بخشی از مقاله
چکیده
در قرن آینده افزایش تجمع دی اکسید کربن و سایر گازها دمای کره زمین را چند درجه افزایش خواهد داد، که باعث بالا آمدن چندین متری سطح آب دریاها و تغییر الگوهای بارش خواهد شد. هر دوی این تغییرات، تأثیر اساسی بر عملکرد سیستم های زهکشی ساحلی خواهد داشت. با این حال به دلیل قطعی نبودن وقوع این پدیده ها در نتیجه پدیده گاخانه ای، بیشتر برنامه ریزان و مهندسان عواقب بالقوه آن را نادیده می گیرند. وجود مواردی از اثرات این پدیده در نقاط مختلف جهان مبین این مطلب است که هزینه های طراحی سیستم جدیدی مطابق با این ترفیع آب دریا، گاهی کمتر از هزینه های بهبود بخشی نهایی در صورت عدم طراحی این سیستم ها خواهد بود.
طراحان و مهندسان به جای نادیده انگاشتن اثر گلخانه ای، می بایست متوجه اهمیت تضمین آسیب ناپذیری سیستم های جدید در برابر ریسک تغییرات آب و هوایی و ترفیع آب دریاها باشند.هدف ازاین مطالعه بررسی اثرات پدیده گلخانه ای و ترفیع آب دریاها بر عملکرد سیستم های زهکشی ساحلی می باشد. سپس به شرح موارد مشاهده شده از این پدیده در چند نقطه از سواحل جهان پرداخته و راهکارهایی را جهت بهبود بخشی این سیستم ها با در نظر داشتن هزینه ها، ارائه خواهیم نمود.
واژه های کلیدی: پدیده گلخانه ای، ترفیع آب دریاها، سیستم زهکشی ساحلی، طوفان ساحلی.
-1مقدمه
در چند دهه اخیر سیستم های زهکشی ساحلی که از جاده ها و مناطق مسکونی در برابر سیلابی شدن محافظت می کنند تا به جایی پیشرفت کرده اند که در بیشتر جاها سیلاب ناشی از بارندگی به ندرت دردسرساز می شود. این بهبود در وضعیت زهکشی به دو دلیل اتفاق افتاده است : یکی اینکه توسعه دهندگان، مهندسان بزرگراه ها و دفاتر بیمه سیل به این نتیجه رسیده اند که سود ناشی از سیل زدگی کمتر بیش از هزینه های آن است، و دیگر اینکه طراحان سیستم های زهکشی هم اکنون بهتر قادر به تعیین اندازه زهکشی لازم برای سطح مطلوب جلوگیری از سیلاب هستند.طراحی یک سیستم زهکشی ساحلی بستگی به میزان رواناب مورد انتظار در طول یک سیلاب بزرگ و سطح تراز ناحیه زهکشی دارد. اگرچه مقدار بارندگی و شدت بزرگترین سیل از سالی به سال دیگر متفاوت است، اطمینان به رکوردهای آب و هوایی موجود و اینکه این رکوردها نماینده خوبی از بارش و رواناب در طول عمر پروژه خواهند بود، منطقی می نماید .
با در نظر گرفتن استثناهایی نادر، می توان سطح تراز یک ناحیه را ثابت فرض کرد. به شرط آنکه نگهداری خوبی از سیستم به عمل آید، می توان فرض کرد که سیستم همواره قادر به جمع آوری میزان آبی به اندازه دبی طراحی خود خواهد بود.به هر حال پیشرفت های اخیر در زمینه آب و هواشناسی نشان می دهد که شرایط طراحی که در گذشته ثابت بوده است ممکن است در آینده به میزان قابل توجهی تغییر کند. آکادمی ملی علوم1 ایالات متحده و دانشمندان هواشناس در سرتاسر جهان به این تنیجه رسیده اند که افزایش غلظت دی اکسید کربن، متان، و سایر گازها متوسط دمای زمین را در طول قرن آینده چند درجه افزایش خواهد داد. این گرمایش الگوهای بارش را دگرگون کرده و موجب افزایش سطح آب دریاها خواهد گردید. این تأثیرات بار موجود بر سیستم های زهکشی ساحلی را تغییر داده و در کنار آن کارکرد آن ها را نیز کاهش می دهد.
ارزیابی هایی که از این تغییرات به عمل آمده عموماً بیشتر از بارش، بر تراز آب دریا تمرکز داشته است. مدل های آب و هوایی موجود هنوز قادر به پیش بینی تغییرات بارندگی برای یک منطقه نمی باشند. به دلیل وابستگی تراز آب دریا به افزایش دمای جهانی و ناحیه ای، که قابل پیش بینی توسط مدل های آب و هوایی می باشد، پیش بینی دقیق میزان بالا آمدگی تراز آب دریا مقدور گشته است. برآوردهای موجود عموماً بالا آمدگی به میزان یک متر را در قرن آینده نشان می دهند.آیا برآوردهایی که از میزان افزایش تراز آب دریاها در آینده می شود، می بایست در طراحی پروژه هایی که اکنون آغاز می شوند دخالت داده شود؟ و اگر آری، چه میزان از بالا آمدگی سطح آب را باید در نظر گرفت؟ با اینکه همه برآوردهای انجام شده از پدیده گلخانه ای نشان دهنده این مطلب است که سطح تراز آب دریاها و بارندگی به میزان قابل توجهی تغییر خواهد کرد، بیشتر مهندسان و طراحان تلویحاً فرض می کنند که این تغییرات رخ نخواهد داد.
مهندسان عواقب پدیده گلخانه ای را به دلایل مختلف نادیده گرفته اند. انتقال اطلاعات کم است و پیش بینی ها در مورد بالا آمدگی تراز آب دریاها در آینده تنها از سال 1983 میلادی به بعد موجود است. به علاوه، عدم قطعیت قابل ملاحظه ای نیز در مورد بزرگی این بالا زدگی آب دریا و تغییرات بارندگی در آینده
وجود دارد. علاوه بر این ها پیامدهای پدیده گلخانه ای تنها در آینده آشکار خواهند شد؛ و تا به حال هیچ کس برای ارزیابی ارجحیت آمادگی برای رویارویی با این پیامدها بر تحمل هزینه های آن در آینده تلاشی ننموده است. با این وجود، بسیاری از تصمیماتی که امروز گرفته می شوند حتی به احتمال افزایش تراز آب دریاها نیز حساس هستند، اما نمی توانند تا حل شدن این عدم قطعیت ها منتظر بمانند.
این مقاله خلاصه ای از مطالعات گذشته در مورد برآورد میزان افزایش تراز آب دریاها و تغییرات آب و هوایی، در نتیجه پدیده گلخانه ای ارائه نموده؛ اثرات آن را بر سیستم های زهکشی ساحلی و نیز عکس العمل های ممکن را بررسی می نماید. هم چنین به عنوان مثال نتایج دو مطالعه موردی در حوضههای آبریز ایالات کارولینای جنوبی و کالیفرنیا در ایالات متحده را اجمالاً ارائه داده و آن ها را مورد بحث قرار می دهد. به دلیل عدم قطعیت های موجود درباره افزایش تراز دریا در آینده، نویسندگان به این نتیجه رسیدند که در حوضه آبریز کارولینای جنوبی تضمین ریسک بالا آمدگی با نصب لوله های بزرگتر در هنگام تعویض سیستم اقتصادی می باشد.
-2 مواد و روش ها
-1-2 پدیده گلخانه ای و افزایش تراز آب دریا
در طول بیش از یک قرن دانشمندان دریافته اند که دی اکسید کربن و بخار آب موجود در جو زمین، با جذب اشعه فروسرخ صادر شده از خورشید سیاره ما را گرم می کند. این خصیصه آب و هوایی به نام »پدیده گلخانه ای« شناخته می شود و گازهایی که اشعه فروسرخ را جذب می کنند به »گازهای گلخانه ای« مشهورند. در صورت عدم وجود پدیده گلخانه ای، زمین می بایست 33 درجه سانتیگراد از حالت فعلی خود سردتر باشد ]هنسن1 و همکاران، .[1984در اثر فعالیت های انسانی مقدار CO2 تولید شده از زمان شروع انقلاب صنعتی به میزان %20 و از سال 1958 به میزان %8 افزایش یافته است ]کیلینگ2 و همکاران، .[1982 به طور کلی انتظار می رود که سال های 2050 تا 2100 غلظت دی اکسید کربن طی به دو برابر مقدار خود پیش از عصر صنعتی افزایش یابد ]نوردهاوس3 و یوهه4، .[1983
با وجود عدم قطعیت های بسیار در مورد اثرات دقیق این دو برابر شدن میزان CO2 بر آب و هوای جهان، دو گروه تحقیقاتی از هواشناسان برجسته که توسط آکادمی ملی علوم ایالات متحده گرد هم آمده اند، به این نتیجه رسیده اند که دمای متوسط سطح زمین در حدود 1,5 الی 4,5 درجه سانتیگراد افزایش خواهد یافت ]چارنی5 و همکاران، 1979؛ اسماگورینسکی 6 و همکاران، .[1982 به علاوه، در صورت ادامه یافتن روند کنونی، اثر تلفیقی متان، کلروفلوئوروکربن7 ها، و چندین گاز گلخانه ای دیگر به تنهایی به بزرگی اثر CO2 خواهد گردید ]راماناتان8 و همکاران، .[1985بنابراین می توان انتظار داشت که گرمایش چند درجه ای زمین، تراز سطح آب دریا را در آینده نیز همانند گذشته افزایش دهد ]مرسر9، 1970؛ گورنیتز 10 و همکاران، .[1982 مکانیسم شناخته شده این گرمایش، انبساط آب دریا است که می تواند تراز سطح آب را در طول قرن بعد به میزان 30 تا 50 سانتی متر افزایش دهد ]ره ول11، .[1983 یخچال های واقع در رشته کوه ها نیز می
