הגנת הצפה רב תכליתית, אינדונזיה: 9 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

מבוא

אוניברסיטת רוטרדם למדעים יישומיים (RUAS) ואוניברסיטת יוניסולה בסמראנג, אינדונזיה, משתפות פעולה לפיתוח פתרונות לבעיות הקשורות למים בפולדר באנגר בסמראנג והסביבה. פולדר באנגר הוא אזור מאוכלס בצפיפות נמוכה עם מערכת פולדר מיושנת שהוקמה בעידן הקולוניאלי. האזור שוכך עקב מיצוי מי תהום. כיום כמחצית מהשטח נמצא מתחת לפני הים. ממטרי גשם כבדים כבר לא ניתן לנקז תחת זרימה חופשית המובילה להצפות פלואליות ותצפיות תכופות. בנוסף, ההסתברות (והסיכון) להצפות החוף גדלות בשל עליית רמת היחסי. ניתן למצוא תיאור מלא של הבעיות בפולדר באנגר ואסטרטגיות פתרון אפשריות.

פרויקט זה מתמקד בשימוש רב תכליתי בהגנה מפני הצפות. הניסיון ההולנדי בתחום הגנת הצפות חשוב מאוד בפרויקט זה. עבור הקולגות האינדונזים בסמרנג תיערך הדרכה בנושא שמירה על מבנה החזקת מים.

רקע כללי

סמאראנג היא העיר החמישית בגודלה באינדונזיה עם כמעט 1.8 מיליון תושבים. עוד 4.2 מיליון איש חיים באזורים הסובבים את העיר. הכלכלה בעיר פורחת, בשנים האחרונות הרבה השתנה ובעתיד יהיו שינויים נוספים. דחף המסחר והצורך של התעשייה גורמים לכלכלה הולכת וגוברת, מה שמגביר את האקלים העסקי. התפתחויות אלו גורמות לעלייה בכוח הקנייה של האוכלוסייה. ניתן להסיק כי העיר צומחת, אך למרבה הצער ישנה גם בעיה הולכת וגוברת: העיר מתמודדת עם שיטפונות שהולכים ומתגברים. הצפות אלה נגרמות בעיקר עקב שקיעת הקרקע הפנימית אשר הולכת ופוחתת על ידי מיצוי מי תהום בכמויות גדולות. משיכות אלו גורמות לשקוע של כ -10 סנטימטרים בשנה. (Rochim, 2017) ההשלכות גדולות: התשתית המקומית ניזוקה וכתוצאה מכך תאונות ועומסי תנועה רבים יותר. בנוסף, יותר ויותר אנשים עוזבים את בתיהם כתוצאה מהשיטפונות הגוברים. המקומיים מנסים להתמודד עם הבעיות, אבל זה יותר פתרון לחיות עם הבעיות. הפתרונות הם נטישת הבתים הנמוכים או הגדלת התשתית הנוכחית. פתרונות אלה הם פתרונות לטווח קצר והם לא יהיו יעילים במיוחד.

מַטָרָה

מטרת מאמר זה היא לבחון את האפשרויות להגן על העיר סמרנג מפני הצפות. הבעיה העיקרית היא האדמה השוקעת בעיר, זה יגדיל את מספר השיטפונות בעתיד. קודם כל מכשול ההצפה הרב תכליתי יגן על תושבי סמארנג. החלק החשוב ביותר במטרה זו הוא להתמודד עם הבעיות החברתיות והמקצועיות. הבעיה החברתית היא כמובן ההצפות באזור סמארנג. הבעיה המקצועית היא חוסר הידע אודות הגנה מפני מים, שקיעת שכבות הקרקע היא חלק מחוסר הידע הזה. שתי בעיות אלו הן יסוד המחקר. בנוסף לבעיה העיקרית, מטרה היא ללמד את תושבי סמארנג כיצד לשמור על מחסום הצפה (רב תכליתי).

מידע נוסף אודות המידע אודות פרויקט הדלתא בסמרנג ניתן למצוא במאמר הבא;

hrnl-my.sharepoint.com/:b:/g/personal/0914548_hr_nl/EairiYi8w95Ghhiv7psd3IsBrpImAprHg3g7XgYcNQlA8g?e=REsaek

שלב 1: מיקום

השלב הראשון הוא למצוא את המיקום הנכון לאזור אחסון מים. במקרה שלנו מיקום זה נמצא מול חופי סמראנג. מיקום זה שימש לראשונה כבריכת דגים, אך כעת הוא אינו בשימוש. ישנם שני נהרות באזור זה. על ידי ביצוע אגירת מים כאן, ניתן לאחסן את זרימת הנהרות הללו באזור אגירת המים. בנוסף לתפקוד כאגירת מים, הסוללה משמשת גם כהגנה מפני הים. אז זה הופך אותו למיקום המושלם לשימוש במיקום זה כאזור אחסון מים.

שלב 2: מחקר קרקע

כדי לבנות דיק, חקירה של מבנה הקרקע חשובה. בניית דיק חייבת להיעשות על קרקע מוצקה (חול). אם הסוללה בנויה על קרקע רכה, הסוללה תתייצב וכבר לא תעמוד בדרישות הבטיחות.

אם הקרקע מורכבת משכבת חרס רכה, יחול שיפור אדמה. שיפור הקרקע הזה מורכב משכבת חול. כאשר לא ניתן להתאים את שיפור הקרקע הזה, יהיה צורך לחשוב על התאמת מבני הגנה מפני הצפות אחרות. הנקודות הבאות מציעות כמה דוגמאות להגנה מפני הצפות;

• קיר חוף
• תוספת חול
• של דיונות
• ערימה

שלב 3: ניתוח גובה דיקה

השלב השלישי הוא ניתוח המידע לקביעת גובה הסוללה. הסוללה תוכננה למספר שנים ולכן, ייבחנו מספר נתונים כדי לקבוע את גובה הסוללה. בהולנד ישנם חמישה נושאים הנחקרים כדי לקבוע את הגובה;

• רמת התייחסות (מפלס ים ממוצע)
• עליית רמות עקב שינויי אקלים
• הבדל גאות ושפל
• ריצת גל
• שקיעת קרקע

שלב 4: מסלול דיקה

על ידי קביעת מסלול הסוללות, ניתן לקבוע את אורכי הסוללה ומה יהיה פני השטח של שטח אגירת המים.

במקרה שלנו הפולדר צריך 2 סוגים של דיקים. דיק אחד העונה לדרישות הגנה מפני הצפות (קו אדום) וכזה המתפקד כעמלה לאזור אחסון המים (קו צהוב).

אורך הסוללה להגנה מפני הצפות (קו אדום) הוא כ -2 ק"מ ואורך הסוללה לאזור האחסון (הקו הצהוב) הוא כ -6.4 ק"מ. שטח אחסון המים הוא 2.9 קמ"ר.

שלב 5: ניתוח איזון מים

על מנת לקבוע את גובה הסוללה (קו צהוב), יידרש איזון מים. מאזן מים מציג את כמות המים הזורמת לאזור ומחוצה לו עם משקעים משמעותיים. מכאן נובעים המים שיש לאחסן באזור כדי למנוע הצפה. על בסיס זה ניתן לקבוע את גובה הסוללה. אם גובה הסוללה אינו מציאותי גבוה, יהיה צורך לבצע התאמה נוספת למניעת הצפות כגון; קיבולת פומפה גבוהה יותר, חפירה או שטח פנים גדול יותר של אחסון המים.

המידע שיש לנתח כדי לקבוע את המים שיש לאחסן הוא כדלקמן;

• משקעים משמעותיים
• תחום מי השטח
• אידוי
• קיבולת משאבה
• אזור אחסון מים

שלב 6: איזון מים ותכנון Dike 2

מאזן מים

למאזן המים של המקרה שלנו, נעשה שימוש במדידה נורמטיבית של 140 מ"מ (Data Hidrology) ביום. אזור הניקוז הזורם לאגירת המים שלנו משתרע על 43 קמ"ר. המים הזורמים מחוץ לאזור הם האידוי הממוצע של 100 מ"מ בחודש וקיבולת המשאבה של 10 מ"ק לשנייה. נתונים אלה הובאו כולם ל- m3 ליום. התוצאה של נתוני הזרימה פנימה והיציאה נותנת את מספר m³ המים שצריך לשחזר. על ידי פיזור זה על שטח האחסון, ניתן לקבוע את עליית המפלס של אזור אחסון המים.

דיק 2

עליית מפלס המים

גובה הסוללה נקבע בחלקו על ידי עליית מפלס אחסון המים.

עצב חיים

הסוללה מיועדת לתוחלת חיים עד 2050, מדובר בתקופה שבין 30 שנה מיום העיצוב.

שקיעת אדמה מקומית

השקיעה המקומית היא אחד הגורמים העיקריים בעיצוב הסוללה הזה בגלל שקיעה של 5 - 10 סנטימטרים בשנה עקב מיצוי מי תהום. מניחים את המקסימום, זה נותן תוצאה של 10 ס"מ * 30 שנים = 300 ס"מ שווה 3.00 מטר.

מסילת בנייה לאיזון נפח

אורך הסוללה כ- 6.4 קילומטרים.

שטח חימר = 16 081.64 מ ר

חימר נפח = 16 081.64 מ ר * 6400 מ '= 102 922 470.40 m3 ≈ 103.0 * 10^6 m3

חול שטח = 80 644.07 מ ר

חול נפח = 80 644.07 מ ר * 6400 מ '= 516 122 060.80 m3 ≈ 516.2 * 10^6 m3

שלב 7: קטע דיקה

הנקודות הבאות שימשו לקביעת גובה הסוללה לסוללת הים

דיק 1

עצב חיים

הסוללה מיועדת לתוחלת חיים עד 2050, מדובר בתקופה שבין 30 שנה מיום העיצוב.

רמת התייחסות

רמת ההתייחסות היא בסיס הגובה העיצובי של הסוללה. מפלס זה שווה למפלס הים הממוצע (MSL).

עליית מפלס הים

תשלום נוסף לעליית מים גבוהה במשך 30 השנים הקרובות בתוך אקלים חם עם שינוי ערך נמוך או גבוה של דפוס זרימת האוויר. בשל היעדר מידע וידע ספציפי למיקום ההנחה המקסימלית של 40 סנטימטרים.

גאות

השיטפון המרבי בינואר המתרחש במקרה שלנו הוא 125 סנטימטרים (Data Tide 01-2017) על גבי רמת ההתייחסות.

התקדמות יתר/ריצת גל

גורם זה מגדיר את הערך המתרחש במהלך ריצת גל בגלים מרביים. הנחה היא גובה גל של 2 מטרים (J. Lekkerkerk), אורך גל של 100 מ 'ושיפוע של 1: 3. החישוב לקיפוח העליות הוא als volgt;

R = H * L0 * שיזוף (א)

H = 2 מ '

L0 = 100 מ '

א = 1: 3

R = 2 * 100 * שיזוף (1: 3) = 1.16 מ '

שקיעת אדמה מקומית

השקיעה המקומית היא אחד הגורמים העיקריים בעיצוב הסוללה הזה בגלל שקיעה של 5 - 10 סנטימטרים בשנה עקב מיצוי מי תהום. מניחים את המקסימום, זה נותן תוצאה של 10 ס"מ * 30 שנים = 300 ס"מ שווה 3.00 מטר.

דיק בנייה לאיזון נפח

אורך הסוללה כ -2 קילומטרים

חימר שטח = 25 563.16 m2 חימר נפח = 25 563.16 m2 * 2000 מ '= 51 126 326 m3 ≈ 51.2 * 10^6 m3

חול שטח = 158 099.41 m2 חול נפח = 158 099.41 m2 * 2000 מ '= 316 198 822 m3 ≈ 316.2 * 10^6 m3

שלב 8: ניהול דיקה

ניהול הסוללות הוא תחזוקת הסוללה; המשמעות היא שיש לשמור על החלק החיצוני של הסוללה. לצד הריסוס והכיסוח תיערך בדיקת חוזק ויציבות הסוללה. חשוב שתנאי הסוללה יהיו תואמים את דרישות הבטיחות.

ה- Dikemanagmener אחראי לפיקוח ולבקרה ברגעים קריטיים. המשמעות היא שחייבים לבדוק את הסוללה במקרה של צפי מים, תחושת בצורת ממושכת, מי גשמים גבוהים של מיכלים צפים. עבודה זו מבוצעת על ידי צוות מיומן שיודע כיצד להתמודד במצבים קריטיים.

חומרים נחוצים

• בחירת דוחות
• בחירת מדידה
• מַפָּה
• הערה

"חומר בניית הקיבולת" נותן מידע נוסף אודות חשיבותו של ניהול הסוללות והשימוש בחומרים הדרושים.

מנגנון כישלון

קיימים איומים שונים שיכולים להתקרר דיקה. איום יכול להיגרם על ידי מים גבוהים, בצורת והשפעות אחרות שיכולות להפוך את הסוללה ליציבה. איומים אלה יכולים לגדול למנגנוני הכישלון הנ ל.

הנקודות הבאות מציגות את כל מנגנון הכישלון;

• מיקרו חוסר יציבות
• חוסר יציבות מאקרו
• צַנֶרֶת
• הצפה

שלב 9: מנגנון כשל לדוגמא: צנרת

צנרת יכולה להתרחש כאשר מי תהום זורמים בשכבת חול. אם מפלס המים גבוה מדי, הלחץ יעלה, מה שמגדיל את מהירות הזרימה הקריטית. הזרימה הקריטית של המים תצא מהעמלה בתעלה או בחלחול. ככל שעובר הזמן הצינור יהיה רחב על ידי זרימת מים וחול. במהלך הרחבת הצינור ניתן לשאת חול לאורך, מה שיכול לגרום לכך שהסוללה תתמוטט ממשקלו.

שלב 1

לחצי מים באריזת החול הנושאת מים מתחת לסוללה יכולים להיות כה גבוהים במהלך מים גבוהים עד שהחיפוי הפנימי של חימר או כבול יתנפח. בהתפרצות, יציאות מים מתרחשות בצורה של בארות.

שלב 2

לאחר ההתפרצות והצפת המים, ניתן לשחוב חול אם זרימת המים גבוהה מדי. נוצר זרם של חול מהיר

שלב 3

במקרה של זרימת חול גדולה מדי של חול, תקום מנהרת חפירה לפי גודל. אם הצינור יהיה רחב מדי, הסוללה תתמוטט.

למדוד שוב כישלון דיקה

על מנת להפוך את הסוללה ליציבה, יש לספק לחץ נגד, שניתן לעשות זאת על ידי הנחת שקי חול מסביב למקור.

למידע נוסף ודוגמאות של מכניקת כשל, עיין בפאוור פוינט הבאה;

hrnl-my.sharepoint.com/:p:/r/personal/0914…