Science >> Wetenschap >  >> anders

Hoe het Venetië Tide Barrier Project werkt

Het Piazza San Marco in Venetië liep in november 2012 volledig onder water toen hevige regen en wind de stad troffen. ©Marco Sabadin/AFP/Getty Images

Venetië dreigt het volgende Atlantis te worden. Dat klopt, deze beroemde stad bruist van kunst van onschatbare waarde, prachtige architectuur, heilige plaatsen... en water. Heel veel water.

Natuurlijk is Italië er niet tevreden mee om een ​​van zijn culturele kroonjuwelen in zee te zien zinken, dus neemt het land een ongekend waterafdammingsproject op zich, waarvan het hoopt dat het de opkomende getijden zal blokkeren en Venetië voor de komende generaties zal behouden. De dam heet MOSE , een acroniem voor een experimentele versie van het project -- Modulo Sperimentale Elettromeccanico -- of in het Engels, Experimentele elektromechanische module. De naam verwijst ook treffend naar de bijbelse figuur Mozes, die de Rode Zee scheidde.

Deze prestatie is bijna net zo ongelooflijk als het incident in de Rode Zee. MOSE zal de stad afsluiten van opkomende getijden, zodat de bewoners en bouwwerken in Venetië droog blijven... nou ja, droger.

MOSE is nodig omdat Venetië langzaam maar zeker onder water komt te staan. De stad ligt feitelijk midden in een lagune aan de oostkust van Italië en rijst net boven de waterlijn uit op een eeuwenoude wirwar van houten palen, zand en puin.

Zeegetijden stromen de lagune in en uit via drie inhammen, en tegenwoordig worden die getijden steeds hoger, met een snelheid van meer dan 3 millimeter (ongeveer een tiende van een inch) per jaar [bron:IPCC]. Veel wetenschappers schrijven de stijgende zeespiegel toe aan de opwarming van de aarde.

Maar het probleem van Venetië is ingewikkelder dan alleen het stijgende water. De stad zelf zinkt als gevolg van een combinatie van bodemverdichting, het verschuiven van tektonische platen en de winning van zoet water onder de stad.

Al deze factoren resulteren in frequentere en ernstigere waterindringingen op trottoirs en straten en in huizen, bedrijven en heilige plaatsen. Aan het begin van de 20e eeuw werden de laaggelegen gebieden van de stad ongeveer tien keer per jaar geconfronteerd met overstromingen. Nu worden dezelfde plaatsen tientallen keren per jaar onder water gezet.

Dit is niet zo verrassend als je de omstandigheden vanuit historisch perspectief bekijkt. De zeespiegel in Venetië is maar liefst 1,8 meter hoger sinds het begin van de stad 16 eeuwen geleden. En alleen al in de afgelopen eeuw is Venetië 22,9 centimeter in zee gestort [bron:Milasin].

Om Venetië te redden is een dam van gigantische omvang nodig. En dat is precies wat de Italianen voor ogen hebben.

Inhoud
  1. Venetië verdrinkt
  2. MOSE mee
  3. Grandioze waterwachters
  4. De Dam vervloeken
  5. Wachten op tijd

Venetië verdrinkt

Om het hoofd te bieden aan de overstromingsomstandigheden zijn er verhoogde loopbruggen aangelegd om de bewoners te helpen hun gang te gaan , zoals hier afgebeeld voor de Basiliek van San Marco. © Paul Seheult/Eye Ubiquitous/Corbis

Voordat de stad een iconisch cultureel monument werd, gingen de inwoners het stijgende water tegen door eenvoudigweg de lagere verdiepingen van gebouwen op te vullen, door gebouwen volledig te verwoesten en vervolgens nieuwe woningen bovenop oudere te bouwen. In feite was het een concessie in slow motion aan de onstuitbare stijgende zeespiegel. Maar naarmate de architectuur van Venetië waardevoller werd, wilde niemand deze vernietigen.

Nu slaat het stijgende water tegen doorlaatbare funderingen, waardoor deze afbrokkelen. Bij vloed worden transportkanalen onbegaanbaar omdat de tunnels te dicht bij de waterlijn liggen. Trottoirs, zelfs verhoogde versies, veranderen in gigantische plassen. Een hele infrastructuur en al haar inwoners worden bij vloed, vooral in de winter, gegijzeld door de zee.

Het is een slordige, vermoeiende levensstijl. De bevolking is gedaald van 180.000 naar slechts 60.000 [bron:Squires].

De natte wake-up call van Venetië kwam tientallen jaren geleden. Op 4 november 1966 duurden extreme overstromingen, veroorzaakt door een krachtige combinatie van hoogwater, harde wind en regenbuien, ongeveer 22 uur, waardoor mensen vast kwamen te zitten in gebouwen, grote schade aanrichtten en duizenden dakloos werden. Op dat moment beseften de Italianen dat ze rekening moesten houden met de zee, anders zouden ze erin belanden.

Italië heeft het beschermen van Venetië en de omliggende gebieden tegen overstromingen en extreme weersomstandigheden tot nationale prioriteit gemaakt. De jaren na de overstroming resulteerden in nog meer overstromingen - overstromingen van technisch en wetgevend papierwerk.

Maar zelfs na jaren van onderzoek naar oplossingen was het Ministerie van Infrastructuur niet in staat één enkel voorstel te identificeren dat voldoende tegemoet zou komen aan alle technische, economische en ecologische problemen die gepaard gaan met een project van zo'n enorme schaal en complexiteit. Het agentschap heeft de mogelijkheid onderzocht om belangrijke gebouwen en constructies op te richten om ze te beschermen, en om de lagune af te sluiten door de inhammen te dempen om ze te verkleinen of zelfs permanent te sluiten.

Maar pas tientallen jaren later, begin jaren negentig, begon de regering eindelijk genoegen te nemen met een soort mobiel slagboomsysteem. Toen begon een lange reeks ontwerprapporten, milieueffectstudies en epische administratieve rompslomp die uiteindelijk resulteerden in het MOSE-damproject, waarvan de regering in 2001 zei dat het voltooid zou kunnen worden tegen een kostprijs tussen de $ 2 miljard en $ 3 miljard [bron:Keahey].

Het project liep vast omdat mensen bezwaar maakten tegen het prijskaartje en de onzekerheid of MOSE daadwerkelijk zou werken zoals geadverteerd. In 2003 ging het project eindelijk van start, met een verwachte voltooiingsdatum van 2012 en kosten die $ 4 miljard bedroegen. Medio 2014 hadden er enkele testen van componenten plaatsgevonden, maar het project was nog niet voltooid.

Hoe gaat het kostbare MOSE-project de natte straten van Venetië opruimen?

MOSE mee

MOSE-constructie in uitvoering in Malamocco op 28 april 2011. © Barbara Zanon/Getty Images

Het kostte veel tijd om MOSE te ontwerpen en goed te keuren. De bouw duurt ook lang. Dat komt omdat MOSE momenteel het grootste openbare werkenproject ter wereld is. Het uitgangspunt – voorkomen dat hoog water de lagune binnendringt – is ingewikkelder dan het lijkt.

Er zijn drie hoofdroutes voor het water dat de lagune in en uit stroomt:de inhammen Lido, Malamocco en Chioggia. Wanneer dit voltooid is, zal MOSE het water dat via deze inhammen binnenkomt, blokkeren tot niveaus die meer dan 2 meter (6,5 voet) boven die aan de stadszijde van de dam liggen.

MOSE is een serie mobiele stalen poorten die op commando omhoog en omlaag gaan. Als het tij laag is en het water laag staat, vullen deze holle poorten zich met water en liggen ze gelijk met de zeebodem, weggevouwen in geulen. Terwijl het water stijgt, gebruiken ingenieurs luchtcompressoren om zeewater weg te blazen en de poorten met lucht te vullen.

Vervolgens zorgt het natuurlijke drijfvermogen ervoor dat de poorten naar boven zwaaien via scharnieren die aan de zeebodem zijn bevestigd. De bovenkant van de poorten steekt uit over de golven, sluit de inlaten af ​​en voorkomt dat stijgend water de lagune binnendringt, en beschermt in theorie Venetië en de omliggende gebieden tegen overstromingen. Omdat de poorten op scharnieren heen en weer zwaaien, laten ze enige beweging of oscillatie toe tijdens periodes van ruwe golven en krachtige stormen. Ze zijn ook zo gekanteld dat waterstromen richting de inlaten ze niet dichtslaan en het doel van het project tenietdoen.

Om de volledige breedte van alle drie de inlaten te overspannen, zullen er in totaal bijna 80 poorten zijn, waarbij elke individuele poort een doorsnee van maximaal 20,1 meter kan overspannen. Met een breedte van 800 meter is het Lido, de meest noordelijke inham, het breedst. Op bredere punten, zoals die op deze locatie, zullen er meerdere rijen poorten zijn om ervoor te zorgen dat zoveel mogelijk water wordt tegengehouden.

De verwachte opleverdatum staat gepland voor ergens in 2016. Tot die tijd werken de bouwvakkers snel, in de hoop dat ze de volgende grote weersgebeurtenis kunnen verslaan.

Grandioze Waterwachters

Een MOSE-bouwplaats met een diagram op bordgrootte van hoe de mobiele poorten zullen werken. © Barbara Zanon/Getty Images

Wat komt er kijken bij de installatie van een van deze poorten?

Bouwteams beginnen met het vastzetten van de scharnierende barrières op de bodem van de zee. Om de barrières te installeren, moeten ze perfect vlakke sloten in de zeebodem maken. Vervolgens worden die loopgraven bekleed met beton. Zodra de poorten zijn gebouwd, worden ze naar de zeebodem afgezonken, waar ze volledig in de sleuf liggen totdat ze bij hoog water worden geactiveerd.

De betonnen bodem doet meer dan alleen een fundering bieden voor de poorten. Het herbergt ook de mechanische componenten die nodig zijn om de barrières op te blazen en leeg te laten lopen, en biedt ook servicetunnels voor ingenieurs.

Ondertussen moeten ingenieurs ook de natuurlijke barrières van de lagune tussen de inhammen versterken. Ze voegen meer golfbrekers, steigers en zeeweringen toe. Ze voegen ook bescherming toe aan de zeebodem en andere onderwaterstructuren om ze sterker te maken.

Op het diepste punt ligt de zeebodem van de inhammen ongeveer 30,5 meter onder de golven, wat betekent dat sommige poorten heel erg hoog moeten zijn. Elke poort is ook maximaal 4,9 meter dik. Dat is een hele hoop metaal. Het is dus waarschijnlijk niet verrassend dat de zwaarste van deze poorten bijna 350 ton (317,5 ton) weegt. Dat is net zoveel als een Boeing 747-vliegtuig.

Ondanks hun enorme omvang duurt het slechts ongeveer 30 minuten om de poorten vol lucht te pompen en op hun plaats te zetten. Het proces omkeren gaat nog sneller. De poorten kunnen binnen slechts 15 minuten met water worden overspoeld en weer op de zeebodem rusten. Gemiddeld zullen de afsluitingen tussen de 4 en 5 uur duren, of totdat het hoogwater voorbij is [bron:NOVA]. Tijdens afsluitingen kunnen schepen nog steeds de lagune in- en uitvaren via een sluizensysteem.

Bij alle drie de inhammen wordt gewerkt aan de bouw, waarbij ongeveer 3.000 werknemers in dienst zijn die direct of indirect bijdragen aan MOSE. Naarmate de bouw vordert, zorgen de projectmanagers ervoor dat ze niet meer dan de helft van een inlaatopening blokkeren om verstoring van het commerciële verkeer en andere havenactiviteiten te voorkomen.

Eenmaal voltooid heeft MOSE ongeveer 150 verzorgers nodig om storingen en achteruitgang te voorkomen. Dat is geen kleine uitdaging, aangezien het grootste deel van het systeem tientallen meters onder de waterlijn zal liggen.

Het bouwen en onderhouden van MOSE is een zware taak. Maar zoals je gaat lezen, was het lanceren van het project alleen al een prestatie op zich.

De Dam vervloeken

De directeur van CVN's belangrijkste adviesbureau Technital onderzoekt luchtfoto's van een lagune. © Bob Krist/Corbis

Elk project dat zo veelbelovend is als MOSE zal ongetwijfeld een aantal tegenstanders trekken. En toen MOSE werd voorgesteld, richtten critici zich van alle kanten op.

De gewone Italianen werden onmiddellijk afgeschrikt door het feit dat MOSE op een gigantisch smeergeldplan leek. Het project werd voorgesteld door een groep van vijftig bedrijven, Consorzio Venezia Nuova (CVN), die toevallig ook dezelfde ingenieurs- en constructiebedrijven waren die zo'n groot en duur project wilden bouwen en er dus het meest van wilden profiteren.

In een land met veel andere infrastructuurbehoeften leek MOSE voor velen een plan dat voortkwam uit corruptie. Deze vermoedens werden niet weggenomen door het feit dat sommige rekenaars vonden dat MOSE duurder en ingewikkelder was dan nodig, vooral gezien het feit dat er elders in de wereld (bijvoorbeeld Londen en Nederland) soortgelijke, goedkopere systemen bestonden die al effectief waren gebleken. .

Milieugroeperingen maken ook bezwaar tegen MOSE. Ze zeggen dat het belemmeren van de waterbeweging de sedimentstroom zal veranderen, met allerlei onbekende gevolgen, waaronder de mogelijkheid dat zandophoping ervoor kan zorgen dat de poorten niet goed open of dicht gaan.

Er bestaat ook bezorgdheid dat het belemmeren van de natuurlijke in- en uitstroom van water in de lagune onomkeerbare schade aan het ecosysteem zal veroorzaken. In wezen zeggen deze groepen dat het afdammen van de lagune, zelfs tijdelijk, de vervuilingsniveaus in het water zal verhogen, wat vervolgens het planten- en dierenleven zou schaden. De bewering is dat dit vooral geldt voor Venetië, omdat de stad een groot deel van haar rioolwater rechtstreeks in de lagune dumpt, en de natuurlijke eb en vloed van de getijden helpt de lagune van dit afval weg te spoelen.

Voorstanders van MOSE werpen tegen dat Venetië al veel te laat is voor een modern waterzuiveringssysteem. Ze zeggen ook dat door systematisch slechts één of twee van de barrières te sluiten, het doorspoeleffect van de lagune feitelijk zou kunnen worden versterkt.

Wachten op tijd

Bouw aan de monding van de Lido-inlaat in 2010, gezien vanuit de lucht. © GIUSEPPE CACACE/AFP/Getty Images

MOSE-tegenstanders wijzen erop dat een project van deze omvang en kosten misschien geen solide rendement op de investering oplevert, grotendeels omdat niemand echt weet hoe snel de zeespiegel zal stijgen. Mochten de waterstanden sneller stijgen dan verwacht, dan zou MOSE binnen enkele decennia verouderd kunnen zijn.

Er is ook het feit dat er geen garanties zijn dat MOSE precies zal werken zoals geadverteerd. Er kunnen zwakke punten in het systeem zitten die pas aan het licht komen als een uitzonderlijke storm de verdediging van de stad in gevaar brengt.

Critici hebben MOSE aangevallen door een beroep te doen op de rechtbanken om het project stop te zetten. Tot nu toe heeft geen van deze inspanningen echter veel bijgedragen aan het vertragen van de voortgang van MOSE. Nu de traagheid van de bouw vaste voet aan de grond heeft gekregen, is het onwaarschijnlijk dat deze zal stoppen vanwege bureaucratische of ecologische meningsverschillen.

Vanaf medio 2014 gaat MOSE verder. De achterban heeft er vertrouwen in dat het systeem zal werken zoals beloofd. Ze zeggen ook dat zelfs als de huidige wetenschappelijke schattingen verkeerd zijn en de zeespiegel sneller stijgt dan de Venetianen hopen, MOSE Italië nog steeds minstens een eeuw tijd koopt om een ​​betere en meer permanente oplossing te vinden [bron:Poggioli].

Zodra het project is gerealiseerd, zullen ingenieurs- en bouwbedrijven afwachten hoe goed hun ontwerp en planning het zullen doen tegen de woede van Moeder Natuur. En het nog steeds afnemende aantal inheemse Venetianen zal zenuwachtig wachten om te zien of MOSE, de badmeester van hun stad, hen kan redden van een prooi aan een meedogenloze, onverschillige zee.

Veel meer informatie

Noot van de auteur:hoe het Venetië Tide Barrier Project werkt

Het lijkt misschien vreemd dat een stel Italianen van lang geleden besloot een kleine stad midden in een lagune te bouwen. Maar 1600 jaar geleden was de lokale bevolking op de vlucht voor indringers die hun leven bedreigden. Dus bouwden de Venetianen hun stad in de zee in de hoop dat de enorme hoeveelheden water om hen heen hen zouden beschermen en aanvallers zouden afschrikken. Hun gok loonde. De lagune diende als een extra brede gracht en beschermde de bewoners effectief tegen een invasie. Tegenwoordig is het water de vijand, en totdat MOSE een gewelddadige zee onder ogen heeft gezien en heeft teruggedraaid, zullen de Venetianen weten of hun innovatiebeschermingsprogramma hun gekoesterde stad zal redden.

Gerelateerde artikelen

  • Wat als de Hoover Dam zou breken?
  • Waarom kunnen we geen water produceren?
  • 5 redenen waarom grote dammen nu moeten verdwijnen; 5 manieren om dat te realiseren

Bronnen

  • Astaiza, Randy. "Je zou kunnen denken dat deze mensen gek zijn op zwemmen in de ondergelopen straten van Venetië als je eenmaal ziet hoe hun rioleringssysteem werkt." Business insider. 13 november 2012. (6 juni 2013) http://www.businessinsider.com/how-the-venice-sewer-system-works-2012-11?op=1
  • De econoom. "Venetië redden." 25 september 2003. (6 juni 2013) http://www.economist.com/node/2084767
  • Euronieuws. "Een nieuwe golf in kustbescherming." 28 juli 2010. (6 juni 2013) http://www.euronews.com/2010/07/28/a-new-wave-in-coastal-protection/
  • Jaffe, Eric. "De onzekerheid van Venetië." Smithsonisch. 1 maart 2007. (6 juni 2013) http://www.smithsonianmag.com/specialsections/ecocenter/oceans/venice.html?c=y&page=1
  • Keahey, John. "Venetië redden van de zee." PBS. 19 november 2002. (6 juni 2013) http://www.pbs.org/wgbh/nova/tech/ saving-venice.html
  • McHugh, Josh. "De verloren stad Venetië." Bedrade. Augustus 2003. (6 juni 2013) http://www.wired.com/wired/archive/11.08/venice.html
  • Milasin, Ljubomir. "Venetië wendt zich tot drijvende barrières om overstromingen te bestrijden." 1 mei 2011. (6 juni 2013) http://phys.org/news/2011-05-venice-barriers.html
  • Moore, Malcolm. "Venetië Flood Barrier bloeit in koraalrif." 2 april 2008. (6 juni 2013) http://www.telegraph.co.uk/earth/earthnews/3338147/Venice-flood-barrier-blossoms-into-coral-reef.html
  • MOSE-systeemprojectsite. "MOSE-systeem." (6 juni 2013) http://www.salve.it/uk/soluzioni/acque/f_mose.htm
  • Poggioli, Sylvia. "MOSE-project heeft tot doel de overstromingen in Venetië te verdelen." NPR. 7 januari 2008. (6 juni 2013) http://www.npr.org/templates/story/story.php?storyId=17855145
  • Popham, Peter. "Venetië:na de zondvloed." De onafhankelijke. 6 juni 2006. (6 juni 2013) http://www.independent.co.uk/news/world/europe/venice-after-the-flood-481203.html
  • Singh, Timon. "Venetië zinkt vijf keer sneller dan eerder werd gedacht." Bewonen. 28 maart 2012. (6 juni 2013) http://inhabitat.com/venice-is-sinking-five-times-faster-than-previously-thought/
  • Schildknapen, Nick. "'Moses Project' om de toekomst van Venetië veilig te stellen." De Telegraaf. 6 december 2008. (6 juni 2013) http://www.telegraph.co.uk/news/worldnews/europe/italy/3629387/Moses-project-to-secure-future-of-Venice.html
  • Stimpson, Jo. "Barrière bij mijlpaal." Nieuwe burgerlijk ingenieur. 10 juli 2010. (6 juni 2013) http://www.nce.co.uk/news/international/barrier-at-milestone/8602531.article
  • Watertechnologie. "MOSE Project, Venetië, Lagune van Venetië, Italië." (6 juni 2013) http://www.water-technology.net/projects/mose-project/



Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Metabolisme heeft een directe invloed op de kans op het ontwikkelen van malaria
  2. Celademhalingsexperimenten
  3. Wat zijn de functies van mRNA & tRNA?
  4. Hoe tuinieren onder water de Atlantische Oceaan kan herstellen
  5. De verbazingwekkende efficiëntie van het leven
  6. Paddestoelen vormen de hoofdpersoon in de meeste ecosystemen
  7. Een ellebooggewricht bouwen Model
  8. Hoe een schadelijke schimmel zijn waardplant weerloos maakt
  9. Waarom tapdansen vervende gifkikkers?

Wetenschap