Flood Barriers, Hurricane Barriers, dan Storm Surge

Di zaman pemanasan global dan cuaca ekstrem, risiko tinggal di dekat air tidak pernah lebih besar. Perlindungan lonjakan badai dan penghalang badai telah menjadi solusi bagi beberapa komunitas, tetapi berapa biayanya? Bisakah seniman dan arsitek membuat teknik lebih indah? Meneliti pertanyaan dan mengeksplorasi solusi akan membantu kita memahami tantangan dunia nyata seputar dampak perubahan iklim global.

Antara 2008 dan 2013, Corp Insinyur Angkatan Darat AS - kelompok yang sama yang bertanggung jawab atas sistem tanggul yang tidak memadai di New Orleans - menyelesaikan penghalang badai dengan lebar hampir dua mil melintasi campuran saluran air sekitar 12 mil sebelah timur pusat kota New Orleans. Disebut sebagai Inner Harbor Navigation Canal, Danau Borgne Surge Barrier, penghalang badai beton dan baja bekerja bersama-sama dengan sistem tanggul. Penghalang adalah garis pertahanan pertama dengan mengurangi gelombang badai yang terkait dengan badai.

Badai adalah a pusat tekanan rendah. Di atas tanah, pusat bertekanan rendah tidak cukup kuat untuk menggerakkan bumi. Namun, pusat bertekanan rendah yang berada di atas air sebenarnya dapat mendorong dan memindahkan air. Angin kekuatan badai menghembuskan air tidak hanya menciptakan gelombang, tetapi juga menciptakan kubah atau gelombang air yang tinggi. Seiring dengan gelombang pasang normal, gelombang badai dapat menciptakan gelombang badai ekstrem selain gelombang yang diterbangkan angin badai hebat. Penghalang badai memberikan perlindungan terhadap gelombang badai yang diantisipasi.

Gelombang badai BUKAN tsunami atau gelombang pasang, tetapi serupa. Gelombang badai adalah kenaikan permukaan laut yang tidak normal, biasanya disebabkan oleh cuaca ekstrem. Gelombang super-tinggi juga memiliki gelombang, tetapi gelombangnya tidak setinggi tsunami. Tsunami secara harfiah adalah "gelombang pelabuhan" yang disebabkan oleh gangguan bawah tanah, seperti gempa bumi. Banjir ekstrem adalah hasil dari kedua peristiwa tersebut.

Ketika kita melihat a peta tempat tinggal orang, tidak sulit membayangkan betapa rapuhnya kehidupan dan harta benda terhadap cuaca buruk. Meskipun membangun bangunan tahan tsunami di sepanjang garis pantai adalah pilihan, gelombang badai yang naik bisa tanpa henti. Pusat Topan Nasional A.S. telah menyediakan a Contoh animasi flash Surge Storm (Diperlukan plug-in Flash). Dalam animasi ini, gelombang badai bersama dengan gelombang berdebar tidak cocok dengan penghalang kecil yang melindungi struktur.

Di Rhode Island, lonjakan besar badai Badai Sandy 2012 diblokir oleh 1966 rekayasa. Teknologi hambatan badai adalah investasi untuk wilayah mana pun, tetapi lihat cara kerjanya.

Badai Fox Point berada di East Providence, Rhode Island, yang terletak di seberang Sungai Providence, yang mengalir ke Teluk Narragansett. Panjangnya 3.000 kaki dan tinggi 25 kaki. Itu dibangun antara 1960 dan 1966 untuk melindungi kota dari gelombang badai 20 kaki di atas permukaan laut.

Sistem ini terdiri dari tiga gerbang Tainter, lima pompa untuk air sungai, dan dua batu dan tanah setinggi 10 hingga 15 kaki. tanggul atau tanggul di sepanjang tepi sungai. Dengan biaya $ 16 juta (dolar 1960), pemerintah negara bagian dan lokal hanya membayar 30 persen dari biaya sementara pemerintah federal mensubsidi sebagian besar biaya sistem penghalang badai.

Tiga gerbang Tainter, juga disebut gerbang radial, dapat menutup untuk menyediakan penghalang setinggi setengah mil, setinggi 25 kaki antara Kota Providence dan perairan dari Teluk Narragansett. Air yang mengalir di Sungai Providence ke laut dipompa keluar saat ia membangun di belakang gerbang yang tertutup. Stasiun pompa, 213 kaki panjang dan lebar 91 kaki, dibangun dari beton bertulang dan batu bata. Lima pompa memiliki kapasitas memompa 3.150.000 galon air sungai per menit ke Teluk Narragansett.

Setiap gerbang Tainter berukuran 40 kaki persegi dan berat 53 ton. Dirancang untuk melengkung ke arah luar menuju Teluk untuk memecah dampak gelombang, gerbang diturunkan ke tempatnya oleh motor listrik dan gravitasi 1,5 kaki per menit. Dibutuhkan sekitar 30 menit untuk menurunkannya tetapi sekitar dua jam untuk mengangkat gerbang dari posisi tertutup, saat gravitasi bekerja melawan mereka. Jika perlu, gerbang dapat diturunkan dan dinaikkan secara manual.

Desain penghalang badai tergantung pada kondisi. Stasiun pompa di Fox Point adalah elemen penting untuk melindungi Kota Providence. Tanpa memompa air sungai ketika sungai "dibendung" oleh gerbang, sebuah reservoir akan membentuk dan membanjiri kota - persis apa yang coba dihindari oleh Providence.

Gerbang Tainter ditemukan pada abad ke-19 oleh insinyur Amerika dan penduduk asli Wisconsin, Jeremiah Burnham Tainter. Gerbang melengkung melekat pada satu atau lebih potongan rangka segitiga seperti truss. Ujung lebar kerangka segitiga melekat pada gerbang melengkung, dan titik puncak rangka berputar untuk memindahkan gerbang.

Gerbang Tainter juga dikenal sebagai gerbang radial. Gravitasi dan tekanan air sebenarnya membantu memindahkan gerbang ke atas dan ke bawah diilustrasikan oleh Arif Setya Budi dan juga di animasi disediakan oleh Dunn County Historical Society di Wisconsin.

Gerbang Tainter juga digunakan di bendungan, jadi apakah penghalang badai juga bendungan? Iya dan tidak. Bendungan tentu saja merupakan penghalang air, tetapi bendungan dan waduk umumnya tidak dibangun untuk penggunaan darurat saja. Satu-satunya tujuan dari penghalang badai adalah untuk perlindungan dari gelombang badai atau gelombang badai. City of Providence telah menetapkan dua fungsi utama untuk Fox Point:

1. "untuk memperlambat gelombang tinggi dari potensi badai di Narragansett Bay"
2. "untuk menjaga aliran sungai agar ketinggian air tidak terlalu tinggi di belakang penghalang"

Seperti halnya proyek konstruksi, kebutuhan harus diakui dan pendanaan harus direalisasikan sebelum arsitektur dan konstruksi dapat dimulai. Sebelum Fox Point, Kota Providence diancam setiap tahun. Pada bulan September 1938, the Badai Inggris Baru menyebabkan kerusakan properti $ 200 juta dan 250 kematian dengan hanya 3,1 inci hujan. Pada bulan Agustus 1954, Badai Carol menyebabkan kerusakan properti $ 41 juta dengan air pasang pada saat air pasang, 13 kaki di atas normal. Undang-Undang Pengendalian Banjir 1958 mengesahkan konstruksi penghalang di Fox Point. Korps Teknisi Angkatan Darat A.S. (USACE) mengambil kendali pada Februari 2010, menyelamatkan Kota Providence ratusan ribu dolar setiap tahun. Kota mempertahankan sistem tanggul dan tanggul.

Gerbang pengangkat vertikal mirip dengan gerbang Tainter yang memunculkan dan menurunkan untuk mengontrol aliran air. Sementara gerbang Tainter melengkung, namun, gerbang angkat vertikal tidak.

Gerbang yang ditunjukkan di sini, gerbang Bayou Bienvenue, adalah bagian dari proyek besar-besaran $ 14,45 miliar di New Orleans - the Inner Harbor Navigation Canal - Danau Borgne Surge Barrier, juga disebut Tembok Besar Australia Louisiana. Tembok penghalang beton yang dibangun oleh Korps Insinyur Angkatan Darat A.S. ini memiliki panjang hampir dua mil dan tinggi 26 kaki.

Banjir dan badai tidak hanya terjadi di Amerika Serikat atau Amerika Utara. Di seluruh dunia para insinyur telah menemukan cara untuk mengendalikan banjir. Dalam era cuaca ekstrem, jenis pemecahan masalah ini adalah bidang studi teknik yang berkembang pesat.

Mengapa daerah perkotaan besar seperti New York City tidak memiliki perlindungan badai? Pada 2012, the gelombang badai dari Badai Sandy membanjiri jalan-jalan, kereta bawah tanah, dan infrastruktur dari kota terbesar di Amerika. Sejak itu, kelompok kerja telah mempelajari kelayakan dari penghalang banjir di Pelabuhan New York. Namun demikian, negara-negara industri lain di seluruh dunia telah memilikinya solusi teknologi tinggi untuk pengendalian banjir selama bertahun-tahun.

Manusia memiliki hubungan benci cinta dengan air - senyawa alam yang melimpah diperlukan untuk kehidupan tetapi banyak orang meninggal karena peristiwa yang berkaitan dengan air. Sepuluh orang tenggelam tanpa disengaja setiap hari. Kecelakaan mobil akibat banjir bandang dan cuaca ekstrem tidak dapat diprediksi. Atau apakah mereka?

Tampaknya siapa pun dapat menghentikan kenaikan air. Pencarian Google cepat untuk "tembok pembatas banjir" menemukan serangkaian produk dari Home Depot, Ace Hardware, Amazon, dan perusahaan komersial yang lebih besar.

Belum lama ini bahwa masyarakat menggunakan sirene untuk memperingatkan bahaya terkait cuaca. Beberapa komunitas saat ini terus menggunakan pendekatan sederhana ini untuk banjir. Dengan perpaduan kamera yang terlokalisasi (sering menggunakan drone), perangkat lunak pemetaan, dan aplikasi peringatan bencana, perusahaan seperti Teknologi Penonton berkantor pusat di Austin, Texas menawarkan "kesadaran situasional terpencil" kepada masyarakat - yang bisa dikatakan mereka memperingatkan Anda tentang jalan banjir dan situasi berbahaya sebelum awak darurat bahkan bisa mendapatkannya sana. Aplikasi bencana dianggap solusi teknologi tinggi di Amerika Serikat, tetapi bukankah badai topan akan lebih membantu?

• Badan Manajemen Darurat, Kota Providence, 5 November 2012
• Fakta Fox Bar Hurricane Barrier, City of Providence di www.providenceri.com/efile/705
• Perbarui Laporan untuk Rhode Island, Korps Insinyur Angkatan Darat A.S., New England District, 31 Juli 2012 di www.nae.usace.army.mil/news/Reports/ri.pdf
• Korps Insinyur Angkatan Darat A.S. IHNC - BARRIER SURGE BARORER DANAU BORGNE, Diperbarui Juni 2013, http://www.mvn.usace.army.mil/Portals/56/docs/PAO/FactSheets/IHNC-LakeBorgneSurgeBarrier.pdf
• Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit. "Tenggelam Tidak Disengaja: Dapatkan Fakta." 28 April 2016, https://www.cdc.gov/homeandrecreationalsafety/water-safety/waterinjuries-factsheet.html