آینده‌ی دفاع در برابر سیل: نوآوری در سیستم‌های کنترل آب

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، بالا آمدن سطح دریاها، طوفان‌های شدیدتر و شهرنشینی سریع، سد‌های دفاعی در برابر سیل را فراتر از محدودیت‌هایشان پیش می‌برد. این مقاله بررسی می‌کند که چگونه فناوری نوآورانه، طراحی مبتنی بر طبیعت و داده‌های جغرافیایی بلادرنگ، آینده کنترل سیل را تغییر می‌دهند - محافظت از جان، دارایی‌ها و خطوط ساحلی با راه‌حل‌های هوشمندانه‌تر و مقاوم‌تر.

ایجاد تاب‌آوری: راهکار‌های نوآورانه کنترل سیل برای اقلیم در حال تغییر

تغییرات اقلیمی منجر به رویداد‌های آب و هوایی شدیدتری می‌شود. افزایش سطح دریا، افزایش شدت بارندگی و طوفان‌های سهمگین‌تر، مناطق ساحلی را تهدید می‌کند و خطر طغیان سواحل و رودخانه‌ها را افزایش می‌دهد. این چالشی است که باید با هم با آن رو‌به‌رو شویم.

در سال‌های اخیر، رویداد‌های بزرگ هیدرولوژیکی اثرات مخربی بر شهر‌های بزرگ و مناطق روستایی گذاشته‌اند. تنها در سال ۲۰۲۴، هزاران نفر در جنوب آلمان پس از بارش شدید باران که باعث شکستن کناره‌های رودخانه شد، از خانه‌های خود تخلیه شدند. در بوئنوس آیرس، آرژانتین، طوفان‌های شدید تنها در ۲۴ ساعت ۱۴۰ میلی‌متر بارندگی را به همراه داشت؛ و سیل‌های ناگهانی ناشی از بارش شدید باران در افغانستان جان صد‌ها نفر را گرفت. افزایش خطر سیل بر همه ما تأثیر می‌گذارد.

تیم جهانی فوگرو متخصصان هیدرولوژی در کنار تیم‌های مدیریت محیط زیست برای تجزیه و تحلیل مناطق در معرض خطر و اجرای اقدامات پیشگیرانه همکاری می‌کنیم. هدف ما جلوگیری از سیل و کاهش تأثیر مخرب آن بر جوامع است.

چرا پیشگیری از سیل بیش از هر زمان دیگری اهمیت دارد؟

نه تنها شاهد افزایش فراوانی سیل هستیم، بلکه تأثیر آب و هوا باعث شده است که شدت سیل تأثیر بیشتری بر جوامع داشته باشد. مناطق ساحلی تحت تأثیر موج طوفان و باد‌های شدید همزمان با جزر و مد و افزایش سطح دریا قرار دارند. مناطق روستایی تحت تأثیر سیل رودخانه‌ای قرار دارند، به طوری که بالا آمدن آب‌های زیرزمینی و طغیان رودخانه‌ها بر املاک و کشاورزی تأثیر می‌گذارد.

تأثیر اقتصادی گسترده است و زیرساخت‌ها، زنجیره‌های تأمین و مشاغل در معرض خطر آسیب سیل قرار دارند. این سیل‌ها تأثیرات طولانی‌مدتی دارند و هزینه‌های عمومی و خصوصی را افزایش می‌دهند. تأثیر اجتماعی سیل می‌تواند ویرانگر باشد و پیش‌بینی می‌شود در صورت عدم انجام اقدامات پیشگیرانه، تلفات جانی و مالی افزایش یابد.

شهرنشینی و فشار بر زیرساخت‌ها

با وجود این خطرات، برنامه‌ریزان شهری با فشار فزاینده‌ای برای اطمینان از ساخت زیرساخت‌ها به گونه‌ای که در برابر سیل شدید مقاومت کنند، مواجه هستند. این امر شامل بهبود زهکشی، اجرای سطوح نفوذناپذیر و گنجاندن زیرساخت‌های سبز در پروژه‌های توسعه‌ای می‌شود. برخی مناطق مقررات سختگیرانه‌ای را برای مدیریت جریان آب و حفاظت از مناطق ارزشمند اعمال می‌کنند.

مشکل این است که زیرساخت‌های موجود برای تحمل این سطح از فشار ساخته نشده‌اند. سیستم‌های زهکشی موجود نمی‌توانند تقاضای فزاینده را با گسترش شهر‌ها مدیریت کنند. جمعیت‌ها با افزایش طول عمر مردم در حال افزایش هستند و پیش‌بینی می‌شود تا سال ۲۱۰۰ به بیش از یازده میلیارد نفر برسند.

علم پشت سیل

آب دائماً در بالا، پایین و روی سطح زمین در حال حرکت است. چرخه هیدرولوژیکی توضیح می‌دهد که چگونه آب تبخیر می‌شود یا از گیاهان به جو منتقل می‌شود. سپس سرد می‌شود و ابر‌ها را تشکیل می‌دهد (تراکم). سپس آب از طریق بارندگی به زمین بازمی‌گردد، جایی که به زمین نفوذ می‌کند (نفوذ) و آب‌های زیرزمینی را دوباره پر می‌کند یا بر روی زمین جریان می‌یابد (رواناب) و رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و اقیانوس‌ها را دوباره پر می‌کند.

این چرخه یک سیستم بسته است - این بدان معناست که آب دائماً در حال بازیافت است. توزیع این آب است که تحت تأثیر تغییرات اقلیمی و فعالیت‌های انسانی قرار می‌گیرد. این امر همه ما را به طور متفاوتی تحت تأثیر قرار می‌دهد، زیرا برخی شاهد افزایش خشکسالی هستند در حالی که برخی دیگر مناطق مستعد سیل می‌شوند. چالش هرچه که باشد، ما شاهد افزایش خطر سیل در مناطق شهری، روستایی و ساحلی هستیم.

سیل رودخانه‌ای/رودخانه‌ای: در جوامع کنار رودخانه‌ای و روستایی، به دلیل تجاوز حجم آب رودخانه‌ها و نهر‌ها از ظرفیت کانال‌های طبیعی یا مصنوعی آنها، خطر سیل افزایش می‌یابد.

سیل ساحلی: افزایش سطح دریا همراه با موج‌های طوفانی و باد‌های شدید می‌تواند باعث شود مناطق پست در آب دریا غرق شوند.

سیل ناشی از بارش‌های شدید: حتی مناطق شهری، مانند شهرها، باید استراتژی‌های حفاظت از سیل را اجرا کنند، زیرا افزایش بارندگی، سیستم‌های زهکشی و ظرفیت زمین برای جذب آب را تحت الشعاع قرار می‌دهد.

مدل‌سازی و نقشه‌برداری ریسک

نقشه‌برداری سیل برای شناسایی مناطق آسیب‌پذیر و برنامه‌ریزی استراتژی‌های مؤثر برای کاهش خسارات ضروری است. با ترکیب داده‌های مکانی از منابع مختلف، می‌توانیم حرکت آب سیل را مدل‌سازی کرده و مشخص کنیم که در کجا اقدامات پیشگیرانه مورد نیاز است.

سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (GIS) با ادغام و تجزیه و تحلیل داده‌های حاصل از لیدار و بررسی‌های عمق‌سنجی، نقش مهمی ایفا می‌کنند. لیدار مدل‌های سطحی سه‌بعدی ایجاد می‌کند و به نقشه‌برداری از دشت‌های سیلابی، ارزیابی آسیب‌پذیری زمین و نظارت بر فرسایش ساحلی در طول زمان کمک می‌کند. بررسی‌های عمق‌سنجی، توپوگرافی زیر آب را آشکار می‌کنند و بینشی در مورد رسوب‌گذاری و جریان آب در زیر سطح ارائه می‌دهند.

با ترکیب این داده‌ها با سوابق تاریخی سیل، GIS مدل‌سازی بلادرنگ را برای پیش‌بینی رفتار سیل و ارزیابی تأثیر بالقوه بر زیرساخت‌ها، اکوسیستم‌ها و جوامع امکان‌پذیر می‌کند. این بینش از طراحی سیستم‌های کنترل سیل هدفمند پشتیبانی می‌کند.

کنترل سیل چیست؟

سیستم‌های سنتی کنترل سیل، مانند سدها، دیوار‌های سیل‌بند و خاکریزها، امروزه هنوز هم به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. آنها با مهار و کنترل جریان آب، خطر را کاهش می‌دهند.

یک رویکرد مدرن کنترل سیل، مهندسی سخت را با مهندسی نرم ترکیب می‌کند و سیستم‌های زهکشی پایدار مانند آب‌بندها، حوضچه‌های نگهداری و سقف‌های سبز را در هم می‌آمیزد. این راه‌حل‌های مبتنی بر طبیعت، روش‌های فیزیکی پیشگیری از سیل مانند خاکریزها، خاکریز‌ها و دیوار‌های سیل‌بند را تکمیل می‌کنند و فشار را از روی زیرساخت‌های موجود برمی‌دارند.

اگرچه هر دو روش در دنیای مدرن جایگاه خود را دارند، اما تغییرات اقلیمی باعث شده است که چرخه هیدرولوژیکی رفتار متفاوتی داشته باشد. همکاری بین شورا‌های محلی، مدیران آب و برنامه‌ریزان فضایی تنها راه مدیریت چرخه آب در عین کنترل سیل است.

چهار رکن پیشگیری مؤثر از سیل

مناطق مستعد سیل باید برای کاهش خطر و محافظت از زیرساخت‌ها و جوامع برنامه‌ریزی کنند. استراتژی‌های مؤثر پیشگیری بر چهار رکن اصلی متمرکز هستند:

پیش‌بینی دقیق سیل از داده‌های مکانی، روند‌های تاریخی و مدل‌سازی برای ارزیابی ریسک و هدایت آمادگی استفاده می‌کند.

محافظت

دفاع فیزیکی مانند خاکریز‌ها و سد‌ها به مدیریت جریان آب کمک می‌کنند، در حالی که راه‌حل‌های مبتنی بر طبیعت می‌توانند از تنظیم چرخه آب در درازمدت پشتیبانی کنند.

تطبیق دادن

جوامع باید با شرایط متغیر سازگار شوند. برخی، مانند ونیز، یاد گرفته‌اند که با سیل‌های منظم زندگی کنند؛ برخی دیگر اکنون باید با افزایش خطرات، برنامه‌های واکنشی تدوین کنند.

بازیابی

برنامه‌ریزی برای بازیابی بسیار مهم است. سیل می‌تواند جمعیت را آواره کند و خدمات ضروری را مختل کند. یک برنامه قوی از ایمنی و بازسازی در حین و پس از وقایع پرآبی پشتیبانی می‌کند.

راه‌حل‌های سازه‌ای در مقابل راه‌حل‌های غیرسازه‌ای

کنترل مؤثر سیل با هدف کاهش نیاز به واکنش اضطراری و بازیابی انجام می‌شود. در حالی که راه‌حل‌های سازه‌ای، آب را از طریق زیرساخت‌های مهندسی‌شده مدیریت می‌کنند، رویکرد‌های غیرسازه‌ای گزینه‌های جایگزین یا مکمل ارائه می‌دهند، به‌ویژه در مواردی که ساخت‌وساز در مقیاس بزرگ امکان‌پذیر نباشد.

راه‌حل‌های سازه‌ای شامل سدها، خاکریز‌ها و آب‌بند‌هایی است که جریان آب را به صورت فیزیکی کنترل کرده و از سرریز شدن آن جلوگیری می‌کنند. سد‌ها مخازنی برای رهاسازی کنترل‌شده ایجاد می‌کنند، در حالی که خاکریز‌ها و آب‌بندها، کناره‌های رودخانه را برای مهار آب در حال افزایش تقویت می‌کنند.

راه‌حل‌های غیرسازه‌ای بر سیاست‌گذاری و فرآیند‌های طبیعی تمرکز دارند. برنامه‌ریزی کاربری زمین می‌تواند توسعه در مناطق پرخطر را محدود کند و مدیریت طبیعی سیل (NFM) از کاشت درخت، تالاب‌ها و مرمت پیچ‌وخم‌های رودخانه برای کاهش سرعت و جذب رواناب استفاده می‌کند.

یک استراتژی متعادل سیل، اقدامات سازه‌ای و غیرسازه‌ای را برای تاب‌آوری بلندمدت ترکیب می‌کند.

مبانی دفاع در برابر سیل

مهندسان مدت‌هاست که استراتژی‌های پیشگیری از سیل را توسعه داده‌اند، از روش‌های اولیه مانند خاکریز‌های خاکی، جوی‌های زهکشی و کاشت پوشش گیاهی برای مهار آب و جلوگیری از خسارت.

با صنعتی شدن و تغییر چرخه هیدرولوژیکی، تمهیدات دفاعی در مقیاس بزرگتری پدیدار شدند. سد‌ها و مخازن آب، آب اضافی را مدیریت می‌کردند، در حالی که دیوار‌های ساحلی، آبشکن‌ها و سیل‌بند‌ها از مناطق آسیب‌پذیر ساحلی و داخلی محافظت می‌کردند. با وجود این تلاش‌ها، خطر سیل همچنان رو به افزایش است و مهندسان در تلاشند تا جوامع را در امان نگه دارند.

خاکریز‌ها و خاکریزها: هنوز هم مرتبط هستند؟

خاکریز‌ها از کناره‌های رودخانه در برابر سیل محافظت می‌کنند، در حالی که آب‌بند‌ها زمین‌های پست را از دریا پس می‌گیرند. این سازه‌ها که در اصل از خاک یا خاک رس ساخته می‌شدند، در دوران پیشاصنعتی برای مهار آب به کار می‌رفتند.

با تشدید خطرات سیل، خاکریز‌ها و سد‌های مدرن تکامل یافتند. اکنون با بتن و سایر مصالح بادوام برای محافظت طولانی‌تر ساخته می‌شوند. آنها دفاع فوری ارائه می‌دهند، به خصوص زیرساخت‌های حیاتی نزدیک به بحرانی که در معرض موج‌های طوفان، افزایش سطح دریا و رودخانه‌های خروشان قرار دارند.

با این حال، ساخت و نگهداری آنها به منابع قابل توجهی - زمان، تخصص و بودجه - نیاز دارد. با گذشت زمان، افزایش جریان آب و فرسایش نیز به این معنی است که نگهداری مداوم ضروری است.

ایستگاه‌های پمپاژ و شبکه‌های زهکشی

ایستگاه‌های پمپاژ و شبکه‌های زهکشی نقش حیاتی در حفظ مناطق کم‌ارتفاع به عنوان مکانی امن برای زندگی و کار دارند. این سیستم‌ها با هم کار می‌کنند تا آب اضافی را از خیابان‌ها، ساختمان‌ها و زمین‌های کشاورزی دور کنند، به خصوص در مناطقی که نیروی جاذبه به تنهایی کافی نیست.

شبکه‌های زهکشی، آب‌های سطحی و آب‌های ناشی از طوفان را جمع‌آوری کرده و از طریق لوله‌ها و کانال‌ها به ایستگاه‌های پمپاژ هدایت می‌کنند. سپس پمپ‌ها به آب کمک می‌کنند تا به آرامی به رودخانه‌ها، مخازن یا دریا تخلیه شود و از تجمع آب در مناطق آسیب‌پذیر جلوگیری شود.

به عنوان بخشی از استراتژی‌های گسترده‌تر کاهش سیل، این سیستم‌های مهندسی‌شده برای محافظت از مناطق شهری و زیرساخت‌ها در برابر افزایش آب، به‌ویژه در هنگام بارندگی شدید یا جزر و مد، ضروری هستند.

چرا نوآوری در پیشگیری از سیل ضروری است؟

در فوگرو، ما اقدامات مرسوم حفاظت در برابر سیل را با راه‌حل‌های نوآورانه‌ای که برای کار در کنار یکدیگر طراحی شده‌اند، ترکیب می‌کنیم. سیستم‌های اولیه‌ای که برای جلوگیری از سیل ایجاد شده‌اند، مبتنی بر فرضیات منسوخ‌شده بودند. امروزه ما ازنقشه‌برداری و مدل‌سازی سیل با وضوح بالا برای درک اینکه چگونه عدم قطعیت اقلیمی بر آب‌های ما تأثیر می‌گذارد و این برای استراتژی‌های حفاظت از سیل چه معنایی دارد.

مدیریت سیل مبتنی بر داده

کنترل سیل مدرن به اطلاعات به‌موقع و دقیق بستگی دارد. در Fugro، ما دوقلو‌های دیجیتال، حسگر‌های بلادرنگ و تجزیه و تحلیل‌های پیش‌بینی‌کننده را برای ردیابی حرکت آب و مدل‌سازی سناریو‌های سیل با دقت ترکیب می‌کنیم. این امر تصمیم‌گیری هوشمندانه‌تری را امکان‌پذیر می‌کند - چه تنظیم چگونگی تخلیه آهسته آب از زمین‌های پست باشد و چه محافظت از ساختمان‌ها و زیرساخت‌ها با هشدار‌های سیل قبل از وقوع سیل.

با افزایش نوسانات اقلیمی، کاهش سیل مبتنی بر داده‌ها به حفظ امنیت جوامع کمک می‌کند. اما برای اینکه واقعاً مؤثر باشد، باید پنج چالش کلیدی پیش روی کنترل سیل مدرن را برطرف کند:

1. کمبود داده‌ها - بسیاری از مناطق هنوز فاقد نظارت بلادرنگ یا سوابق تاریخی برای برنامه‌ریزی هستند.
2. زیرساخت‌های فرسوده - سیستم‌های قدیمی برای شرایط آب و هوایی نامساعد امروزی طراحی نشده‌اند.
3. تراکم شهری - محیط‌های با ساخت‌وساز بالا، فضای کمی برای زهکشی طبیعی باقی می‌گذارند.
4. نوسانات آب و هوایی - تغییرات ناگهانی در میزان بارندگی، سطح دریا و شدت طوفان، استحکامات موجود را تحت فشار قرار می‌دهد.
5. هماهنگی بین حوزه‌های قضایی - رودخانه‌ها و خطوط ساحلی از مرز‌های سیاسی پیروی نمی‌کنند و نیازمند مدیریت یکپارچه هستند.

با غلبه بر این موانع، سیستم‌های داده‌محور می‌توانند نحوه برنامه‌ریزی، پاسخ و سازگاری ما با تهدیدات فزاینده را متحول کنند.

رویکردی مبتنی بر داده‌های جغرافیایی برای کاهش خطر سیل

بررسی سایت برای برنامه‌ریزی هوشمند

برای شناسایی مؤثرترین استراتژی‌های حفاظت در برابر سیل، امری اساسی است. با جمع‌آوری داده‌های ژئوتکنیکی از طریق نمونه‌برداری خاک، بررسی‌های هیدروگرافی و ژئوفیزیکی، در کنار آزمایش‌های آزمایشگاهی و درجا، ما پروفایل‌های ریسک دقیقی ایجاد می‌کنیم که به تصمیم‌گیری‌های هوشمندانه‌تر در مورد زیرساخت‌ها کمک می‌کند.

مدل‌سازی زیرسطحی برای یکپارچگی زیرساخت‌ها

اگرچه درک رفتار سیلاب سطحی بسیار مهم است، ارزیابی تأثیر آن در زیر زمین نیز به همان اندازه مهم است. فونداسیون‌ها و دارایی‌های مدفون به ویژه در برابر خسارات سیل آسیب‌پذیر هستند، و مدل‌سازی زیرسطحی را به یک جزء اساسی در برنامه‌ریزی مقاوم در برابر سیل تبدیل می‌کند.

با استفاده از تکنیک‌هایی مانند بررسی‌های لرزه‌نگاری، ما اطلاعات دقیقی در مورد شرایط زیرزمینی جمع‌آوری می‌کنیم. این داده‌ها ساختار‌های زمین‌شناسی، مانند گسل‌ها و چین‌ها، و خواص مواد از جمله تخلخل، نفوذپذیری و نوع سنگ را آشکار می‌کند. با این بینش‌ها، می‌توانیم سیل‌بند‌های قوی‌تری طراحی کنیم، فونداسیون‌ها را حفظ یا احیا کنیم و از زیرساخت‌های حیاتی در برابر خسارات مرتبط با سیل محافظت کنیم.

سیستم‌های نظارت و هشدار زودهنگام در لحظه

ویر ژئو® پلتفرم پیشرفته مدیریت و تحلیل داده‌های جغرافیایی ما، بینشی بلادرنگ از شرایط سیل ارائه می‌دهد و امکان واکنش سریع‌تر و تاب‌آوری هدفمند را فراهم می‌کند.

VirGeo® با ردیابی مداوم سطح آب، الگو‌های جریان و عملکرد دفاعی در طول وقایع سیل، از استراتژی‌های مؤثر کاهش و نگهداری پشتیبانی می‌کند. دسترسی به داده‌های دقیق و به‌روز، شما را قادر می‌سازد تا شرایط متغیر را پیش‌بینی کرده و از دارایی‌های آسیب‌پذیر به صورت پیشگیرانه محافظت کنید.

مدیریت مناطق ساحلی با داده‌های عمق‌سنجی

مناطق ساحلی کم‌ارتفاع با تهدید‌های فزاینده‌ای رو‌به‌رو هستند، زیرا تغییرات اقلیمی رفتار اقیانوس را تغییر داده و فرسایش را تسریع می‌کند. بررسی‌های پیشرفته لیدار دریایی و عمق‌سنجی، نقشه‌برداری با وضوح بالا از این مناظر پویا را در طول زمان امکان‌پذیر می‌کند و مناطقی را که بیشتر در معرض خطر فرسایش ساحلی و سیل هستند، مشخص می‌کند.

این داده‌های دقیق، زیربنای برنامه‌های جامع حفاظت در برابر سیل است که راه‌حل‌های طبیعی و مهندسی‌شده را با هم ادغام می‌کند.

نقشه‌برداری ساحلی با وضوح بالا

برای شناسایی مناطق آسیب‌پذیر، فراهم کردن اقدامات حفاظتی فوری برای جوامع در معرض خطر و حمایت از احیای فرآیند‌های طبیعی در مواردی که تاب‌آوری بلندمدت مورد نیاز است، ضروری است.

همکاری با طبیعت، نه مقابله با آن

حفاظت و احیای سیستم‌های طبیعی به کاهش سرعت و ذخیره سیلاب کمک می‌کند. بهترین استراتژی‌های حفاظت در برابر سیل، راهکار‌های مبتنی بر طبیعت را با پدافند‌های مهندسی‌شده ترکیب می‌کنند تا اثرات سیل را به طور مؤثر کاهش دهند.

زیرساخت‌های سبز در محیط‌های شهری

در شهرها، زیرساخت‌های سبز، مانند باغ‌های بارانی، سقف‌های سبز و پیاده‌رو‌های نفوذپذیر، با تقلید از فرآیند‌های طبیعی، آب‌های سطحی را مدیریت می‌کنند. این ویژگی‌ها رواناب را کاهش می‌دهند، فشار بر سیستم‌های زهکشی را کم می‌کنند و از چرخه آب پشتیبانی می‌کنند و در عین حال مزایای زیست‌محیطی و اجتماعی را نیز به همراه دارند.

احیای دشت‌های سیلابی طبیعی

دشت‌های سیلابی طبیعی با کند کردن و ذخیره سیلاب، به عنوان ضربه‌گیر عمل می‌کنند و جریان آن را به سمت پایین‌دست کاهش می‌دهند. اتصال مجدد رودخانه‌ها به دشت‌های سیلابی می‌تواند به مدیریت طبیعی‌تر سرریز کمک کند و بخش کلیدی از تاب‌آوری چشم‌انداز در برابر سیل را بازیابی کند.

جنگل‌های حرا، تالاب‌ها و مناطق حائل ساحلی

تالاب‌های ساحلی، جنگل‌های حرا و مناطق حائل، رسوبات را به دام می‌اندازند و انرژی امواج را جذب می‌کنند و از خطوط ساحلی در برابر بالا آمدن آب و طوفان‌ها محافظت می‌کنند. احیای این زیستگاه‌ها، استحکامات طبیعی را که اغلب توسط فعالیت‌های انسانی تخریب شده‌اند، تقویت می‌کند.

ترکیب پدافند طبیعی در برابر سیل با حفاظت مصنوعی

اگرچه مدیریت طبیعی سیل از تنوع زیستی و کیفیت آب پشتیبانی می‌کند، اما برای توسعه به زمان و مکان نیاز دارد و نمی‌تواند محافظت فوری در برابر سیل را فراهم کند. راه‌حل‌های مهندسی‌شده مانند خاکریز‌ها و آب‌بند‌ها برای دفاع سریع و قابل اعتماد، به ویژه برای حفاظت از زیرساخت‌های حیاتی، همچنان ضروری هستند.

نقش همکاری در پیشگیری از سیل

این موضوع بر همه ما تأثیر می‌گذارد. دیگر نظارت و اجرای استراتژی‌ها برای جذب آب و محافظت از ما در برابر سیل بر عهده گروه‌های اقدام سیل نیست. یک رویکرد مشارکتی شامل دولت، شرکت‌های آب و برق، ذینفعان و جوامع، بهترین راهکار ما برای مقابله با تغییرات اقلیمی و ایجاد تاب‌آوری در برابر سیل است.

همکاری با دولت‌ها و سازمان‌های خدماتی

مانند اکثر سناریو‌های مبتنی بر ریسک، ما از نهاد‌های حاکم انتظار داریم سیاست‌هایی را تدوین کنند که در درجه اول از جوامع ما محافظت کنند. ما در حال حاضر شاهد این موضوع در کشور‌هایی مانند بریتانیا هستیم، جایی که شهردار لندن پیشنهاد می‌دهد که برای هر کسی که مسیر‌های ورودی آسفالت شده دارد (و از راه‌حل‌های نفوذپذیر استفاده نمی‌کند)، سالانه «هزینه آب‌های سطحی» تعیین شود.

مشارکت ذینفعان و تاب‌آوری جامعه

زیرساخت‌های سبز، مانند بام‌های سبز و باغ‌های بارانی، می‌توانند در ساختمان یا خانه اجرا شوند. با آموزش در مورد خطرات و ارائه مشاوره به مدیران ساختمان، ذینفعان و جامعه در مورد مزایای آنها، می‌توان تعداد بیشتری از این سازه‌ها را در سراسر شهر‌ها و شهرستان‌ها اجرا کرد.

داده‌های باز و تصمیم‌گیری شفاف

تمام موارد فوق با آگاهی شروع می‌شود. با ارائه داده‌های باز و در دسترس عموم قرار دادن نقشه‌های سیل، به همه افراد درگیر این امکان را می‌دهد که تهدید را درک کرده و تصمیمات آگاهانه بگیرند. بدون این داده‌ها، تدوین سیاست‌ها و همراه کردن ذینفعان و جوامع با آینده دشوارتر است.

نسل بعدی ابزار‌های پیشگیری از سیل

فناوری‌های نوظهور مانند مدل‌سازی هوش مصنوعی، حسگر‌های خودکار و دوقلو‌های دیجیتال، نحوه پیش‌بینی، نظارت و کاهش خطر سیل را از نو تعریف می‌کنند.

مدل‌سازی پیش‌بینی مبتنی بر هوش مصنوعی

توسط مدل‌سازی چرخه هیدرولوژیکی، می‌توانیم پیش‌بینی کنیم که آب در بدترین سناریو‌ها چگونه رفتار خواهد کرد. ابزار‌های جدید اکنون پیش‌بینی‌های مبتنی بر هوش مصنوعی را که از داده‌های تاریخی سیل و داده‌های جغرافیایی حاصل از تحقیقات میدانی استفاده می‌کنند، ادغام می‌کنند تا املاک و مناطقی را که بیشترین خطر را دارند، شناسایی کنند.

اگرچه این رویکرد هنوز در حال توسعه است، فوگرو آن را در باد هامبورگ آلمان به کار گرفته و یک شبیه‌سازی بصری از رواناب آب در طول رویداد‌های شدید آب و هوایی ایجاد کرده است. این امر به ذینفعان بینش لازم را برای توسعه و اجرای استراتژی‌های مؤثرتر مدیریت سیل داد.

راهکار‌های سنجش از دور و خودکار

با پویاتر شدن شرایط، نقشه‌برداری از راه دور نقش فزاینده‌ای در واکنش به سیل ایفا می‌کند. راهکار‌های خودگردان امکان ثبت سریع‌تر داده‌ها و کاهش نیاز به پرسنل در محل را فراهم می‌کند. این امر نه تنها ایمنی را بهبود می‌بخشد، بلکه امکان ارزیابی سریع پس از وقایع بزرگ سیل را نیز فراهم می‌کند.

فناوری‌هایی مانند جمع‌آوری داده‌ها با پهپاد و بررسی‌های دریایی از راه دور، تصویر واضحی از آسیب به زیرساخت‌ها و فونداسیون‌ها ارائه می‌دهند. این امر از تصمیم‌گیری سریع و مبتنی بر بینش در مورد بازیابی و تعمیر پشتیبانی می‌کند.

دوقلو‌های دیجیتال زیرساخت

فناوری دوقلو‌های دیجیتال با ایجاد مدل‌های مجازی پویا از دنیای واقعی، خطوط ساحلی، رودخانه‌ها و زیرساخت‌های شهری، در حال تغییر شکل نحوه برنامه‌ریزی و واکنش ما به ریسک‌های فزاینده است. دوقلو‌های دیجیتال به ما اجازه می‌دهند شبیه‌سازی کنیم که چگونه سناریو‌های سیل ممکن است تحت شرایط مختلف رخ دهند.

در Fugro، ما از دوقلو‌های دیجیتال برای ترکیب داده‌های جغرافیایی با وضوح بالا با ورودی‌های بلادرنگ مانند بارندگی، جزر و مد و جریان رودخانه استفاده می‌کنیم. این به مقامات و برنامه‌ریزان کمک می‌کند تا سناریو‌های «چه می‌شود اگر» را بررسی کنند: اگر سطح دریا سریع‌تر از حد انتظار بالا برود چه اتفاقی می‌افتد؟ طوفانی که هر ۱۰۰ سال یک بار رخ می‌دهد چگونه بر ساختمان‌های اطراف تأثیر می‌گذارد؟ چه موانعی وجود خواهد داشت و نقاط فشار در کجا ظاهر می‌شوند؟

با این بینش، می‌توانیم تاب‌آوری زیرساخت‌ها را آزمایش کنیم، استراتژی‌های واکنش را بهینه کنیم و کاهش اثرات سیل در درازمدت را تقویت کنیم، همه در یک محیط مجازی بدون ریسک. دوقلو‌های دیجیتال، شفافیت را به عدم قطعیت می‌آورند و از تصمیم‌گیری‌های بهتر قبل، حین و بعد از سیل پشتیبانی می‌کنند.

از طرح‌ها تا عمل

استراتژی‌های پیشگیری از سیل تنها به اندازه اجرای آنها در دنیای واقعی قوی هستند. تبدیل داده‌ها به تصمیمات و تصمیمات به حمایت‌های پایدار، نیازمند سرمایه‌گذاری پایدار، هماهنگی سیاست‌ها و درک مشترک از ریسک است.

تحلیل بودجه و هزینه-فایده

اقدامات پیشگیرانه سیل اغلب با محدودیت‌های بودجه‌ای مواجه هستند، با این حال ارزش بلندمدت آنها بسیار بیشتر از هزینه‌های واکنشی است. زیرساخت‌های سبز، خاکریز‌ها و سیستم‌های هشدار اولیه، خسارات را کاهش می‌دهند، از جان انسان‌ها محافظت می‌کنند و دارایی‌های عمومی را حفظ می‌کنند.

در مقابل، هزینه‌های بازیابی پس از فاجعه، از جمله بازسازی خانه‌ها، جاده‌ها و خدمات عمومی، همچنان در حال افزایش است. تنها در سال ۲۰۲۲، خسارات سیل جهانی از ۸۰ میلیارد دلار فراتر رفت. دولت‌ها باید هزینه اولیه تاب‌آوری را در برابر هزینه بسیار بیشتر عدم اقدام بسنجند.

شکاف‌های سیاست‌گذاری و مقررات

بسیاری از ضوابط برنامه‌ریزی هنوز بر اساس فرضیات قدیمی اقلیمی عمل می‌کنند و نمی‌توانند شرایط هیدرولوژیکی امروز را منعکس کنند. مقررات ساختمانی، قوانین منطقه‌بندی و سیاست‌های کاربری زمین باید برای برآورده کردن واقعیت‌های افزایش سطح دریا و بارندگی شدید، تکامل یابند.

در کشور‌هایی مانند هلند، برنامه‌ریزی شهری مقاوم در برابر سیل در سیاست‌ها گنجانده شده است، اما این سطح از آینده‌نگری هنوز یک استثنا است، نه یک قاعده. از بین بردن شکاف نظارتی، کلید اصلی برای نهادینه کردن تاب‌آوری در برابر سیل است.

پل زدن بر شکاف دانش

کاهش مؤثر سیل بستگی به درک مشترک بین مهندسان، برنامه‌ریزان و جوامع در معرض خطر دارد. این فقط مربوط به طراحی مداخلات مناسب نیست؛ بلکه مربوط به اطمینان از دسترسی افراد مناسب به اطلاعات صحیح است.

فوگرو با ارائه مدل‌سازی دقیق خطر سیل از طریق یک پلتفرم متن‌باز، از این امر پشتیبانی می‌کند و به اطمینان حاصل می‌شود که همه، از مسئولان شهر گرفته تا ساکنان، میزان مواجهه خود را درک کرده و می‌توانند بر اساس آن اقدام کنند. با دید بهتر، تصمیمات بهتری گرفته می‌شود و پاسخ جمعی قوی‌تری به فشار‌های اقلیمی داده می‌شود.

نوآوری برای جهانی مقاوم در برابر آب

با شتاب گرفتن تغییرات اقلیمی و تشدید خطرات سیل، دیگر روش‌های دفاعی سنتی به تنهایی نمی‌توانند همگام با آن پیش بروند. نوآوری در کنترل سیل با استفاده از دوقلو‌های دیجیتال.

مدل‌سازی پیشرفته هیدرولوژیکی، زیرساخت‌های تطبیقی و راه‌حل‌های مبتنی بر طبیعت، برای حفاظت از جوامع، زیرساخت‌ها و اکوسیستم‌ها ضروری است. آینده تاب‌آوری در برابر آب به ادغام علم، فناوری و دانش محلی برای طراحی سیستم‌هایی بستگی دارد که نه تنها در برابر رویداد‌های شدید مقاومت می‌کنند، بلکه با آنها سازگار شده و تکامل می‌یابند.

فوگرو متعهد به حمایت از این تحول است. با ارائه داده‌های جغرافیایی با وضوح بالا، تجزیه و تحلیل‌های پیش‌بینی‌کننده و بینش‌های عملی، ما مهندسان، برنامه‌ریزان و تصمیم‌گیرندگان را قادر می‌سازیم تا زیرساخت‌های هوشمندانه‌تر و مقاوم‌تری بسازند. داده‌های دسترسی آزاد و رویکرد مشارکتی ما به پر کردن شکاف بین آگاهی از ریسک و اقدام اقلیمی کمک می‌کند و تضمین می‌کند که چالش‌های آبی فردا با دوراندیشی و دقت برطرف شوند.

سخن آخر

«خطرات سیل فردا، راهکار‌های جسورانه‌ی امروز را می‌طلبد. با داده‌ها، ابزار‌ها و مشارکت‌های مناسب، پیشگیری امکان‌پذیر است.»