Grønning af det grå:Bekæmpelse af oversvømmelser med restaurering kontra riprap

Da orkanen Ida brølede til kysten i Louisiana i sidste måned, et system med oversvømmelsesporte, dæmninger, og pumper holdt stort set vandet ude af New Orleans. Naturlige barrierer som vådområder, øer, og selv østersrev spillede også en rolle ved at fungere som "hastighedsdæmpninger", der dæmpede stormens påvirkning.

Mens både naturlige og menneskeskabte systemer har deres grænser, grå infrastruktur - havmure, brygger, dæmninger - kommer med høje vedligeholdelsesomkostninger, kan øge erosion, eller måske endda utilsigtet tilbageholde vand. Indarbejde grøn infrastruktur - strande, klitter, øer, vådområder - ind i oversvømmelsesbeskyttelsesplaner sammen med grå infrastruktur kan beskytte samfund, reducere vedligeholdelse, og give yderligere sociale og miljømæssige fordele.

"Naturlige barrierer tilbyder en anden forsvarslinje, der kan hjælpe med at beskytte infrastruktur, "sagde Katie Arkema, en jordforsker ved Pacific Northwest National Laboratory (PNNL).

Men hvordan sætter man en pris på værdien af ​​at undgå oversvømmelsesrisiko gennem restaurering af vådområder, eller måler de økonomiske fordele ved øget biodiversitet ved at genoprette et rev? Indtil nu, der har ikke været omfattende, international vejledning om, hvordan man sammenligner omkostninger og fordele ved grå kontra grøn infrastruktur.

For at løse denne udfordring, Arkema var for nylig medforfatter til en 1, 000-siders rapport med retningslinjer for naturlige og naturbaserede funktioner til styring af oversvømmelsesrisici, en international indsats i spidsen for US Army Corps of Engineers.

Havmur eller havgræs - hvilket er billigere? Det kommer an på.

I 2005, efter orkanen Katrina forlod New Orleans under vandet, byen opgraderede sine åer, oversvømmelsesporte og pumpesystem, til en pris på 14,5 mia. Da Ida kom i land præcis 16 år senere, det nye system virkede.

USA har mere end 30, 000 miles af dæmninger, der afværger milliarder af dollars om året. Men de kommer også med en stor pris.

I gennemsnit 60 år gammel, mange dæmninger kræver dyre løbende vedligeholdelser. De giver også en falsk følelse af sikkerhed, som en dæmning vil beskytte mod en alvorlig storms påvirkning, kendt som en "levee -effekt". Og så er der tab af levesteder ved at bygge dem i første omgang.

"Målet er at bruge naturbaserede tilgange, når det er muligt, og vi ønsker ikke at ødelægge vådområder for at bygge flere havvægge. Faktisk, naturlige systemer kan faktisk hjælpe med at beskytte vores grå infrastrukturinvesteringer, "sagde Arkema.

For eksempel, forskning fra Den Mexicanske Golf viser, at grøn infrastruktur kan afværge 40% af kystrisikoen forbundet med klimaændringer, nedsynkning af jord, og kystudvikling. Og hvad angår skader, der undgås ved oversvømmelse, vådområder og lokale dæmninger giver nogenlunde samme mængde beskyttelse. Endnu, restaurering koster omtrent en tiendedel af, hvad en lokal dæmning gør. Plus, fordelene rækker ud over fysisk beskyttelse - vådområder absorberer også atmosfærisk kulstof eller giver plantesteder til unge laks.

Stablet med grå infrastruktur, det er ret gode odds.

"Det kræver stadig ressourcer at genoprette økosystemer. Men der er ikke de samme vedligeholdelsesomkostninger, som traditionel grå infrastruktur ofte kræver, "sagde Arkema." Naturlige systemer giver også fordele, herunder økonomisk værdi, gennem ting som øget fiskeri, ejendomsværdi, turisme, eller rekreation. "

Et tilfælde til at gå grønt

Efter Superstorm slog Sandy ind i New York og ødelagde Staten Island, staten bevilgede $ 60 millioner til Living Breakwaters -projektet for at genoprette østersrev, der engang beskyttede området. Rev dæmper bølgeenergi, samtidig med at de giver levesteder for havlivet.

Fra et økonomisk synspunkt, restaurering af østersrev forhindrer dobbelt skade på storme, koster alligevel fem gange mindre end at hæve boliger - en fælles fremgangsmåde i Golfen og Atlanterhavet. Det tegner ikke engang for fordele, der er svære at sætte et prisskilt på, som biodiversitet eller samfundsmæssigt velvære.

"Folk vil ikke bare beskyttes mod oversvømmelser, de vil også fange fisk, gå på stranden, eller nyd en fantastisk udsigt. Det er fordele, vi muligvis ikke får fra grå infrastruktur, "sagde Arkema.

Eksempler som Living Breakwaters -projektet sker over hele landet:Louisiana alene bruger 1 milliard dollars på restaurering af kystområder.

Afvejning af afvejninger

Der er ikke en one-size-fits-all løsning til beskyttelse mod oversvømmelser, og strategier afhænger af projektomkostninger, hvor hurtigt det er nødvendigt, antallet af personer i fare, og om ting som biodiversitet eller turisme er en prioritet.

"Hvis vi bygger ny infrastruktur for at beskytte samfund mod oversvømmelser, går vi grøn eller bliver vi grå? Eller gør vi en kombination af begge? "Sagde Arkema." Det er de spørgsmål, mange samfund står over for lige nu. "

Vedligeholdelsesomkostninger for grå infrastruktur kan være højere, men afvejningen er, at naturlige systemer ofte har brug for mere tid for at være fuldt funktionsdygtige.

Med 40% af den amerikanske befolkning, der bor i kystområder, og klimaforandringer relaterede ekstreme begivenheder forventes at stige, ingeniører og planlæggere vil fortsat kæmpe med balancen mellem grønt og gråt.