سیلاب سواحل

سیل ساحلی معمولاً زمانی رخ می دهد که زمین های خشک و کم ارتفاع توسط آب دریا زیر آب می روند. دامنه یک سیل ساحلی نتیجه ارتفاع آب سیل است که به داخل خشکی نفوذ می کند که توسط توپوگرافی زمین ساحلی در معرض سیل کنترل می شود. مدل‌سازی خسارت سیل به مقیاس‌های محلی، منطقه‌ای یا ملی محدود شد. با این حال، با حضور تغییرات اقلیمی و افزایش نرخ جمعیت، حوادث سیل تشدید شده و خواستار علاقه جهانی به کشف روش‌های مختلف با پویایی مکانی و زمانی است.

آب دریا می تواند از طریق چندین مسیر مختلف به زمین سرازیر شود: سیل مستقیم، غلبه بر یک مانع، شکستن مانع.

سیل سواحل تا حد زیادی یک رویداد طبیعی است، با این حال تأثیر انسان بر محیط ساحلی می تواند سیل ساحلی را تشدید کند. استخراج آب از مخازن آب زیرزمینی در منطقه ساحلی می‌تواند باعث فرونشست زمین شود و در نتیجه خطر سیل را افزایش دهد. ساختارهای حفاظتی مهندسی شده در امتداد ساحل مانند دیوارهای دریا ، فرآیندهای طبیعی ساحل را تغییر می‌دهند، که اغلب منجر به فرسایش در بخش‌های مجاور ساحل می‌شود که خطر سیل را نیز افزایش می‌دهد. علاوه بر این، افزایش سطح دریا و آب و هوای شدیدناشی از تغییرات اقلیمی، شدت و میزان سیل های ساحلی را افزایش می دهد که صدها میلیون نفر را تحت تأثیر قرار می دهد.

انواع سیلاب سواحل

آب دریا می تواند از طریق چندین مسیر مختلف به زمین سرازیر شود:

• سیل مستقیم – جایی که ارتفاع دریا از ارتفاع زمین بیشتر است، اغلب در جایی که امواج مانع طبیعی مانند تپه های شنی ایجاد نکرده اند.
• بر فراز یک مانع – این مانع ممکن است طبیعی یا مهندسی شده باشد و به دلیل شرایط تورم در طول طوفان یا جزر و مد اغلب در بخش های باز ساحل رخ می دهد. ارتفاع امواج از ارتفاع سد بیشتر می شود و آب از بالای سد جاری می شود تا زمین پشت آن را سیلاب کند. بالا رفتن می تواند منجر به جریان های با سرعت بالا شود که می تواند مقادیر قابل توجهی از سطح زمین را فرسایش دهد که می تواند ساختارهای دفاعی را تضعیف کند.
• شکستن یک مانع – باز هم ممکن است مانع طبیعی (تپه های ماسه ای) یا مهندسی شده توسط انسان (دیوار دریا) باشد و در سواحل باز در معرض امواج بزرگ رخ می دهد. شکاف زمانی رخ می دهد که سد توسط امواج شکسته یا تخریب شود که به آب دریا اجازه می دهد به داخل خشکی گسترش یابد و مناطق را سیل کند.

علل [ ویرایش ]

سیل‌های ساحلی می‌توانند ناشی از دلایل مختلف از جمله طوفان‌های ناشی از طوفان‌هایی مانند طوفان‌ها و طوفان‌های استوایی ، افزایش سطح دریاها به دلیل تغییرات آب و هوایی و سونامی باشند .

طوفان و طوفان [ ویرایش ]

طوفان‌ها ، از جمله طوفان‌ها و طوفان‌های استوایی ، می‌توانند از طریق موج‌های طوفانی که امواجی به‌طور قابل‌توجهی بزرگ‌تر از حد معمول هستند، سیل ایجاد کنند. [1] [12] اگر یک رویداد طوفانی همزمان با جزر و مد نجومی بالا باشد ، سیل گسترده ممکن است رخ دهد. [13] موج طوفان شامل سه فرآیند است:

1. راه اندازی باد
2. تنظیم بارومتریک
3. راه اندازی موج

وزش باد در جهت خشکی (از دریا به سمت خشکی) می تواند باعث انباشته شدن آب در مقابل ساحل شود. این به عنوان تنظیم باد شناخته می شود. فشار اتمسفر پایین با سیستم های طوفانی همراه است و این تمایل به افزایش سطح سطح دریا دارد. این یک تنظیم فشارسنجی است. در نهایت افزایش ارتفاع شکست موج منجر به افزایش سطح آب در منطقه موج سواری می شود که تنظیم موج است . این سه فرآیند برای ایجاد امواجی در تعامل هستند که می توانند سازه های حفاظتی ساحلی طبیعی و مهندسی شده را از بین ببرند و در نتیجه بیشتر از حد معمول به داخل آب دریا نفوذ کنند. [13] [14]

افزایش سطح دریا [ ویرایش ]

مشاهدات ماهواره ای از افزایش سطح دریا از سال 1993 (ناسا)

شهرهای بزرگ در معرض خطر افزایش سطح دریاها هستند. شهرهای نشان داده شده در مقایسه با سطح سال 2010 حتی در معرض خطر حتی یک افزایش کوچک سطح دریا (1.6 فوت / 49 سانتی متر) هستند. حتی پیش بینی های متوسط ​​نشان می دهد که چنین افزایشی تا سال 2060 رخ خواهد داد .

افزایش سطح دریاها افزایش سطح اقیانوس های جهان به دلیل اثرات گرمایش جهانی است . هیئت بین دولتی تغییرات آب و هوایی (IPCC) میانگین جهانی افزایش سطح آب دریاها را از سال 1990 تا 2100 بین نه تا هشتاد و هشت سانتی متر برآورد می کند. همچنین پیش‌بینی می‌شود که با تغییرات اقلیمی، شدت و فراوانی رویدادهای طوفانی مانند طوفان‌ها افزایش می‌یابد . [8] [18] [19] این نشان می‌دهد که سیل‌های ساحلی ناشی از موج‌های طوفان با افزایش سطح دریا مکررتر می‌شوند.

افزایش سطح دریا به تنهایی باعث افزایش سطح سیل و طغیان دائمی زمین های کم ارتفاع می شود زیرا سطح دریا به سادگی ممکن است از ارتفاع زمین فراتر رود. [6] [20] بنابراین، این نشان می‌دهد که سیل‌های ساحلی مرتبط با افزایش سطح دریا در 100 سال آینده به یک مسئله مهم تبدیل خواهد شد، به‌ویژه با ادامه رشد جمعیت انسانی و اشغال منطقه ساحلی. [18]

سیل روز آفتابی

سونامی [ ویرایش ]

مناطق ساحلی می توانند به طور قابل توجهی در نتیجه امواج سونامی [25] که در اقیانوس منتشر می شوند و در نتیجه جابجایی حجم قابل توجهی از آب از طریق زمین لرزه ها ، رانش زمین ، فوران های آتشفشانی و زایش یخچال های طبیعی پرآب شوند. همچنین شواهدی وجود دارد که نشان می دهد سونامی قابل توجهی در گذشته در اثر برخورد شهاب سنگ به اقیانوس ایجاد شده است. [26] امواج سونامی به دلیل سرعت امواج نزدیک، ارتفاع امواج هنگام رسیدن به خشکی و زباله‌ها بسیار مخرب هستند.جریان آب از روی زمین می تواند باعث آسیب بیشتر شود. [25] [27]

بسته به بزرگی امواج سونامی و سیل، می تواند صدمات شدیدی ایجاد کند که نیاز به مداخلات احتیاطی دارد تا از عواقب طاقت فرسا جلوگیری کند. گزارش شد که بیش از 200000 نفر در زلزله و سونامی متعاقب آن که اقیانوس هند را در 26 دسامبر 2004 روی داد، کشته شدند . . [28]

کاهش [ ویرایش ]

گفته می شود کاهش سطح جهانی سطح دریا یکی از راه های جلوگیری از سیل قابل توجه مناطق ساحلی در زمان حال و آینده است. این امر می تواند با کاهش بیشتر انتشار گازهای گلخانه ای به حداقل برسد . با این حال، حتی اگر کاهش قابل توجهی از انتشار حاصل شود، در حال حاضر تعهد قابل توجهی برای افزایش سطح دریا در آینده وجود دارد. [6] سیاست های بین المللی تغییر آب و هوا مانند پروتکل کیوتو به دنبال کاهش اثرات آتی تغییرات آب و هوایی ، از جمله افزایش سطح آب دریاها هستند.

علاوه بر این، اقدامات فوری تری برای دفاع مهندسی و طبیعی برای جلوگیری از سیلاب های ساحلی انجام می شود.

دفاع مهندسی شده سیلاب سواحل

راه‌های مختلفی وجود دارد که انسان‌ها در تلاش برای جلوگیری از طغیان محیط‌های ساحلی هستند، معمولاً از طریق سازه‌های به اصطلاح مهندسی سخت مانند موانع سیل ، دیواره‌های دریایی و خاکریزها . [9] [29] این زره پوش ساحل برای محافظت از شهرها و شهرهایی که درست تا ساحل توسعه یافته اند، معمول است. [9] افزایش فرآیندهای رسوب گذاری در امتداد ساحل نیز می تواند به جلوگیری از سیل ساحلی کمک کند. سازه هایی مانند آبشکن ، موج شکنو سرچشمه های مصنوعی باعث رسوب رسوب در ساحل می شوند و بنابراین به بافر در برابر امواج طوفان و موج های طوفان کمک می کنند زیرا انرژی موج برای جابجایی رسوبات در ساحل صرف می شود تا حرکت آب به داخل. [29]

دفاع طبیعی سیلاب سواحل

سواحل ساختارهای محافظ طبیعی را برای محافظت در برابر سیل ساحلی فراهم می کند. این ویژگی‌ها شامل ویژگی‌های فیزیکی مانند میله‌های شن و سیستم‌های تپه‌های شنی است ، اما همچنین اکوسیستم‌هایی مانند باتلاق‌های نمکی و جنگل‌های حرا عملکرد بافری دارند. مانگروها و تالاب ها اغلب به عنوان محافظت قابل توجهی در برابر امواج طوفان، سونامی و فرسایش خط ساحلی از طریق توانایی آنها در کاهش انرژی امواج در نظر گرفته می شوند. [7] [27] بنابراین برای محافظت از منطقه ساحلی در برابر سیل، دفاع طبیعی باید محافظت و حفظ شود.

پاسخ های سیلاب سواحل

از آنجایی که سیل ساحلی معمولاً یک فرآیند طبیعی است، جلوگیری از وقوع سیل به طور ذاتی دشوار است. اگر سیستم های انسانی تحت تأثیر سیل قرار گیرند، سازگاری با نحوه عملکرد آن سیستم در ساحل از طریق تغییرات رفتاری و نهادی مورد نیاز است، این تغییرات به اصطلاح مکانیسم های غیر ساختاری واکنش سیل ساحلی هستند. [30]

مقررات ساختمانی ، پهنه بندی خطرات ساحلی ، برنامه ریزی توسعه شهری، گسترش خطر از طریق بیمه و افزایش آگاهی عمومی از راه های دستیابی به این هدف است. [6] [30] [31] انطباق با خطر وقوع سیل می‌تواند بهترین گزینه باشد اگر هزینه ساخت سازه‌های دفاعی بیشتر از هر مزیتی باشد یا اگر فرآیندهای طبیعی در آن خط ساحلی به ویژگی و جذابیت طبیعی آن اضافه کنند. [9]

واکنش شدیدتر و اغلب دشوارتر برای پذیرش سیل، رها کردن منطقه (که به عنوان عقب نشینی مدیریت شده نیز شناخته می شود ) مستعد سیل است. [11] با این حال، این موضوع مسائلی را در مورد اینکه مردم و زیرساخت های آسیب دیده به کجا خواهند رفت و چه نوع غرامتی باید/می تواند پرداخت شود، ایجاد می کند.

اثرات اجتماعی و اقتصادی سیلاب سواحل

منطقه ساحلی (منطقه ای که در فاصله 100 کیلومتری ساحل و 100 متر ارتفاع از سطح دریا قرار دارد) بخش بزرگ و رو به رشدی از جمعیت جهان را در خود جای داده است. [6] [8] بیش از 50 درصد از جمعیت جهان و 65 درصد از شهرهای با جمعیت بیش از پنج میلیون نفر در منطقه ساحلی هستند. [32] علاوه بر تعداد قابل توجهی از مردم در معرض خطر سیل ساحلی، این مراکز شهری ساحلی مقدار قابل توجهی از تولید ناخالص داخلی جهانی (GDP) را تولید می کنند. [8]

زندگی مردم، خانه‌ها، مشاغل و زیرساخت‌های شهری مانند جاده‌ها، راه‌آهن و کارخانه‌های صنعتی همگی در معرض خطر سیل‌های ساحلی با هزینه‌های بالقوه اجتماعی و اقتصادی هنگفت قرار دارند. [19] [33] [34] زمین لرزه ها و سونامی اخیر در اندونزی در سال 2004 و در ژاپن در مارس 2011 به وضوح ویرانی سیل ساحلی را نشان می دهد. در صورت فرسایش سواحل شنی مهم اقتصادی که منجر به از دست رفتن گردشگری در مناطق وابسته به جذابیت آن سواحل می شود، هزینه های اقتصادی غیرمستقیم می تواند متحمل شود. [31]

برترین بلایای مرگ و میر در سال 2004

اثرات زیست محیطی سیلاب سواحل

سیل ساحلی می تواند منجر به طیف گسترده ای از اثرات زیست محیطی در مقیاس های مختلف مکانی و زمانی شود. سیل می تواند زیستگاه های ساحلی مانند تالاب ها و مصب های ساحلی را از بین ببرد و می تواند سیستم های تپه های شنی را فرسایش دهد. [11] [6] [31] [32] این مکان‌ها با تنوع زیستی بالایی که دارند مشخص می‌شوند ، بنابراین سیل‌های ساحلی می‌توانند باعث از دست دادن قابل توجه تنوع زیستی و احتمال انقراض گونه‌ها شوند . [25]علاوه بر این، این ویژگی های ساحلی سیستم بافر طبیعی سواحل در برابر امواج طوفان هستند. سیل مداوم ساحلی و افزایش سطح دریا می تواند باعث کاهش این حفاظت طبیعی شود و به امواج اجازه دهد تا فواصل بیشتری را به داخل خشکی نفوذ کنند و فرسایش را تشدید کنند و سیل ساحلی را بیشتر کنند. [6] “تا سال 2050، انتظار می رود سیل “متوسط” (معمولاً مخرب) به طور متوسط ​​بیش از 10 برابر بیشتر از امروز رخ دهد و می تواند توسط عوامل محلی تشدید شود.” [35]

طغیان طولانی‌مدت آب دریا پس از سیل نیز می‌تواند باعث شور شدن خاک‌های مولد کشاورزی شود و در نتیجه منجر به از دست دادن بهره‌وری برای مدت طولانی شود. [1] [31] محصولات غذایی و جنگل ها را می توان به طور کامل با شور شدن خاک از بین برد یا با حرکت آب های سیلاب از بین رفت. [6] توده های آب شیرین ساحلی از جمله دریاچه ها ، تالاب ها و سفره های آب شیرین ساحلی نیز می توانند تحت تأثیر نفوذ آب شور قرار گیرند . [11] [6] [32]این می تواند این توده های آبی را به عنوان زیستگاه موجودات آب شیرین و منابع آب آشامیدنی برای شهرها و شهرها از بین ببرد. [6] [32]

مثالهای سیلاب سواحل

نمونه هایی از مسائل جاری سیل ساحلی عبارتند از:

• کنترل سیل در هلند
• سیل در بنگلادش
• سد تیمز یکی از بزرگترین سدهای سیل در جهان است و برای محافظت از لندن در برابر سیل در هنگام جزر و مد و موج های طوفان فوق العاده عمل می کند. [32] [36] سد را می توان در هنگام جزر و مد بلند کرد تا از سیل شدن آب های دریا در لندن جلوگیری کرد و می توان آن را پایین آورد تا رواناب های طوفانی از حوضه آبریز تیمز آزاد شود.
• جاری شدن سیل در منطقه کم ارتفاع ساحلی دشت کانتربری جنوبی در نیوزیلند می تواند منجر به طغیان طولانی مدت شود که می تواند بر بهره وری کشاورزی دامی آسیب دیده برای چندین سال تأثیر بگذارد. [1]

طوفان کاترینا در نیواورلئان سیلاب سواحل

طوفان کاترینا به عنوان یک طوفان دسته 3 در مقیاس باد طوفان سافیر-سیمپسون به خشکی فرود آمد ، که نشان می دهد که تنها به یک طوفان در سطح متوسط ​​تبدیل شده است. [14] با این حال، خسارت فاجعه بار ناشی از سیل گسترده نتیجه بالاترین موج طوفان ثبت شده در آمریکای شمالی بود. چند روز قبل از سقوط کاترینا، راه اندازی موج توسط بادهای مداوم چرخش سیکلونی سیستم ایجاد می شد. این موج طولانی مدت همراه با سطح فشار مرکزی بسیار پایین به این معنی بود که موج های طوفانی عظیم ایجاد می شد. موج های طوفان از بالا آمدند و از سیلاب ها عبور کردندو دیوارهای سیلابی برای محافظت از شهر در برابر آبگرفتگی. متأسفانه، نیواورلئان ذاتاً به دلیل تعدادی از عوامل مستعد سیلاب‌های ساحلی است. اولا، بسیاری از نیواورلئان زیر سطح دریا است و با رودخانه می سی سی پی هم مرز است، بنابراین حفاظت در برابر سیل از دریا و رودخانه به سازه های مهندسی شده وابسته شده است. تغییر کاربری زمین و اصلاح سیستم‌های طبیعی در رودخانه می‌سی‌سی‌پی، پدافند طبیعی شهر را کمتر مؤثر کرده است. تلفات تالاب از سال 1930 حدود 1900 مایل مربع (4920 کیلومتر مربع) محاسبه شده است. این مقدار قابل توجهی است زیرا چهار مایل تالاب برآورد می شود ارتفاع یک تالاب را کاهش دهد.افزایش طوفان با یک فوت (30 سانتی متر).

سونامی های مرتبط با زلزله اندونزی و ژاپن 

زمین لرزه و سونامی اقیانوس هند در سال 2004 : زمین لرزه ای به بزرگی تقریبی 9 ریشتر در سواحل سوماترا ، اندونزی رخ داد و باعث انتشار یک سونامی عظیم در سراسر اقیانوس هند شد. این سونامی باعث تلفات جانی قابل توجهی شد، حدود 280000 تا 300000 نفر گزارش شده است و خسارات زیادی به روستاها، شهرها و شهرها و محیط فیزیکی وارد کرد. ساختارها و زیستگاه های طبیعی تخریب شده یا آسیب دیده شامل صخره های مرجانی ، جنگل های حرا، سواحل و بسترهای علف های دریایی است. زلزله و سونامی اخیر در ژاپندر مارس 2011 ( زلزله و سونامی توهوکو 2011 ) نیز به وضوح قدرت مخرب سونامی و آشفتگی سیل های ساحلی را نشان می دهد.

تحقیقات آینده سیلاب سواحل

• استراتژی های مدیریتی برای مقابله با ترک اجباری سکونتگاه های ساحلی
• کمی سازی اثربخشی سیستم های بافر طبیعی مانند حرا در برابر سیلاب های ساحلی
• طراحی و شیوه های مهندسی بهتر یا استراتژی های کاهش جایگزین برای مهندسی