以下文章经 The Conversation许可转载， The Conversation是一家报道最新研究的在线出版物。
2024年6月下旬，强降雨 导致美国中西部地区发生大范围洪水。，至少使一座老化的大坝面临风险。在明尼苏达州南部，蓝土河在6月24日 在拉皮丹镇区的拉皮丹大坝周围冲出一条通道，该大坝位于曼凯托以南约15英里处，使该建筑物面临迫在眉睫的坍塌风险。官员警告当地居民，如果大坝决堤，河水 可能会上涨2英尺，但表示不需要疏散。
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这一事件发生在一年前佛蒙特州的洪水 至少冲垮了一座大坝并威胁到其他大坝之后。希巴·巴鲁德，范德比尔特大学土木与环境工程系副教授兼副系主任，解释了在气候变化的情况下，洪水如何给大坝带来压力。
当水流过或绕过大坝时，风险有多严重？
这些情况可能导致侵蚀，从而可能导致大坝决堤或失效，以及蓄水的突然、不受控制的释放。
风险反映了危险事件（如强降雨）和水坝脆弱性的综合影响。脆弱的大坝可能老旧、维护不善或没有足够的 溢洪道泄洪能力 来安全地释放大坝中的水。
大坝的设计会影响其承受漫顶和抵抗失效的能力。例如，与土坝相比，混凝土坝通常能更好地承受一定程度的漫顶。
漫顶占 所有大坝失效的 34%。水流过大坝的时间长度和流过大坝的水量是决定大坝是否会失效的重要因素。
后果取决于几个因素，例如大坝的用途、大小和位置。如果大坝是为防洪而设计的，并且周围有房屋、企业或关键基础设施，那么大量不受控制的水释放可能会是灾难性的。如果小型大坝位于农村地区，则即使发生漫顶或失效，也可能造成的损害较小。
美国大多数大坝有多老？
在美国50个州，有 超过 91,000 座大坝，设计和用途各不相同。大坝的平均年龄为 60 年，超过 8,000 座大坝 已超过 90 年。
每四年，美国土木工程师学会 都会发布一份国家基础设施报告卡，根据道路、桥梁和水坝等结构的状况以及它们需要的投资来评定等级。最新的报告卡估计，到 2030 年，美国 70% 的大坝将超过 50 年。
总体而言，该报告给美国大坝打了“D”级，并估计超过 2,300 座 高危险性潜在大坝 – 如果这些大坝失效，根据周围的开发程度，可能会造成生命损失或严重的财产损失 – 缺乏应急行动计划。
有没有办法在不完全更换旧大坝的情况下加强旧大坝的防洪能力？
拆除或更换大坝可能很复杂且成本高昂。它还可能对周边社区以及其他基础设施产生连锁反应。定期维护和升级旧大坝可能是加强大坝并使其能够抵御自然灾害的一种经济有效的方法。
当大坝不再服务于其建造目的时，可能会部分决堤或 完全拆除 以恢复河流的自然流动。
州大坝安全官员协会估计，修复美国所有非联邦大坝将耗资 1577 亿美元。其中，约五分之一（341 亿美元）用于修复高危险性潜在大坝。2021 年的 《两党基础设施投资和就业法案》 包括 约 30 亿美元 用于大坝安全项目，重点是修复、改造和拆除。
气候变化是否正在增加旧大坝的压力？
气候变化正在 增加风暴等威胁大坝的自然灾害的频率和强度。而且这些变化不遵循历史趋势。曾经被认为是极端的情况在未来可能会更加普遍。
例如，最近一项关于预测沿海洪水的研究发现，在新英格兰，百年一遇的洪水 – 即现在在任何给定年份发生的概率为 1% 的事件 – 到 2100 年代后期可能成为每年都会发生的事件。
气候正在变化这一事实也意味着极端事件正变得更加极端。2015 年，南卡罗来纳州发生的千年一遇的降雨事件导致 47 座大坝决堤。
新的大坝设计和现有基础设施的升级需要基于更新的设计程序，这些程序要考虑到未来的气候预测，而不仅仅是历史上的危险事件。虽然旧大坝不一定不安全，但它们是按照过时的设计标准和施工程序，以及针对不同的环境条件建造的。这会影响它们在灾难期间失效的可能性和后果。
您是否将佛蒙特州的这一事件视为对其他社区的警告？
近年来袭击美国的灾难应该促使政府机构和社区通过制定应急行动计划等积极措施来为灾难做好准备和规划。
虽然美国高危险性潜在大坝的数量 在过去 20 年中增加了一倍以上，因为开发已经进一步进入农村地区，但制定了应急行动计划的此类大坝的比例也有所增加。现在已达到 76%，远高于几年前。
脆弱的大坝和水坝失效的风险会波及我们的经济并影响许多部门。大坝用途广泛：它们为饮用和灌溉提供水源，产生能源并保护社区免受洪水侵袭。它们也是大型航运网络的一部分，每年在美国各地运输 超过 5 亿吨的商品。
正如我和我的同事所表明的那样，重要的是 了解当大坝等关键基础设施系统失效时的直接和间接成本。这些信息对于制定可以帮助美国为未来灾难做好准备的战略至关重要。
编者注 (2024 年 6 月 25 日)：我们在 The Conversation 的合作伙伴更新了这篇文章，以纳入有关近期大坝风险的信息.
本文最初发表于 The Conversation。阅读 原文。