俄罗斯防洪堤是纽约市的典范

这条24公里长的堤坝已经使圣彼得堡免受了一场猛烈的冬季风暴的侵袭

自从飓风桑迪在2012年10月29日引发3.3米的海浪淹没了纽约市的部分地区以来,科学家和工程师们一直在争先恐后地制定一项保护该市免受未来风暴侵袭的计划。随着2013年飓风季节的到来,两份报告将在本周内出炉。其中一份报告,将在本周发布,来自纽约市重建和复原特别倡议,该倡议由市长迈克尔·布隆伯格创建,旨在研究该市应如何加强自身以应对气候变化。另一项研究,预计在本月发布,来自纽约市气候变化小组(NPCC),由大学研究人员领导,他们在2009年发布了一长串建议,这些建议主要防御海平面上升,而不是风暴潮。

任何阻止风暴潮计划中最具争议且可以说最重要的部分是在纽约湾建造一个巨大的屏障。领先的设计,被称为外港门户,来自豪尔科,一家总部位于曼哈顿下城的国际工程公司(见下图)。这条八公里长的墙将连接新泽西州的桑迪胡克和纽约的洛克威,将整个纽约市与大海隔开。该屏障将有三个巨大的闸门,通常是打开的,以便让船只通过,以及墙内另外11个较小的“水闸”闸门,这些闸门也将保持打开,以允许海水和淡水的混合,这对保持海湾的活力至关重要。当风暴潮来临时,所有闸门都会关闭。


拟议的外港门户屏障的艺术家概念图,该屏障将保护纽约市免受风暴潮侵袭。由豪尔科提供,来自 GoogleEarth


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据豪尔科称,该屏障可能耗资65亿美元。该结构听起来可能很极端,但工程师们在2010年完成了一个非常相似但鲜为人知的屏障。它位于俄罗斯圣彼得堡,长度是它的三倍。在2012年,它抵挡了一场冬季风暴,该风暴在芬兰湾最内部的部分,即涅瓦湾,产生了有记录以来第四高的洪水,该城市就位于该湾上。

豪尔科监督了圣彼得堡屏障后半部分的建设,其工程师表示,这是一个纽约市的典范。两个地方的水深、海底和相邻的陆地岬角都很相似,潜在的风暴潮高度也很相似。圣彼得堡的屏障是分段设计的,实际上可以以不同的顺序拼接在一起,以适应纽约的跨度。“这几乎就像‘即插即用’,”苏格兰豪尔科的土木工程师兼主管格雷姆·福赛思说。“你可以把圣彼得堡拆开,然后插入你想要的部分,为纽约创建一个新的配置。”

即使是两个屏障的战略定位也将是相同的。关闭这样一堵墙的主要风险是,强降雨和大型溢流河流可能会像浴缸一样从墙后方填满海湾,也会造成严重的洪水。但涅瓦湾“足够大,可以容纳强降雨和河流流量,纽约湾也是如此,”豪尔科的工程师兼副总裁乔纳森·戈尔德斯蒂克说。

建造屏障是一回事,让它在真正的风暴中发挥作用是另一回事。2011年12月26日,在圣彼得堡屏障完工一年多后,一场强烈的冬季风暴中的强风将一道水墙灌入了涅瓦湾。工程师们关闭了所有航道和水闸12个小时。“那时我们了解到屏障确实有效,”福赛思说。工程师们还在冬季的测试中成功地关闭和打开了闸门,当时靠在结构上的水被半米厚的冰覆盖着。

格雷姆和戈尔德斯蒂克希望这两个系统在一个方面不会相似。圣彼得堡的设计在架子上放了几十年,在最初的建设阶段之后,该项目被搁置多年,然后才被重新启动并完成。戈尔德斯蒂克说,如果纽约市想建造外港门户,工程研究、设计和施工都可以在八到十年内完成。然而,他指出,“我从未见过联邦政府或地方监管机构的行动速度快到足以让这种时间安排发生。”他补充说,关于屏障如何影响水流,从而影响海湾生物的环境研究可能需要十年左右的时间,而筹集资金也可能需要十年左右的时间。批评者也可能反对该计划,称这笔钱可以更好地用于对该市各种结构进行防洪处理,以应对海平面上升和较小的风暴,他们认为这些在未来比另一场超级风暴潮更有可能发生。

为了充分保护纽约,需要在该市东北部,穿过长岛海峡建造第二个较小的屏障。(豪尔科尚未提出该地点的设计。)豪尔科以外的专家表示,这两个屏障加在一起,考虑到如此长一段时间内的通货膨胀,可能耗资100亿至200亿美元。

门户设计可以在屏障顶部包括一条六车道高速公路(如圣彼得堡),这将连接新泽西州中部与该市的皇后区和长岛,这对通勤者和游客来说都是一个潜在的好处。如果这条道路获得批准,戈尔德斯蒂克指出,该项目的部分成本可以用联邦公路资金或来自投资者的资金来支付,如果高速公路是收费公路的话。

Mark Fischetti has been a senior editor at 大众科学 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: 大众科学 Mind and 大众科学 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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