俄羅斯防洪堤是紐約市的典範

這條24公里長的堤壩已經使聖彼得堡免受了一場猛烈的冬季風暴的侵襲

自從颶風桑迪在2012年10月29日引發3.3米的海浪淹沒了紐約市的部分地區以來,科學家和工程師們一直在爭先恐後地制定一項保護該市免受未來風暴侵襲的計劃。隨著2013年颶風季節的到來,兩份報告將在本週內出爐。其中一份報告,將在本週釋出,來自紐約市重建和復原特別倡議,該倡議由市長邁克爾·布隆伯格建立,旨在研究該市應如何加強自身以應對氣候變化。另一項研究,預計在本月釋出,來自紐約市氣候變化小組(NPCC),由大學研究人員領導,他們在2009年釋出了一長串建議,這些建議主要防禦海平面上升,而不是風暴潮。

任何阻止風暴潮計劃中最具爭議且可以說最重要的部分是在紐約灣建造一個巨大的屏障。領先的設計,被稱為外港門戶,來自豪爾科,一家總部位於曼哈頓下城的國際工程公司(見下圖)。這條八公里長的牆將連線新澤西州的桑迪胡克和紐約的洛克威,將整個紐約市與大海隔開。該屏障將有三個巨大的閘門,通常是開啟的,以便讓船隻透過,以及牆內另外11個較小的“水閘”閘門,這些閘門也將保持開啟,以允許海水和淡水的混合,這對保持海灣的活力至關重要。當風暴潮來臨時,所有閘門都會關閉。


擬議的外港門戶屏障的藝術家概念圖,該屏障將保護紐約市免受風暴潮侵襲。由豪爾科提供,來自 GoogleEarth


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據豪爾科稱,該屏障可能耗資65億美元。該結構聽起來可能很極端,但工程師們在2010年完成了一個非常相似但鮮為人知的屏障。它位於俄羅斯聖彼得堡,長度是它的三倍。在2012年,它抵擋了一場冬季風暴,該風暴在芬蘭灣最內部的部分,即涅瓦灣,產生了有記錄以來第四高的洪水,該城市就位於該灣上。

豪爾科監督了聖彼得堡屏障後半部分的建設,其工程師表示,這是一個紐約市的典範。兩個地方的水深、海底和相鄰的陸地岬角都很相似,潛在的風暴潮高度也很相似。聖彼得堡的屏障是分段設計的,實際上可以以不同的順序拼接在一起,以適應紐約的跨度。“這幾乎就像‘即插即用’,”蘇格蘭豪爾科的土木工程師兼主管格雷姆·福賽思說。“你可以把聖彼得堡拆開,然後插入你想要的部分,為紐約建立一個新的配置。”

即使是兩個屏障的戰略定位也將是相同的。關閉這樣一堵牆的主要風險是,強降雨和大型溢流河流可能會像浴缸一樣從牆後方填滿海灣,也會造成嚴重的洪水。但涅瓦灣“足夠大,可以容納強降雨和河流流量,紐約灣也是如此,”豪爾科的工程師兼副總裁喬納森·戈爾德斯蒂克說。

建造屏障是一回事,讓它在真正的風暴中發揮作用是另一回事。2011年12月26日,在聖彼得堡屏障完工一年多後,一場強烈的冬季風暴中的強風將一道水牆灌入了涅瓦灣。工程師們關閉了所有航道和水閘12個小時。“那時我們瞭解到屏障確實有效,”福賽思說。工程師們還在冬季的測試中成功地關閉和打開了閘門,當時靠在結構上的水被半米厚的冰覆蓋著。

格雷姆和戈爾德斯蒂克希望這兩個系統在一個方面不會相似。聖彼得堡的設計在架子上放了幾十年,在最初的建設階段之後,該專案被擱置多年,然後才被重新啟動並完成。戈爾德斯蒂克說,如果紐約市想建造外港門戶,工程研究、設計和施工都可以在八到十年內完成。然而,他指出,“我從未見過聯邦政府或地方監管機構的行動速度快到足以讓這種時間安排發生。”他補充說,關於屏障如何影響水流,從而影響海灣生物的環境研究可能需要十年左右的時間,而籌集資金也可能需要十年左右的時間。批評者也可能反對該計劃,稱這筆錢可以更好地用於對該市各種結構進行防洪處理,以應對海平面上升和較小的風暴,他們認為這些在未來比另一場超級風暴潮更有可能發生。

為了充分保護紐約,需要在該市東北部,穿過長島海峽建造第二個較小的屏障。(豪爾科尚未提出該地點的設計。)豪爾科以外的專家表示,這兩個屏障加在一起,考慮到如此長一段時間內的通貨膨脹,可能耗資100億至200億美元。

門戶設計可以在屏障頂部包括一條六車道高速公路(如聖彼得堡),這將連線新澤西州中部與該市的皇后區和長島,這對通勤者和遊客來說都是一個潛在的好處。如果這條道路獲得批准,戈爾德斯蒂克指出,該專案的部分成本可以用聯邦公路資金或來自投資者的資金來支付,如果高速公路是收費公路的話。

Mark Fischetti has been a senior editor at 大眾科學 for 17 years and has covered sustainability issues, including climate, weather, environment, energy, food, water, biodiversity, population, and more. He assigns and edits feature articles, commentaries and news by journalists and scientists and also writes in those formats. He edits History, the magazine's department looking at science advances throughout time. He was founding managing editor of two spinoff magazines: 大眾科學 Mind and 大眾科學 Earth 3.0. His 2001 freelance article for the magazine, "Drowning New Orleans," predicted the widespread disaster that a storm like Hurricane Katrina would impose on the city. His video What Happens to Your Body after You Die?, has more than 12 million views on YouTube. Fischetti has written freelance articles for the New York Times, Sports Illustrated, Smithsonian, Technology Review, Fast Company, and many others. He co-authored the book Weaving the Web with Tim Berners-Lee, inventor of the World Wide Web, which tells the real story of how the Web was created. He also co-authored The New Killer Diseases with microbiologist Elinor Levy. Fischetti is a former managing editor of IEEE Spectrum Magazine and of Family Business Magazine. He has a physics degree and has twice served as the Attaway Fellow in Civic Culture at Centenary College of Louisiana, which awarded him an honorary doctorate. In 2021 he received the American Geophysical Union's Robert C. Cowen Award for Sustained Achievement in Science Journalism, which celebrates a career of outstanding reporting on the Earth and space sciences. He has appeared on NBC's Meet the Press, CNN, the History Channel, NPR News and many news radio stations. Follow Fischetti on X (formerly Twitter) @markfischetti

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