Vor Jahrhunderten wimmelte es in Flussmündungen auf der ganzen Welt von Vögeln und es herrschte ein turbulentes Treiben in Fischschwärmen. Ihre Sumpfgebiete und endlosen Kanalabschnitte verschmolzen mit dem graublauen Horizont.
Schneller Vorlauf bis heute und in Flussmündungen wie New Yorker Hafen, Bucht von San Francisco Und Miamis Biscayne Bay– Gebiete, in denen Flüsse auf das Meer treffen – 80 bis 90 % dieses Lebensraums sind überbaut.
Das Ergebnis war Umweltkollaps von Mündungslebensräumen und der Verlust von Pufferzonen Dies trug dazu bei, Städte vor Sturmfluten und dem Anstieg des Meeresspiegels zu schützen. Doch der Schaden beschränkt sich nicht nur auf das, was an Land sichtbar ist.
Unter der Oberfläche vieler der verbleibenden Wasserstraßen hat eine andere Form der Urbanisierung die Anfälligkeit der Küsten gegenüber extremen Stürmen und dem Anstieg des Meeresspiegels langsam erhöht: Umfangreiche Bagger- und Ingenieurprojekte haben dazu geführt die Tiefe der Schifffahrtskanäle mehr als verdoppelt seit dem 19. Jahrhundert.
Einige dieser ozeanischen Autobahnen ermöglichen riesige Containerschiffemit einem Tiefgang von 50 Fuß unter der Wasserlinie und einer Länge von fast einer Viertelmeile, um in ehemals flache Gebiete zu gleiten. Ein Beispiel ist Newark Bay in New Jersey, wo es nur wenige gab 10 Fuß (3 Meter) tief in den 1840er Jahren ist aber heute 50 Fuß (15 Meter) tief.
Das Ausbaggern tiefer Kanäle hat zur Folge, dass das Wasser mit jeder Flut oder jedem Sturm auch leichter in die Flussmündungen ein- und austritt. In diesen ausgebaggerten Kanälen ist die natürlicher Strömungswiderstand Die durch einen rauen und flachen Gerinneboden entstehende Wassermenge wird reduziert. Bei weniger Reibung kann das dazu führen größere Fluten und Sturmfluten.
Als Küsteningenieure und OzeanographenWir Studieren Sie die Physik der Küstenmeere und Sturmflut. Es gibt Lösungen für die Probleme, die die „Flutmündungsurbanisierung“ verursacht, wenn die Menschen bereit sind, Kompromisse einzugehen.
Eine unbeabsichtigte Nebenwirkung des Baggerns
Die Auswirkungen der Baggerarbeiten sind am deutlichsten an den täglichen Gezeiten zu erkennen im letzten Jahrhundert größer geworden in vielen Flussmündungen und verschärfte die Überschwemmungen in vielen Städten, wie unsere Untersuchungen zeigen.
Der Gezeitenbereich – die durchschnittliche Schwankung zwischen Flut und Ebbe – hat verdoppelte sich in mehreren Flussmündungen und veränderte sich in anderen erheblich. Infolgedessen steigen die Hochwasserstände oft schneller an als der Meeresspiegel, was die Folgen verschlimmert.
Die häufigste Ursache für diese größeren Gezeiten ist die Urbanisierung der Flussmündungen.
Zum Beispiel in Miami, wo sich die Gezeitenspanne fast verdoppelt hat, a Hauptbeitragszahler sind der Bau und die Baggerarbeiten eines fast 50 Fuß tiefen (15 Meter) und 500 Fuß breiten (150 Meter) Hafeneinfahrtskanals ab dem frühen 20. Jahrhundert.
In New York City kommt es heute in einigen Vierteln im Süden von Queens pro Jahr zu 15 kleineren Flutüberschwemmungen. Computermodelle zeigen, dass diese Überschwemmungen zu etwa gleichen Teilen durch verursacht werden Anstieg des Meeresspiegels und Landschaftsveränderungen, einschließlich Baggerarbeiten und Feuchtgebietssanierung Projekte, die Feuchtgebiete auffüllen, um Industriestandorte, Flughäfen und Stadtviertel zu errichten.
Beweise und Computermodelle zeigen, dass jeder Hurrikan eine Sturmflut auslösen kann Teile von New York City, Jacksonville, Wilmington, Philadelphia, Südostflorida Und Südwest-LouisianaUnter anderem wird es aufgrund der Urbanisierung der Flussmündungen wahrscheinlich zu höheren Wasserständen kommen, was möglicherweise zu größeren Schäden in ungeschützten Regionen führen wird.
Diese Kosten sind weitgehend unbemerkt geblieben, da sich in den letzten 150 Jahren schrittweise Veränderungen vollzogen haben. Da jedoch der Anstieg des Meeresspiegels und heftige Stürme die Häufigkeit und Schwere von Überschwemmungen erhöhen, wird das Problem immer deutlicher.
Baulösungen für das Überschwemmungsproblem
Als Reaktion auf den steigenden Meeresspiegel erregt eine andere Form der Mündungsurbanisierung als mögliche Lösung neue Aufmerksamkeit.
Über Flussmündungen oder deren Zuflüsse werden geschlossene Sturmflutsperren oder Fluttore gebaut, damit diese bei Sturmflutereignissen geschlossen werden können. Einige Beispiele umfassen Hindernisse für New Orleans; London; Venedig, Italien; Und die Niederlande. Solche Barrieren werden zunehmend neben Deichsystemen zum Küstenschutz urbanisierter Flussmündungsküsten vorgeschlagen.
Das US Army Corps of Engineers vor kurzem Empfohlene Überflutungsbarrieren für 11 weitere Flussmündungendarunter in der Nähe von Miami, Jamaica Bay in Queens und Galveston, Texas.
Überspannungsbarrieren sind keine langfristigen Lösungen zu Überschwemmungen führen, die durch den Anstieg des Meeresspiegels verursacht werden, und ihre negativen Auswirkungen sind nach wie vor kaum bekannt.
Natürliche Lösungen
Auch Feuchtgebiete und Mangroven haben sich zu einer beliebten naturbasierten Lösung entwickelt.
Gemeinden und staatliche Mittel haben sich auf Versuche konzentriert, Feuchtgebiete als Puffer in Küstengebieten wiederherzustellen oder neue zu schaffen. Doch für den Hochwasserschutz ist diese Lösung in den meisten Hafenstädten wirkungslos, wie New Yorkaufgrund des Platzmangels.
Eine Sturmflut, die sich über eine Meile Sumpfgebiet erstreckt, kann um mehrere Zentimeter reduziert werden. Abhängig von den Eigenschaften der Website. Aber typische Uferpromenaden in städtischen Mündungsgebieten verfügen, wenn überhaupt, nur über mehrere Dutzend Fuß Freiraum, mit dem man arbeiten kann. Auf engstem Raum kann die Vegetation die Wellenbewegung am besten reduzieren ist häufig nicht das drängendste Problem für Städte an Flussmündungen, die normalerweise vor windgetriebenen Sturmwellen geschützt sind.
Infolgedessen können künstlich angelegte Feuchtgebiete zwar attraktiv, aber unwirksam sein, insbesondere wenn Trends bei Schiffsgrößen und Mündungsurbanisierung geht weiter.
Bessere Möglichkeiten, die Natur wieder zum Laufen zu bringen
Unsere Forschung offenbart eine Chance für Wissenschaftler, Ingenieure und die Gesellschaft insgesamt, in größeren Dimensionen zu denken – eine umfassendere Umgestaltung und Wiederherstellung der natürlichen Merkmale von Flussmündungen in Betracht zu ziehen, die einst Überschwemmungen abgemildert oder absorbiert haben.
Zu den möglichen Lösungen gehören: Einstellung der Wartungsbaggerungen von nicht ausreichend genutzten Schifffahrtskanälen, der allmähliche Rückzug aus gefährdeten – und jetzt oft überschwemmten – Industriedeponien und -vierteln und die Wiederherstellung dieser größeren Flächen in Feuchtgebiete.
Diese Ansätze können Überschwemmungen deutlich reduzieren und bieten jahrelangen Schutz vor dem Anstieg des Meeresspiegels. Die Wiederherstellung historischer Kanal- und Feuchtgebietskonfigurationen wird jedoch in Studien zum Risikomanagement von Küstenstürmen aufgrund der wahrgenommenen wirtschaftlichen Kosten selten ernsthaft in Betracht gezogen, aber auch, weil die kumulative Wirkung tieferer Kanaltiefen oft unerkannt bleibt.
Eine solche Renaturierung urbanisierter Flussmündungen könnte damit einhergehen Buyout-Programme um auch die Überschwemmungsgebiete zurückzugewinnen und so das Risiko auf nachhaltigere Weise zu reduzieren. Oder es könnte mit Ufermauern kombiniert werden, um bestehende Stadtteile auf ökologisch vorteilhaftere Weise zu schützen. Diese Ansätze sollten als Alternativen zur weiteren Urbanisierung der wenigen verbliebenen Naturgebiete unserer Städte – ihrer Flussmündungen – betrachtet werden.
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