Technology, MIT og Indonesiens Ministerium for Havanliggender og Fiskeri. Seawalls kan ikke kun skabe en falsk følelse af sikkerhed, der kan modvirke hurtige evakueringer, hun forklarede, de kan også ende med at bryde fra hinanden i murbrokker, som tsunamibølger derefter kaster gennem en by.

"Det er lidt intuitivt, at i det øjeblik du ser det som en trussel, du bygger en mur, " sagde Suckale. Men selvom det er rigtigt, at havvolde kan imødegå nogle tsunamirisici, de faktorer, der gør et sted beboeligt, kan være langt mere komplicerede. "De fleste kystsamfund ønsker at maksimere deres velvære, ikke minimere deres risiko på bekostning af alt andet, " sagde hun. "Vil du virkelig bo bag en kæmpe betonmur, fordi der er en lille chance for, at en stor tsunami vil ramme dig? Lad os lægge flere muligheder på bordet og få en informeret debat."

At have flere muligheder på bordet er især vigtigt på steder, hvor ressourcerne til kystbeskyttelse er knappe, sagde studie medforfatter Abdul Muhari, som leder afdelingen for afbødning af kystkatastrofer i det indonesiske ministerium for havanliggender og fiskeri. "Ved at have analysen i vores papir, Tsunami-udsatte lande har nu et grundlæggende grundlag for at vurdere bakker som en billigere måde at afbøde tsunami-risici, " han sagde.

Kan tilpasses og grøn

Kystskove kan hjælpe med at bremse tsunamiens strømhastigheder i nærliggende byer og landsbyer. Disse og andre naturbaserede løsninger bliver stadig vigtigere i planer for kystrisikostyring, skriver forskerne. Alligevel tager det årtier for træer at vokse robust nok til at give meningsfuld beskyttelse.

Og, ifølge den nye undersøgelse, vegetation har ringe effekt på en indkommende bølges energi. Planter kan stadig spille en vigtig rolle i at bekæmpe erosion, imidlertid, derved hjælper med at bevare formen, højde og afstand af bakker, der gør dem effektive.

En alternativ løsning, der dukker op på kystlinjer i tsunami-udsatte lande rundt om i verden, søger at kombinere det bedste fra begge verdener:tilpasningen og umiddelbarheden af ​​en konstrueret barriere og kystadgangen og den økologiske funktion af en mere porøs grøn zone.

Indtil nu, design til disse projekter, kendt som tsunami-reduktionsparker, er blevet informeret mere om æstetik end videnskab. "Lige nu, vores design er ikke strategisk nok, "Suckale sagde. "Dette papir er et udgangspunkt for at forstå, hvordan man designer disse parker for at opnå maksimal risikobegrænsende fordele fra dem."

Design betyder noget

Ved numerisk at modellere, hvad der sker med en tsunamibølge, når den slår ind i en enkelt række af bakker, forskerne viser, at høje kan reflektere og dæmpe en tsunamibølges ødelæggende kraft omtrent lige så godt som en typisk havvoldsdåse. Og i tilfælde af en kæmpe, en ud af tusinde år slags tsunami, de vil ikke fejle værre end selv de mest imponerende vægge. Som resultat, undersøgelsen finder, der er lidt ekstra værdi at hente ved at kombinere vægge og bakker - en almindelig tilgang i designs fra Constitución, Chile til Morino, Japan.

"Disse bakker afspejler en overraskende mængde bølgeenergi for små og mellemliggende tsunamier, " sagde Suckale. Tilpasning af bakkernes form baseret på formen på kystlinjen, den retning, tsunamier sandsynligvis vil nærme sig fra, og andre stedspecifikke faktorer kan hjælpe med at maksimere mængden af ​​energi, der reflekteres tilbage. Dette er nøglen, Suckale sagde, fordi "energi er virkelig din hovedfjende."

Det er fordi, hvis en tsunami oversvømmer et område med fuld gas med blot en fod vand, Suckale sagde, det vil efterlade få overlevende. "Det smækker bare alt. Du kan ikke blive på benene, og når du først falder, det er meget farligt. Det kaster biler mod bygninger. Du bliver let væltet af ting, der bæres i vandet."

Undersøgelsen peger også på behovet for, at boliger og infrastruktur sættes tilbage bag en bred bufferzone, fordi bakker kan fremskynde strømme og øge skaderne i området umiddelbart omkring parken. For at undgå denne utilsigtede konsekvens, forskerne foreslår at overveje design med flere forskudte rækker af bakker, der er større mod kysten og mindre inde i landet.

"Vores undersøgelse viser, at design betyder noget. Der er en forkert og en rigtig afstand; der er en forkert og en rigtig form, " sagde Suckale. "Du bør ikke bruge æstetiske kriterier til at designe dette."