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英国海堤可实时测量洪水风险

2020-02-08 13:03:37来源:

珍妮·布朗希望天气真的很糟糕。她正在查阅潮汐表,观察预报,并为强烈的西风生根,这将在3月21日前后的几天将春季潮汐推向利物浦湾克罗斯比的海堤。

利物浦国家海洋学中心(NOC)的自然海洋学家布朗希望帮助当地官员了解海洋正在破坏海堤的多少,以及他们需要多少来增强防洪能力。

为此,她需要将海浪溅到她的团队将栓入混凝土海堤的设备上。它是一个由管子做成的盒子状的框架,电线之间像绳子上的弦一样缠绕在它们之间。当海水从障碍物的顶部溢出时,电线将测量喷雾的量和速度。

布朗说:“您对风暴的影响没有很好的了解。”“在岸边,我们有海浪测量和潮汐仪,但我们没有的是对陆地上的水的测量。”?/ p>

这样的数据对于确保在海边漫步的人们不会被大浪打倒,以及帮助社区为暴风雨期间的沿海洪水做好准备非常重要。仅在英国,至少有1,500亿英镑(1,970亿美元)的财产和400万人受到沿海洪灾的威胁。沃灵福德的土木工程公司HR沃灵福德的沿海工程师蒂姆·普伦(Tim Pullen)说:“除非他们真的确定情况很危险,否则有人会要求关闭四车道的高速公路。” ,英国。

布朗团队的设备,称为WireWall,自10月份以来已在Crosby的三场特别高潮中收集了数据。3月中旬是他们不得不开始写下自己的结果之前,他们抓住海洋坠入海堤的最后机会。研究人员希望利用这些信息来改进海洋学模型,并可能在其他地方部署WireWalls,以研究诸如大坝安全和红树林作为沿海屏障的有效性等主题。

未来之波

Pullen说,几乎没有关于海水溅入沿海防御的频率的现场数据。在2000年代初期,他曾在肯特郡沿海公园的英吉利海峡下的隧道旁,将大型坦克放在海堤后面。他们捕获了倾斜在墙壁上的水,通过测量每次倾斜后水箱中的水深,科学家们可以进行迄今为止仅有的一些此类现场测量。

但是水箱笨重且部署昂贵,而且它们无法收集有关水流速度的数据。因此,布朗与南安普敦NOC站点的海洋学家玛格丽特·耶兰(Margaret Yelland)联系,后者在开阔的海洋中的浮标上使用了电容线,该电容线可感应与盐水的接触。他们与Pullen及其他人合作,设计并测试了WireWall,然后将其带到Crosby,当地官员计划更换老化的海堤,并寻求有关如何最好地做到这一点的信息。(设计研究的一部分涉及浏览来自一群在Crosby海滩上行走的人的照片,以查看停车场被淹的频率。)

当潮水高涨时,风势强劲,Crosby的海面看起来像是海面崩塌,WireWall团队设立了钻井平台。它约一个人的身高,并有18条电线排列在一个网格中。海水撞击电线时,会产生电接触,从而揭示出有多少电线是湿的。通过测量导线在波浪通过时如何浸湿,研究人员可以计算出水速和水量。

耶兰说:“有很多可爱的大浪来了,”他一直在观察十月,十一月和一月的涨潮时收集的数据。一个出乎意料的因素是,当海浪几乎平行于海堤到达时,水溅到了侧面喷水中,这可能使WireWall很难检测到。

涨潮

最终,研究人员旨在利用这些数据来帮助改进海洋学模型和其他工具,例如由欧洲领导的有关过顶的行业指南EurOtop。布朗已经与官员谈论将WireWall转移到其他地方。一种选择是兰开夏郡的Fylde半岛,那里有三个新的海堤,每个海堤的设计都略有不同,WireWall可以比较晃荡。

布朗说:“我喜欢可以去任何地方。”在澳大利亚,墨尔本大学的生态学家丽贝卡·莫里斯(Rebecca Morris)和贝丝·斯特拉恩(Beth Strain)计划使用WireWall来比较破坏海堤的洪水与对自然沿海防御系统(例如红树林)的洪水。挪威特隆赫姆科技大学的土木工程师Fj贸la Gudr煤n Sigtryggsd贸ttir说,在挪威,研究人员可能会使用WireWall研究跨越水库的风如何将水推到坝顶并使其失稳。 。

随着海平面继续上升,WireWall可能变得更加重要,从而增加了海浪冲破墙壁的风险。在英国,要求海岸规划师在建造新的海防设施时考虑到海平面上升的影响。在克罗斯比,海平面每年上升1.6毫米。

自然567,294-295(2019)