打造防飓风新奥尔良的 5 个大胆想法

现在你知道工程师们早就预测到了新奥尔良将遭遇的灾难性洪水。但你可能没有意识到，卡特里娜飓风——8 月 29 日在路易斯安那州登陆时是 4 级飓风——并不是最坏的情况。最坏的情况是 5 级飓风的直接袭击，风暴潮会冲过城市的堤坝，几分钟内淹没新奥尔良。任何无视疏散命令的人都会被淹死。

新奥尔良需要的保护比仅靠堤坝所能提供的更多。但在路易斯安那州，一项全面的防洪计划屡遭拒绝——环保主义者担心其对生态系统的影响，渔民担心生计受到影响，工程师因相互竞争的方案而陷入僵局，行政人员则认为计划过于昂贵而予以驳回。

卡特里娜飓风改变了一切。所有想法——无论多么昂贵或多么牵强——都重新摆上了台面。最终，官员们可能会选择“创可贴”式的方法。他们不应该这样做。仅仅依靠修补过的旧堤坝就像要求美国边境巡逻队抵御一场全面的军事入侵一样。

保护新奥尔良需要一系列协同工作的技术。我们咨询了来自世界各地的专家，确定了五种创新解决方案，这些解决方案可以共同提供五级防御。尽管这样的系统需要对新奥尔良及其大部分附近海岸线进行彻底改造，但其回报是这座城市比其他任何城市都更能抵御自然灾害。以下是我们保护这座城市的愿景。

海门
利用巨大的充气墙阻挡风暴潮

历史
卡特里娜飓风带来的海浪削弱了堤坝，这些堤坝原本是用来阻止庞恰特雷恩湖水位八英尺以下的城市的。大约 580 亿加仑的水（约占湖水容量的 3%）淹没了超过四分之三的城市。

自 20 世纪 60 年代以来，工程师们就一直考虑安装水闸，在飓风来袭时关闭，以防止风暴潮倒灌入湖中。但这一想法在 1977 年被放弃，因为人们担心水闸会阻碍海洋生物和营养物质随潮汐来回移动。

类似的闸门已经保护荷兰和英国免受北海猛烈风暴和潮汐冲击，威尼斯也正在建设中。和新奥尔良一样，威尼斯位于海平面以下，位于一个缓慢下沉的泻湖内。到 2011 年，威尼斯的工程师将在三个将泻湖与亚得里亚海隔开的入口处安装 78 道钢筋混凝土屏障。这一系列屏障的总长度将近一英里，比将新奥尔良与墨西哥湾隔开所需的距离还要长。“我认为你可以在新奥尔良建立一个类似于我们现在在威尼斯建造的解决方案，”该项目的管理工程师 Maria Teresa Brotto 说。

规格
一排巨大的海闸将横跨连接庞恰特雷恩湖和墨西哥湾的两条狭窄水道，分别位于里戈莱茨和谢夫门特尔水道。天气晴朗时，这些空心闸门将充满水，总长约 3,000 英尺。它们将紧贴海底，不会干扰海洋生物或潮汐。

一旦暴风雨来袭，压缩机泵就会将空气压入闸门内的密封腔，使闸门浮起来。每扇铰链闸门的一侧将固定在海底的混凝土基础上；另一侧将浮出水面。

威尼斯项目首席设计师 Alberto Scotti 表示，他的海闸可以抵御高达 16 英尺的巨浪。为了抵御 5 级风暴，路易斯安那州的海闸需要加固以应对时速高达 160 英里的风。这些海闸还必须比威尼斯的海闸更高。“我们知道，卡特里娜飓风在某些地方造成了 27 英尺高的风暴潮，”美国陆军工程兵团新奥尔良地区公共事务官 Susan Jackson 说道。

挑战
最大的障碍是成本，预计成本在 5 亿美元到 10 亿美元以上。

状态
陆军工程兵团工程师正在评估几种概念。初步的飓风防护建议
将于初夏到期。

人工湿地
迅速恢复大自然抵御风暴的屏障！

历史
大片沼泽保护着新奥尔良免受外海侵袭，但它们正以每 30 分钟一英亩的速度缩小。自 1930 年以来，已有超过 1,500 平方英里的沼泽消失。到 2050 年，目前受湿地保护的内陆海岸线的三分之一将暴露在外海。

石油和天然气行业是导致这一现象的主要原因。开发商在脆弱的湿地中挖掘了至少 9,000 英里的运河，以获取石油和天然气储备并开辟可航行的水道。这些运河随着潮汐将咸水引向内陆，淹没了习惯于浅淡水的湿地植物。

路易斯安那州自然资源部、美国陆军工程兵团、美国环境保护署以及州和联邦机构旨在通过一项耗资 140 亿美元、为期 30 年的湿地恢复计划（名为“海岸 2050”）来扭转这种破坏。该计划成功的关键是通过巨大的管道将密西西比河的沉积物泵入周围的沼泽和湿地。几十年后，这将填满空地并刺激本地植被的蔓延。然而，在短期内，生物学家正在识别能够适应更咸、更深的水域的湿地植物。到目前为止，用这些植物恢复受损区域的努力进展缓慢。这是因为湿地恢复的典型方法是手工种植草和树——这个过程既繁琐又昂贵。

路易斯安那州立大学农业中心的遗传学家 Herry Utomo 有一个更好的主意：通过基因改造使湿地草类能够在几乎任何环境中生长，无论是深水还是浅水，咸水还是淡水。实验中的草类将结出健壮的种子，这些种子在被农作物喷洒机空投后很容易发芽——不再需要手工种植。

规格
过去六年来，乌托莫和他的研究团队一直在一块占地四分之三英亩的试验田里选择性培育 13 种盐草和加州蓝草。他们还在实验室里努力寻找可以整合到正在进化的草类作物 DNA 中的耐盐基因。

2 月份，乌托莫将进行首次大规模田间试验，将 100 磅增强型种子撒在路易斯安那州的沼泽地上。如果规模大得多，这种修复方法每英亩的成本可能只有 10 美元。手工种植的成本通常为每英亩 3,500 美元或更多。

挑战
如果测试顺利，重建所有被毁的东西仍需要几十年的时间。“但至少我们能够很快恢复一些地区，”乌托莫说。“按照目前的损失速度，我们必须采取一些措施来加快恢复速度。”

状态
乌托莫表示，还需要两到三年的时间才能开发出大规模的种子生产，并开始认真恢复湿地。

大型管道
建立地下系统以保持城市干燥

历史
卡特里娜飓风登陆后不久，罗伯特·比亚就组织了一支临时工程师小组前往新奥尔良。比亚是加州大学伯克利分校的土木与环境工程教授，他受美国陆军工程兵团邀请前往路易斯安那州调查卡特里娜飓风的后果。他立即面临的一个问题是，一旦这座地势低洼的城市被洪水淹没，如何将水引出。他将此部分归咎于新奥尔良纵横交错的明渠。在暴风雨期间，这些运河可能会溢出或完全崩塌，将数百万加仑的水倾泻到周围的社区。从那里，水无处可去。

规格
贝亚建议废除运河，代之以地下混凝土水闸，即箱形涵洞，形成一个巨大的管道系统，将洪水排出城市。这些涵洞埋在几英尺厚的地被下，至少有 10 英尺高、20 英尺宽。

“目前的运河是洪水泛滥的动脉，”比亚说。“我们应该填平它们，在它们上面建造漂亮的公园，并在其下方建造排水系统。它就像你淋浴间的管道一样。”
然而，由于新奥尔良位于海平面以下，该系统不能依靠重力将水输送到山上并返回庞恰特雷恩湖。为此，Bea 建议使用一套重型、防风暴的水泵 - 这些水泵是装甲的、柴油驱动的，并且位于高地，这样无论大自然给它们带来什么，它们都能继续运行。

挑战
这项技术很简单，但将运河改造成涵洞需要
贝亚估计，这是一项巨大的工程，每英里运河的成本约为 100 万美元。（该市的三条主要运河——第 17 街运河、伦敦运河和奥尔良运河——及其支流延伸约 50 英里，工业水道又延伸了 50 英里。）

状态
参观完新奥尔良后，比亚起草了一份题为“我们现在该做什么？”的白皮书，概述了他的涵洞计划。他认为，至少应该封闭该市的三条主要运河。但官员们并没有做出任何承诺。

社区避风港

将城市划分为多个区域，以便洪水仅限于较小的区域

历史
潜艇和航空母舰被分成许多舱室。如果其中一个舱室开始漏水，船员可以密封舱口并隔离被水淹没的舱室，以免整艘船沉没。路易斯安那州水资源研究所前所长、退休土木工程教授约瑟夫·苏海达 (Joseph Suhayda) 表示，这一策略可以很容易地融入新奥尔良的新堤坝系统中。他说，在目前的系统下，“如果堤坝垮塌，就没有内部水管理。”

规格
苏海达的解决方案是建立一个相互连接的加固防洪墙网络，将新奥尔良划分为他所称的“社区避风港”。他解释说：“城市中存在天然的地形山脊，可以将它们连接在一起并细分，从而将城市划分为多个区域。这样，如果某个地方出现泄漏或裂口，就可以将水挡住。”
社区避难所防洪墙不会像现有的土堤那样引人注目，土堤每增加一英尺高度，大约需要三英尺的宽度。用于隔断城市的防洪墙将类似于高速公路两侧的狭窄混凝土隔音屏障。地面街道将穿过钢制防洪闸。

如果暴风雨的潮水冲破庞恰特雷恩湖沿岸的土堤，防洪闸门将自动关闭，阻止洪水向南蔓延至城市。苏海达建议在医院、发电站、疏散避难所、警察局和消防局以及其他重要建筑周围设置第二层防洪墙。“你要确保即使城市被洪水淹没，关键地点也不会被淹没，”他说。

苏海达估计，建造防洪墙网络的成本不到 10 亿美元，并表示可以在两到三年内完成。“我们可以将新奥尔良的一些内部地形连接起来，”他说，“并立即提供防洪保护。”

挑战
即使是最美观的防洪墙也会改变新奥尔良的特色——阻挡光线和视野，并形成孤立的街区。

状态
总部位于路易斯安那州的 Hesco 公司
Bastion 设计了一款名为 Concertainer 的产品，它看起来像一个 15 英尺长的冰盘，可以装满泥土或沙子，然后像乐高积木一样堆叠起来。一堵用 Concertainer 制成的墙安然无恙地矗立在庞恰特雷恩湖沿岸，经受住了卡特里娜飓风的袭击。但到目前为止，还没有官方计划建造类似的墙来包围和保护社区。

两栖房屋
建造可兼作救生筏的地基，在其他防洪机制失效时将房屋抬升至安全位置

历史
荷兰纳税人已经花费了 80 多亿美元来阻挡海水，但他们的防御措施并非万无一失。作为备用措施，工程师们正在试验设计能够抵御洪水侵袭的房屋和企业，这些房屋和企业位于洪水之上。在马斯博默尔镇，建筑公司 Dura Vermeer 目前正在完成一个由 34 栋“两栖建筑”组成的原型社区。
房屋”设计成漂浮在洪水之上。“荷兰人与洪水抗争了好久，”公司发言人 Dick van Gooswilligen 说。“因此，我们决定尝试在水周围创建基础设施和环境，而不是将其视为威胁。”如果其他机制能够发挥作用，这一概念可以在新奥尔良发挥作用，以保护最脆弱的社区——那些最靠近堤坝或最远离海平面的社区
无法保持城市干燥。

规格
在马斯博梅尔，每栋价值 35 万美元的房屋都用螺栓固定在混凝土地基上，该地基既可用作地下室，又可用作救生筏。在陆地上，防水地基由一组钢柱支撑。当洪水到达房屋底部时，房屋开始从柱子上升起，必要时可升至 18 英尺。为了防止房屋漂走，两个较高的系泊柱穿过房屋上的套管。这使得浮力结构可以随着洪水轻轻地上升和下降，就像码头上的浮动码头在涨潮和退潮时上下起伏一样。灵活的公用设施管道可在暴风雨期间保护天然气和管道连接以及电力。“这些房屋不一定能防飓风，”范·古斯-威利根说。堤坝和海闸 [见第 58 页] 仍需吸收风暴潮的冲击力。“但 [这些房屋] 在新奥尔良卡特里娜飓风过后的洪水中还能发挥作用。”

最终，整个城市街区都可以建在巨大的驳船上。天气晴朗时，驳船将停在干地上的凹陷外壳中，几乎不会被人注意到，直到洪水涌入，城市的部分地区开始漂浮。工程师甚至可能拆除新奥尔良最容易发生洪水的地区的堤坝。在这个新建成的滨水区内，整个街区都将建在漂浮的驳船上。

挑战
将被卡特里娜飓风夷为平地的约 5 万栋房屋改造成浮动建筑将耗资 180 亿美元，几乎是重建传统房屋成本的两倍。但即使只是城市的一小部分（可能是购物区、公园或海滨景点）效仿荷兰系统，也可以为未来的两栖社区争取公众支持。

状态
目前，新奥尔良市的官员尚未考虑将两栖房屋纳入重建计划。如果荷兰的实验房屋在下一次洪水中完好无损，情况可能会有所改变。