Veranderende infrastruktuur vir 'n veranderende klimaat

Namate klimaatsverandering op die planeet begin toeneem, sal ons samelewing se infrastruktuur ernstige veranderinge moet ondergaan. Infrastruktuur sluit dinge in soos ons metodes van vervoer, krag- en watervoorsiening, en riool- en afvalstelsels. Die ding met klimaatsverandering is egter dat dit nie enige plek op dieselfde manier sal beïnvloed nie. Dit beteken dat daar baie verskillende style van die hantering van probleme soos droogte, seevlakke wat styg, oorstromings, tornado's, uiterste hitte of koue en storms gaan wees.

In hierdie artikel sal ek 'n algemene oorsig gee van verskillende strategieë vir ons toekomstige klimaatbestande infrastruktuur. Hou egter in gedagte dat elke individuele plek sy eie terreinspesifieke studies sal moet doen om die beste oplossings vir hul behoeftes te vind.

Vervoer

Paaie. Hulle is duur om in stand te hou soos hulle is, maar met bykomende skade van vloede, neerslag, hitte en ryp, gaan instandhouding vir paaie baie duurder word. Geplaveide paaie waar neerslag en oorstromings 'n probleem is, gaan sukkel om al die ekstra water te hanteer. Die probleem met die materiaal wat ons nou het, is, anders as natuurlike landskappe, absorbeer hulle amper geen water nie. Dan het ons al hierdie ekstra water wat nie weet waarheen om te gaan nie, wat uiteindelik strate en stede oorstroom. Die bykomende neerslag sal ook padmerke op geplaveide paaie beskadig en meer erosie op ongeplaveide paaie veroorsaak. Die EPA verslae dat hierdie kwessie veral dramaties in die Verenigde State in die Groot Vliegtuie-streek sou wees, wat moontlik tot $3.5 miljard se herstelwerk teen 2100 sal vereis.

Op plekke waar uiterste hitte meer kommerwekkend is, sal hoë temperature veroorsaak dat geplaveide paaie meer gereeld kraak en meer onderhoud benodig. Die sypaadjies absorbeer ook meer hitte, wat stede in hierdie superintense en gevaarlike hittekolle omskep. Met dit in gedagte, kan liggings met warmer temperature vorme van "koel sypaadjie. "

As ons aanhou om soveel kweekhuisgasse uit te stoot as wat ons tans doen, voorspel EPA dat aanpassingskoste binne die VSA op paaie teen 2100 kan styg tot so hoog as $10 miljard. Hierdie skatting sluit ook nie verdere skade as gevolg van die styging van die seevlak of stormvloede in nie, so dit sal waarskynlik selfs hoër wees. Met meer regulering oor kweekhuisgasvrystellings skat hulle egter dat ons $4.2 – $7.4 miljard van hierdie skade kan vermy.

Brûe en snelweë. Hierdie twee vorme van infrastruktuur gaan die meeste verandering in kus- en lae seevlakstede benodig. Soos storms meer intens word, loop brûe en snelweë die risiko om meer kwesbaar te word van beide die spanning wat ekstra wind en water op hulle plaas, sowel as van algemene veroudering.

Met brûe spesifiek, is die grootste gevaar iets wat genoem word skuur. Dit is wanneer vinnig bewegende water onder die brug sediment wat sy fondamente ondersteun, wegspoel. Met watermassas wat voortdurend groei van meer reën en seevlakke wat styg, gaan skuur net erger word. Twee huidige maniere wat die EPA voorstel om hierdie probleem in die toekoms te help bekamp, ​​is om meer rotse en sediment by te voeg om brugfondasies te stabiliseer en meer beton by te voeg om brûe in die algemeen te versterk.

Publieke vervoer. Kom ons kyk dan na openbare vervoer soos stadsbusse, metro's, treine en metro's. Met die hoop dat ons ons koolstofvrystellings sal verminder, sal baie meer mense openbare vervoer neem. Binne stede sal daar 'n groter hoeveelheid bus- of spoorroetes wees om rond te kom, en die algehele hoeveelheid busse en treine sal toeneem om plek te maak vir groter getalle mense. Die toekoms hou egter 'n aantal skrikwekkende moontlikhede vir openbare vervoer in, spesifiek van oorstromings en uiterste hitte.

Met oorstromings gaan tonnels en ondergrondse vervoer vir spoorweë swaarkry. Dit maak sin, want die plekke wat eerste sal oorstroom, is die laagste gronde. Voeg dan die elektriese lyne by wat vervoermetodes soos metro en moltreine gebruik en ons het 'n besliste openbare gevaar. Trouens, ons het reeds hierdie tipe oorstromings begin sien in plekke soos New York Stad, van orkaan Sandy, en dit word net erger. Responses tot hierdie bedreigings sluit in infrastruktuurveranderinge soos die bou van verhoogde ventilasieroosters om stormwater te verminder, die bou van beskermende kenmerke soos keermure, en, in sommige plekke, die verskuiwing van sommige van ons vervoerinfrastruktuur na minder kwesbare gebiede.

Wat uiterste hitte betref, was jy al ooit op openbare vervoer in die stad tydens spitstyd in die somer? Ek sal jou 'n wenk gee: dit is nie lekker nie. Selfs al is daar lugversorging (daar is dikwels nie), met soveel mense wat soos sardientjies ingepak is, is dit moeilik om die temperatuur laag te hou. Hierdie hoeveelheid hitte kan tot baie werklike gevare lei, soos hitte-uitputting vir mense wat met openbare vervoer ry. Om hierdie probleem te verminder, sal infrastruktuur óf minder gepakte toestande óf beter vorme van lugversorging moet hê.

Laastens is dit bekend dat dit uiterste hitte veroorsaak gespe relings, ook bekend as "hitte kinks", langs spoorlyne. Albei vertraag treine en vereis bykomende en duurder herstelwerk vir vervoer.

Lugvervoer. Een van die grootste dinge om oor na te dink oor vliegtuigreise is dat die hele operasie relatief afhanklik is van die weer. As gevolg hiervan gaan vliegtuie meer bestand moet word teen beide intense hitte en hewige storms. Ander oorwegings is die werklike vliegtuigaanloopbane, want baie is naby seevlak en kwesbaar vir oorstromings. Stormvloede gaan meer en meer aanloopbane vir langer tydperke onbeskikbaar maak. Om dit op te los, kan ons begin om óf aanloopbane op hoër strukture te verhoog óf baie van ons groot lughawens te verskuif. 

See vervoer. Hawens en hawens gaan ook 'n paar ekstra veranderinge sien as gevolg van die stygende see en die toenemende storms aan die kus. Sommige van die strukture sal waarskynlik hoër of meer versterk moet word net om die styging in seevlak te duld.

energie

Lugversorging en verwarming. Namate klimaatsverandering hitte tot nuwe uiterstes neem, gaan die behoefte aan lugversorging die hoogte inskiet. Plekke regoor die wêreld, veral stede, verhit tot dodelike temperature sonder lugversorging. Volgens die Sentrum vir Climate en Energy Solutions, "uiterste hitte is die dodelikste natuurramp in die VSA, wat gemiddeld meer mense doodmaak as orkane, weerlig, tornado's, aardbewings en vloede saam."

Ongelukkig, soos hierdie vraag na energie toeneem, neem ons vermoë om energie te verskaf af. Aangesien ons huidige metodes om energie te produseer een van die hoofbronne van mensveroorsakende klimaatsverandering is, raak ons ​​vas in hierdie bose kringloop van energiegebruik. Ons hoop lê daarin om na skoner bronne te kyk om meer van ons energiebehoeftes te voorsien.

Damme. In die meeste plekke is die grootste bedreiging vir damme in die toekoms verhoogde oorstromings en breek van storms. Terwyl 'n gebrek aan watervloei van droogte op sommige plekke 'n probleem kan wees, het 'n studie van die Noorse Universiteit van Wetenskap en Tegnologie het getoon dat "die toename in droogteduur en tekortvolume nie die kragproduksie of die reservoirwerking [sal] beïnvloed nie."

Aan die ander kant het die studie ook getoon dat met toenemende storms "die totale hidrologiese mislukkingswaarskynlikheid van ['n] dam in die toekomstige klimaat sal toeneem." Dit gebeur wanneer damme oorlaai word deur water en óf oorloop óf breek.

Daarbenewens, in 'n lesing oor die 4de Oktober William en Mary se regsprofessor bespreek die styging van seevlakke, Elizabeth Andrews, toon dat hierdie effekte reeds plaasvind. Om haar aan te haal, toe "orkaan Floyd [Tidewater, VA] in September van 1999 getref het, is 13 damme deurbreek en baie meer is beskadig, en gevolglik is die Virginia-damveiligheidswet gewysig." Dus, met toenemende storms, gaan ons baie meer in damveiligheidsinfrastruktuur moet insit.

Groen Energie. ’n Groot probleem wanneer ons oor klimaatsverandering en energie praat, is ons gebruik van fossielbrandstowwe. Solank ons ​​aanhou om fossielbrandstowwe te verbrand, sal ons aanhou om klimaatsverandering te vererger.

Met dit in gedagte gaan skoon, volhoubare energiebronne noodsaaklik word. Dit sal die gebruik insluit wind, sonkrag, en geotermiese bronne, sowel as nuwe konsepte om energie-opvang meer doeltreffend en toeganklik te maak, soos die SolarBotanic Groen Boom wat beide wind- en sonenergie oes.

konstruksie

Bouregulasies. Veranderinge in klimaat en seevlak gaan ons druk om beter aangepaste geboue te hê. Of ons hierdie nodige verbeterings as voorkoming of as reaksie kry, is twyfelagtig, maar dit sal uiteindelik moet gebeur. 

Op plekke waar oorstromings die kwessie is, sal daar meer vereistes vir verhoogde infrastruktuur en vloedverdraagsame sterkte wees. Dit sal enige nuwe konstruksie in die toekoms insluit, asook die instandhouding van ons huidige geboue, om seker te maak dat albei vloedbestand is. Oorstromings is een van die duurste rampe na aardbewings, dus is dit noodsaaklik om seker te maak dat geboue sterk fondamente het en bo die vloedlyn uitlig. Trouens, die toename in oorstromings kan sommige plekke buite perke maak om heeltemal te bou. 

Wat plekke met 'n gebrek aan water betref, sal geboue baie meer waterdoeltreffend moet word. Dit beteken veranderinge soos laevloeitoilette, storte en krane. In sekere gebiede sal ons dalk selfs baddens moet groet. Ek weet. Dit ontstel my ook.

Boonop sal geboue beter isolasie en argitektuur nodig hê om doeltreffende verhitting en verkoeling te bevorder. Soos vroeër bespreek, word lugversorging op baie plekke baie meer nodig, so om seker te maak dat die geboue help om van hierdie vraag te verlig, sal 'n groot hulp wees.

Ten slotte, 'n innovasie wat in stede begin kom groen dakke. Dit beteken om tuine, gras of een of ander vorm van plante op die dakke van geboue te hê. Jy kan dalk vra wat die punt van daktuine is en verbaas wees om te weet dat hulle eintlik groot voordele inhou, insluitend isolerende temperatuur en klank, die absorbeer van reën, die verbetering van luggehalte, die vermindering van "hitte-eilande", bydra tot biodiversiteit, en net oor die algemeen mooi wees. Hierdie groen dakke verbeter binnestedelike omgewings soveel dat stede óf dit óf sonpanele vir elke nuwe gebou sal begin benodig. San Francisco het reeds dit gedoen!

Strande en kus. Kusbou word al hoe minder prakties. Alhoewel almal mal is oor 'n kuseiendom, met seevlakke wat styg, sal hierdie liggings ongelukkig die eerste wees wat onder water beland. Miskien is die enigste positiewe ding hiervan vir mense effens meer in die binneland, want hulle kan binnekort baie nader aan die strand wees. Trouens, konstruksie naby die see gaan moet stop, want nie een van daardie geboue sal volhoubaar wees met toenemende storms en stygende getye nie.

Seewalle. Wat seewalle betref, gaan hulle steeds meer algemeen en oorbenut word in ons poging om klimaatsverandering die hoof te bied. 'n Artikel van Scientific American voorspel dat "elke land wêreldwyd binne 90 jaar mure sal bou om homself teen stygende see te verdedig, want die koste van oorstromings sal duurder wees as die prys van beskermende projekte." Nou, wat ek nie geweet het voordat ek ekstra navorsing gedoen het nie, is dat hierdie vorm van voorkoming van stygende getye baie doen skade aan die kusomgewing. Hulle is geneig om kuserosie erger te maak en die kus se natuurlike vorme van hantering te mors.

Een alternatief wat ons dalk aan kuslyne sal begin sien, is iets wat genoem word "lewende kuslyne." Dit is "natuurgebaseerde strukture," soos vleie, sandduine, mangroves of koraalriwwe wat alles dieselfde doen as seewalle, maar ook vir seevoëls en ander diere 'n habitat gee. Met enige geluk in konstruksieregulasies, kan hierdie groen weergawes van seewalle 'n toonaangewende beskermende speler word, veral in beskutte kusgebiede soos rivierstelsels, die Chesapeakebaai en die Groot Mere.

Waterkanale en groen infrastruktuur

Nadat hulle in Kalifornië grootgeword het, was droogte nog altyd 'n konstante gespreksonderwerp. Ongelukkig is dit een probleem wat nie beter word met klimaatsverandering nie. Een oplossing wat telkens in die debat gegooi word, is infrastruktuur wat water van ander plekke oordra, soos bv Seattle of Alaska. Maar 'n nader kyk wys dat dit nie prakties is nie. In plaas daarvan is 'n ander vorm van waterbesparingsinfrastruktuur iets wat "groen infrastruktuur" genoem word. Dit beteken om strukture soos reënvate te gebruik om in wese reënwater te oes en dit te gebruik vir dinge soos om toilette te spoel en tuine of landbou nat te lei. Deur hierdie tegnieke te gebruik, het 'n studie geskat dat Kalifornië kan spaar 4.5 biljoen liter water.

Nog 'n aspek van groen infrastruktuur sluit die herlaai van die grondwater in deur meer stadsgebiede te hê wat water absorbeer. Dit sluit in meer deurlaatbare sypaadjies, reënwatertuine wat spesifiek ontwerp is om ekstra water in te neem, en om bloot meer plantspasie rondom die stad te hê sodat reënwater in die grondwater kan intrek. Die voorheen genoemde ontleding het geskat dat die waarde van hierdie grondwateraanvulling in sekere gebiede sou wees meer as $ 50 miljoen.

Riool en afval

Riool. Ek het natuurlik die beste onderwerp vir laaste gestoor. Die grootste verandering aan rioolinfrastruktuur as gevolg van klimaatsverandering gaan suiweringsaanlegte meer doeltreffend maak, en die hele stelsel meer vloedverdraagsaam. Op plekke met oorstromings is die probleem tans dat rioolstelsels nie ingerig is om baie water in te neem nie. Dit beteken dat wanneer 'n vloed plaasvind, word riool óf direk na nabygeleë strome of riviere gelei, óf vloedwater infiltreer rioolpype en ons kry iets wat genoem word "sanitêre riool oorloop.” Die naam is selfverduidelikend, maar dit is basies wanneer riole oorvloei en gekonsentreerde, rou riool in die omliggende omgewing versprei. Jy kan jou waarskynlik die kwessies hieragter voorstel. Indien nie, dink in die lyn van 'n hele klomp waterbesoedeling en gevolglike siekte. Toekomstige infrastruktuur sal nuwe maniere moet vind om oorloop te hanteer en die instandhouding daarvan fyner dop te hou.

Aan die ander kant, op plekke met droogte, is daar verskeie ander konsepte wat ronddryf rakende die rioolstelsel. 'n Mens gebruik minder water in die stelsel heeltemal om daardie ekstra water vir ander behoeftes te gebruik. Dan moet ons egter bekommerd wees oor rioolkonsentrasie, hoe ons dit suksesvol kan behandel, en hoe skadelik daardie gekonsentreerde riool op die infrastruktuur sal wees. Nog 'n konsep waarmee ons kan begin speel, is die hergebruik van water na behandeling, wat die kwaliteit van daardie gefiltreerde water nog belangriker maak.

Stormwater. Ek het al redelik baie gepraat oor die kwessies agter stormwater en oorstromings, so ek sal probeer om myself nie te veel te herhaal nie. In 'n lesing oor "Herstel van die Chesapeake Bay teen 2025: Is ons op koers?”, die Chesapeake Bay-stigting se senior prokureur, Peggy Sanner, het die kwessie van afloopbesoedeling van stormwater ter sprake gebring en gesê dat dit "een van die grootste sektore van besoedeling" is. Sanner verduidelik dat 'n groot oplossing vir stormwaterbesoedeling saamgaan met hoe ons oorstromings kan verminder; dit wil sê om meer grond te hê wat water kan absorbeer. Sy sê: "Sodra dit in die grond geïnfiltreer is, vertraag daardie afloop, koel af en maak skoon en gaan dan dikwels die waterweg deur grondwater binne." Sy gee egter toe dat om hierdie nuwe vorme van infrastruktuur in plek te stel gewoonlik baie duur is en lank neem. Dit beteken, as ons gelukkig is, sal ons dalk meer hiervan in die volgende 15 tot 25 jaar sien.

Afval. Ten slotte, ons het jou algemene afval. Die grootste verandering met hierdie deel van die samelewing sal hopelik wees om dit te verminder. As ons na die statistieke kyk, veroorsaak afvalfasiliteite soos stortingsterreine, verbrandingsoonde, kompos en selfs herwinning op hul eie tot vyf persent van die kweekhuisgasvrystellings in die Verenigde State. Dit lyk dalk nie na veel nie, maar sodra jy dit kombineer met hoe al daardie goed in die asblik gekom het (produksie, vervoer en herwinning), kom dit neer op ongeveer 42 persent van die Amerikaanse kweekhuisgasvrystellings.

Met soveel van 'n impak is daar geen manier waarop ons hierdie hoeveelheid afval sal kan byhou sonder om klimaatsverandering veel erger te maak nie. Selfs as ons ons siening verskraal en na die uitwerking op infrastruktuur alleen kyk, lyk dit alreeds erg genoeg. Hopelik, deur 'n menigte van die voorgenoemde oplossings en praktyke in plek te stel, kan die mensdom 'n ander soort impak begin maak: een vir die beter.