ما الذي يجعل حواجز الفيضانات سريعة التركيب مثالية للمشاريع الساحلية؟

النشر السريع والتركيب السهل في البيئات الساحلية الحساسة للوقت

تحدي موسم العواصف: لماذا يهم السرعة في التخفيف من آثار الفيضانات الساحلية

الوقت هو كل شيء للمهندسين المتخصصين في المناطق الساحلية عند إعداد حماية من الفيضانات قبل وصول العواصف. وفقًا لتقرير FEMA الأخير الصادر عام 2023، تحدث نحو ثلاثة أرباع الأضرار الناتجة عن الفيضانات خلال اليومين الأولين فقط من بدء ارتفاع المياه. وهذا يعني أن أي تأخير بسيط في تركيب هذه الحواجز قد يضاعف تكلفة إصلاح المباني لاحقًا إلى ثلاثة أضعاف. ويصبح الإعداد السريع أمرًا ضروريًا للغاية أيضًا على طول الممرات المائية، حيث تتميز هذه المناطق بأنماط مد وجزر معقدة غالبًا ما تمنح العمال أقل من يوم كامل للتحضير. وعندما تحدث مدود الملك (king tides)، فإن مستويات المياه لا تتوقف عن الارتفاع بشكل أسرع مما يمكن لأغلب الدفاعات التقليدية التعامل معه. ويتصاعد الضغط على فرق الهندسة مع كل دقيقة تمر بينما يسابقون الزمن الطبيعي.

كيف تُلغي الحواجز الذاتية التثبيت، التي تنشط بالماء، الحاجة إلى المعدات الثقيلة

تعمل حواجز الفيضانات التي تستقر تلقائيًا بشكل يختلف عن التوقعات الشائعة لدى معظم الناس. فبدلًا من الاعتماد على رافعات كبيرة أو نقاط تثبيت، فإن هذه الأنظمة تعتمد في الواقع على قوة الماء نفسه. بمجرد ملامسة المياه للجزء السفلي من الحاجز، تبدأ أختام خاصة داخلية بالتوسع نحو الخارج. وهذا يُنشئ ما يُعرف بتأثير القفل الهيدروليكي، الذي يجعل البنية برمتها أكثر استقرارًا حتى مع تفاقم الفيضانات. والميزة الرائعة في هذا التصميم هي أنه يقلل من عدد من المشكلات دفعة واحدة. فلا حاجة للحفر في الأرض لوضع الأساسات، ولا آلات ثقيلة تُحدث فوضى في المناطق الساحلية الحساسة، وبالتأكيد لا يوجد انتظار لأيام لإتمام التركيب. وفقًا لبحث نُشر العام الماضي في مجلة الهندسة الساحلية، تمكن العمال من تركيب حاجز بطول 300 قدم في أقل من ساعة وبمشاركة أربعة أشخاص فقط. وهذا يتفوق بوضوح على الأساليب التقليدية التي تستغرق عادةً أكثر من ثماني ساعات لإكمالها.

دراسة حالة: حواجز الفيضانات سريعة التركيب في ميناء جنتوفتي/سكوفشوبد أثناء أعمال الدك

أثناء تعزيز حاجز الأمواج في ميناء سكوفشوبد عام 2023، هددت المدود الربيعية المرتفعة المعدات الإنشائية المغمورة. استجابةً لذلك، قام المهندسون بنشر حواجز فيضانات متداخلة على طول تضاريس قاع البحر غير المنتظمة خلال 2.5 ساعة من تلقي تحذيرات العاصفة. وقد نجح النظام في:

• الالتفاف حول وحدات الحفر العاملة
• الصمود أمام ارتفاعات المد لمدة 14 ساعة
• تم لاحقًا فكّه وإعادة استخدامه في ثلاث مراحل إضافية من المشروع

على الرغم من أمواج تتراوح ارتفاعاتها بين 2.1 متر، لم يشهد الميناء أي توقف، مما وفّر ما يُقدّر بـ 740,000 دولار أمريكي من التأخيرات المحتملة (بونيمون 2023).

تصميم وحداتي وقابل لإعادة الاستخدام للتكيف مع التضاريس الساحلية المعقدة

مُواجهة التحدي الناتج عن الشواطئ غير المنتظمة وتخطيط الموانئ

تأتي المناطق الساحلية مع كل أنواع التغيرات المعقدة في التضاريس - مثل المنحنيات على طول الشاطئ، والصخور الحادة البارزة من الماء، والمنشآت المرسى المعقدة. وهنا بالضبط تبرز فعالية الحواجز المعيارية ضد الفيضانات. تتكون هذه الأنظمة من أجزاء يمكن تركيبها بطرق مختلفة، بحيث تناسب الأشكال غير المنتظمة دون الحاجة إلى قطع مخصصة باهظة التكلفة لكل حالة. أماكن بوابات المرسى أو المناطق التي تلتقي فيها الأنهار بالبحر؟ لا مشكلة. فالطريقة التي تتصل بها هذه المكونات تحول دون تسرب المياه، وبما أنه يمكن إعادة استخدامها مرارًا وتكرارًا، يمكن للمقاولين نقلها من مكان لآخر ومن موسم لآخر حسب متطلبات المشروع للحماية. إن المرونة مهمة جدًا بالقرب من الساحل لأن الهياكل الثابتة التقليدية غالبًا ما تفشل عند التعرض للتلف المستمر من الأمواج أو التغيرات في حركة المياه مع مرور الوقت.

مواد متينة: ألمنيوم مقاوم للتآكل البحري وفولاذ مقاوم للصدأ لإعادة الاستخدام على المدى الطويل

يتطلب التعرض لمياه البحر مواد مقاومة للتآكل والإجهاد الميكانيكي. توفر الألومنيوم من الدرجة البحرية نسبة عالية من القوة إلى الوزن، وتحارب تآكل الحفر والتحلل الغلفاني، في حين تضمن مكونات الفولاذ المقاوم للتآكل مع طلاءات واقية موثوقية تثبيت طويلة الأمد. معًا، توفر هذه المواد:

• عمر افتراضي ممتد : تظل الحواجز وظيفية لأكثر من 15 عامًا، حتى في البيئات شديدة الملوحة
• الحفاظ على الحفاظ على الحرارة : تقلل الطلاءات الواقية من الصدأ وتخفض تكاليف الصيانة
• الاستدامة : تقلل الأنظمة القابلة لإعادة الاستخدام من نفايات البناء بنسبة تصل إلى 70٪ مقارنة بالبدائل ذات الاستخدام الواحد

يدعم هذا التركيب المادي عمليات النشر المتكررة خلال مواسم العواصف، وينسجم مع مبادئ الاقتصاد الدائري في تخطيط مرونة السواحل.

أداء مثبت ضد ارتفاع المد، والفيضانات الناتجة عن العواصف، والتعرض الطويل للمياه

حماية البنية التحتية الحيوية أثناء أحداث الفيضانات الساحلية الممتدة

عندما تستمر الفيضانات لعدة أيام متتالية، فإنها تؤثر بشكل كبير على البنية التحتية الحيوية. تتراكم الأضرار بمرور الوقت حيث تتسارع عمليات التآكل وتبدأ ضغوط المياه في إحداث أثرها على منشآت مثل محطات التحويل الكهربائية ومحطات معالجة مياه الصرف الصحي والطرق. لكن دفاعات الفيضانات الحديثة تعمل بطريقة مختلفة. فهذه الحواجز المتقدمة تحتوي على طبقات متعددة تُغلق بإحكام ضد الماء وتوزع الوزن عبر أسطحها. ويساعد ذلك في منع غسل الأساسات ويمنع تسرب مياه البحر إلى المناطق الحساسة. والحفاظ على سلامة هذه الأنظمة أثناء الغمر لفترات طويلة يوفر أيضًا مبالغ طائلة للشركات. وفقًا لأبحاث معهد بونيمون لعام 2023، فإن الشركات عادةً ما تنفق حوالي 740 ألف دولار في كل مرة يحدث فيها تعطيل ناتج عن الفيضانات. وبجانب الجانب المالي، تعني هذه التدابير الوقائية أيضًا استمرار تشغيل الإضاءة، واستمرار تدفق المياه من الصنابير، وإمكانية تواصل الناس حتى في حالات الكوارث.

الموثوقية في العالم الواقعي: 92% من وقت التشغيل بعد الغمر لمدة 72 ساعة (تجارب ميدانية، 2023)

أظهرت الاختبارات التي أُجريت العام الماضي أن الحواجز الفيضانية الحديثة بقيت تعمل بنسبة تقارب 92٪ حتى بعد بقائها في مياه مالحة لمدة ثلاثة أيام متتالية. هذا النوع من المتانة مهم جدًا للمناطق الساحلية المعرّضة للعواصف. وسر نجاح هذه الحواجز يكمن في أنها مصنوعة من سبائك معدنية خاصة تم تصميمها لتناسب الظروف القاسية للمحيط، وتتضمن وصلات تتحرك مع الأمواج بدلاً من مقاومتها. وبالمقارنة مع أكياس الرمل التقليدية، فإن هذه الأنظمة الجديدة تدوم ما يقارب ثلاث مرات أطول خلال الفيضانات التصورية. بالنسبة للمناطق التي لا يستطيع سكانها ببساطة التعبئة والرحيل عند اقتراب عاصفة كبيرة، فإن هذا النوع من الحماية الموثوقة يُحدث فرقًا كبيرًا، خصوصًا عندما تحتاج المجتمعات إلى آليات دفاع تحتمل الصمود لأيام متتالية.

الجدوى الاقتصادية والاستدامة لأنظمة الحواجز الفيضانية القابلة لإعادة الاستخدام

توفر الحواجز الفيضانية التي يمكن إعادة استخدامها عدة مرات فوائد حقيقية من الناحيتين المالية والبيئية عند حماية السواحل. وتُصنع هذه الوحدات المعيارية من مواد مثل الألومنيوم البحري أو الفولاذ الخاص المقاوم للصدأ، ما يجعلها تدوم لفترات عديدة عبر عمليات النشر المتعددة، وبالتالي لا حاجة للاستمرار في شراء حلول مؤقتة جديدة كل مرة تحدث فيها عاصفة. كما أن الأرقام تروي قصة مقنعة أيضًا. وفقًا لبحث نُشر في مجلة الهندسة الساحلية العام الماضي، يمكن لنظام قابل لإعادة الاستخدام خفض التكاليف على المدى الطويل بنسبة تتراوح بين 60 و80 بالمئة مقارنة بالخيارات ذات الاستخدام الواحد التي يتم التخلص منها بعد كل حدث فيضان. ومن منظور الاستدامة، تظل هذه الحواجز فعالة لعقود، وهي مبنية باستخدام كميات كبيرة من المواد المعاد تدويرها. ففي الواقع، تحتوي معظم مكونات الألومنيوم على نسبة تتراوح بين 70 و95 بالمئة من المواد المعاد تدويرها، مما يقلل بصمتها الكربونية إلى النصف مقارنة بالهياكل الخرسانية التقليدية. بالإضافة إلى ذلك، وبما أنها أخف وزنًا، فإن نقلها قبل النشر يولد انبعاثات أقل. ومن منظور شخص يدير الدفاعات الساحلية، فإن الاستثمار في هذه الأنظمة القابلة لإعادة الاستخدام منطقي من جوانب متعددة. فهي تساعد في موازنة الميزانيات مع بناء حماية أفضل ضد آثار التغير المناخي، وإظهار اهتمام حقيقي بالبيئة.