سیل ساحلی زمانی رخ می دهد که زمین های خشک و کم ارتفاع توسط آب دریا زیر آب می روند . [1] دامنه یک سیل ساحلی نتیجه ارتفاع آب سیل است که به داخل خشکی نفوذ می کند که توسط توپوگرافی زمین ساحلی در معرض سیل کنترل می شود. [1] [2] آب دریا میتواند از طریق چندین مسیر مختلف، زمین را سیل کند: سیل مستقیم، سرازیر شدن یا شکستن یک مانع. [3] سیلاب ساحلی عمدتاً یک رویداد طبیعی است. با توجه به اثرات تغییرات آب و هوایی (به عنوان مثال افزایش سطح دریا و افزایش حوادث آب و هوایی شدید ) و افزایش جمعیت ساکن در مناطق ساحلی، خسارات ناشی از حوادث سیل ساحلی تشدید شده و افراد بیشتری تحت تأثیر قرار می گیرند. [4]
مناطق ساحلی گاهی اوقات توسط جزر و مدهای غیرمعمول مانند جزر و مد بهاری ، به ویژه هنگامی که با بادهای شدید و موج های طوفان ترکیب می شوند، سیل می شوند . این علت سیل دریای شمال در سال 1953 بود که مناطق وسیعی از هلند و سواحل شرقی انگلستان را زیر آب گرفت .
وقتی انسان ها محیط ساحلی را تغییر می دهند، این می تواند سیل ساحلی را بدتر کند. [1] [5] [6] [7] استخراج آب از مخازن آب زیرزمینی در منطقه ساحلی میتواند باعث فرونشست زمین شود و در نتیجه خطر سیل را افزایش دهد. [5] ساختارهای حفاظتی مهندسی شده در امتداد ساحل، مانند دیوارهای دریا ، فرآیندهای طبیعی ساحل را تغییر می دهند. این می تواند منجر به فرسایش در بخش های مجاور سواحل شود که همچنین خطر سیل را افزایش می دهد. [1] [7] [8]
کاهش و کنترل سیلابهای ساحلی با استفاده از روشهای ساختاری برای مهار یا تغییر مسیر آبهای سیل انجام میشود. روشهای غیر ساختاری شامل مدیریت ساحلی، واکنش رفتاری و نهادی برای انطباق با فرآیندها است. دفاع طبیعی شامل ویژگیهای فیزیکی مانند میلههای شن و سیستمهای تپههای شنی ، اما همچنین اکوسیستمهایی مانند باتلاقهای نمکی ، علفهای دریایی و جنگلهای حرا است که عملکرد بافری دارند. جنگلهای حرا ، تالابها و علفزارهای دریایی اغلب به عنوان محافظت قابل توجهی در برابر امواج طوفان، سونامی و فرسایش خط ساحلی از طریق توانایی خود در کاهش انرژی امواج در نظر گرفته میشوند. [6] [9] [10] برای محافظت از منطقه ساحلی در برابر سیل، بنابراین، دفاع طبیعی باید در مناطق حفاظت شده دریایی (MPAs) محافظت و حفظ شود. [11]
آب دریا می تواند از طریق چندین مسیر مختلف به زمین سرازیر شود:
سیلهای ساحلی میتوانند ناشی از دلایل مختلف از جمله طوفانهای ناشی از طوفانهایی مانند طوفانها و طوفانهای استوایی ، افزایش سطح دریاها به دلیل تغییرات آب و هوایی و سونامی باشند .
طوفانها ، از جمله طوفانها و طوفانهای استوایی ، میتوانند از طریق موجهای طوفانی که امواجی بهطور قابلتوجهی بزرگتر از حد معمول هستند، سیل ایجاد کنند . [1] [14] اگر یک رویداد طوفانی همزمان با جزر و مد نجومی بالا باشد ، سیل گسترده ممکن است رخ دهد. [15] موج طوفان شامل سه فرآیند است:
وزش باد در جهت خشکی (از دریا به سمت خشکی) می تواند باعث انباشته شدن آب در مقابل ساحل شود. این به عنوان تنظیم باد شناخته می شود. فشار اتمسفر پایین با سیستم های طوفانی همراه است و این تمایل به افزایش سطح سطح دریا دارد. این یک تنظیم فشارسنجی است. در نهایت افزایش ارتفاع شکست موج منجر به افزایش سطح آب در منطقه موج سواری می شود که تنظیم موج است . این سه فرآیند برای ایجاد امواجی در تعامل هستند که می توانند سازه های حفاظتی ساحلی طبیعی و مهندسی شده را از بین ببرند و در نتیجه بیشتر از حد معمول به داخل آب دریا نفوذ کنند. [15] [16]
بین سالهای 1901 تا 2018، میانگین سطح دریا بین 15 تا 25 سانتیمتر (6 تا 10 اینچ) افزایش یافت که از دهه 1970، 2.3 میلیمتر (0.091 اینچ) در سال افزایش یافت. [17] : 1216 این سریعتر از آن بود که سطح دریا حداقل در 3000 سال گذشته بالا رفته بود. [17] : 1216 سرعت به 4.62 میلی متر (0.182 اینچ) در سال برای دهه 2013-2022 افزایش یافت. [18] تغییر اقلیم ناشی از فعالیت های انسانی علت اصلی است. [19] : 5، 8 بین سالهای 1993 و 2018، ذوب یخها و یخچالهای طبیعی 44 درصد از افزایش سطح دریاها را تشکیل میدهند که 42 درصد دیگر ناشی از انبساط حرارتی آب است . [20] : 1576
افزایش سطح دریاها از تغییرات دمای زمین برای چندین دهه عقب مانده است و بنابراین افزایش سطح دریا در واکنش به گرمایشی که قبلاً رخ داده است، از هم اکنون تا سال 2050 شتاب خواهد گرفت. [21] آنچه پس از آن اتفاق می افتد به انتشار گازهای گلخانه ای انسان بستگی دارد . اگر کاهش بسیار عمیقی در انتشار وجود داشته باشد، افزایش سطح دریا بین سالهای 2050 و 2100 کند میشود. سپس تا سال 2100 کمی بیش از 30 سانتیمتر (1 فوت) از اکنون و تقریباً 60 سانتیمتر (2 فوت) از قرن نوزدهم خواهد رسید. با انتشار زیاد، در عوض شتاب بیشتری می گیرد و می تواند 1.0 متر افزایش یابد ( 3+1/3 فوت) یا حتی 1.6 متر ( 5+1 ⁄ 3 فوت) تا سال 2100. [19] [17] : 1302 در دراز مدت، اگر گرمایش به 1.5 درجه فعلی باقی بماند، در دراز مدت، افزایش سطح دریا به 2-3 متر (7-10 فوت) در 2000 سال آینده خواهد رسید. C (2.7 درجه فارنهایت) نسبت به گذشته ماقبل صنعتی. اگر گرمایش در 5 درجه سانتیگراد (9.0 درجه فارنهایت) به اوج خود برسد، 19 تا 22 متر (62 تا 72 فوت) خواهد بود. [19] : 21سیل جزر و مد ، همچنین به عنوان سیل روز آفتابی [22] یا سیل مزاحم شناخته می شود، [23] طغیان موقت مناطق کم ارتفاع، به ویژه خیابان ها، در هنگام جزر و مد استثنایی ، مانند ماه کامل و ماه جدید است . بالاترین جزر و مد سال ممکن است به عنوان جزر و مد پادشاه شناخته شود ، که ماه بر اساس مکان متفاوت است. این نوع سیلها خطر بالایی برای اموال یا ایمنی انسان ندارند، اما زیرساختهای ساحلی در مناطق کم ارتفاع را تحت فشار قرار میدهند. [24]
این نوع سیل در شهرها و سایر مناطق ساحلی تحت اشغال انسان رایج تر می شود زیرا افزایش سطح دریا در ارتباط با تغییرات آب و هوایی و سایر اثرات زیست محیطی مرتبط با انسان مانند فرسایش سواحل و فرونشست زمین آسیب پذیری زیرساخت ها را افزایش می دهد . [25] جغرافیایی که با این مسائل مواجه است میتواند از شیوههای مدیریت ساحلی برای کاهش اثرات در برخی مناطق استفاده کند، اما به طور فزایندهای این نوع سیلها ممکن است به سیلهای ساحلی تبدیل شوند که نیاز به عقبنشینی مدیریتشده دارد یا سایر شیوههای سازگاری با تغییرات آب و هوایی گستردهتر برای مناطق آسیبپذیر مورد نیاز است.مناطق ساحلی می توانند به طور قابل توجهی در نتیجه امواج سونامی [26] که در اقیانوس ها منتشر می شوند و در نتیجه جابجایی حجم قابل توجهی از آب در اثر زلزله ، رانش زمین ، فوران های آتشفشانی و زایش یخچال های طبیعی پرآب شوند . همچنین شواهدی وجود دارد که نشان می دهد سونامی قابل توجهی در گذشته در اثر برخورد شهاب سنگ به اقیانوس ایجاد شده است. [27] امواج سونامی به دلیل سرعت امواج نزدیک، ارتفاع امواج زمانی که به خشکی میرسند، و زبالههایی که آب هنگام عبور از روی خشکی به داخل میرود، بسیار مخرب هستند که میتواند باعث آسیب بیشتر شود. [26] [9]
بسته به بزرگی امواج سونامی و سیل، می تواند صدمات شدیدی ایجاد کند که نیاز به مداخلات احتیاطی دارد تا از عواقب طاقت فرسا جلوگیری کند. گزارش شد که بیش از 200000 نفر در زلزله و سونامی متعاقب آن که اقیانوس هند را در 26 دسامبر 2004 روی داد، کشته شدند . . [28]
منطقه ساحلی (منطقه ای که در فاصله 100 کیلومتری از ساحل و 100 متری ارتفاع از سطح دریا قرار دارد) بخش بزرگ و رو به رشدی از جمعیت جهان را در خود جای داده است. [5] [7] بیش از 50 درصد از جمعیت جهان و 65 درصد از شهرهای با جمعیت بیش از پنج میلیون نفر در منطقه ساحلی هستند. [29] علاوه بر تعداد قابل توجهی از مردم در معرض خطر سیل ساحلی، این مراکز شهری ساحلی مقدار قابل توجهی از تولید ناخالص داخلی جهانی (GDP) را تولید می کنند. [7]
زندگی مردم، خانهها، مشاغل و زیرساختهای شهری مانند جادهها، راهآهنها و کارخانههای صنعتی همگی در معرض خطر سیلهای ساحلی با هزینههای بالقوه اجتماعی و اقتصادی هنگفت قرار دارند. [30] [31] [32] زمین لرزه ها و سونامی اخیر در اندونزی در سال 2004 و در ژاپن در مارس 2011 به وضوح ویرانی سیل ساحلی را نشان می دهد. در صورت فرسایش سواحل شنی مهم اقتصادی که منجر به از دست رفتن گردشگری در مناطق وابسته به جذابیت آن سواحل می شود، هزینه های اقتصادی غیرمستقیم می تواند متحمل شود . [33]
سیل ساحلی می تواند منجر به طیف گسترده ای از اثرات زیست محیطی در مقیاس های مختلف مکانی و زمانی شود. سیل می تواند زیستگاه های ساحلی مانند تالاب ها و مصب های ساحلی را از بین ببرد و می تواند سیستم های تپه های شنی را فرسایش دهد. [13] [5] [33] [29] این مکانها با تنوع بیولوژیکی بالا مشخص میشوند ، بنابراین سیلهای ساحلی میتوانند باعث از بین رفتن قابل توجه تنوع زیستی و احتمال انقراض گونهها شوند . [26] علاوه بر این، این ویژگی های ساحلی سیستم بافر طبیعی سواحل در برابر امواج طوفان هستند. سیل مداوم ساحلی و افزایش سطح دریا می تواند باعث کاهش این حفاظت طبیعی شود و به امواج اجازه دهد تا فواصل بیشتری را به داخل خشکی نفوذ کنند و فرسایش را تشدید کنند و سیل ساحلی را بیشتر کنند. [5] "انتظار می رود تا سال 2050، سیل "متوسط" (معمولاً مخرب) به طور متوسط بیش از 10 برابر بیشتر از امروز رخ دهد و می تواند توسط عوامل محلی تشدید شود." [34]
طغیان طولانیمدت آب دریا پس از سیل نیز میتواند باعث شور شدن خاکهای مولد کشاورزی شود و در نتیجه منجر به از دست دادن بهرهوری برای مدت طولانی شود. [1] [33] محصولات غذایی و جنگل ها را می توان به طور کامل با شور شدن خاک از بین برد یا با حرکت آب های سیلاب از بین رفت. [5] توده های آب شیرین ساحلی از جمله دریاچه ها ، تالاب ها و سفره های آب شیرین ساحلی نیز می توانند تحت تأثیر نفوذ آب شور قرار گیرند . [13] [5] [29] این می تواند این توده های آبی را به عنوان زیستگاه موجودات آب شیرین و منابع آب آشامیدنی برای شهرها و شهرها از بین ببرد. [5] [29]
مدیریت سیل روش هایی را توصیف می کند که برای کاهش یا جلوگیری از اثرات مخرب آب های سیل استفاده می شود . سیل می تواند ناشی از ترکیبی از هر دو فرآیند طبیعی، مانند آب و هوای شدید بالادست، و تغییرات انسانی در آب و رواناب باشد. روش های مدیریت سیل می تواند هم از نوع سازه ای (یعنی کنترل سیل) و هم از نوع غیر سازه ای باشد . روشهای سازهای آبهای سیل را از نظر فیزیکی مهار میکنند، در حالی که روشهای غیرسازهای این کار را نمیکنند. ایجاد زیرساخت های سخت برای جلوگیری از سیل، مانند دیوارهای سیل ، در مدیریت سیل موثر است. با این حال، بهترین روش در مهندسی منظر این است که برای مدیریت افزایش آب، بیشتر بر زیرساختهای نرم و سیستمهای طبیعی ، مانند مردابها و دشتهای سیلزده تکیه کنیم.
مدیریت سیل می تواند شامل مدیریت ریسک سیل باشد که بر اقداماتی برای کاهش خطر، آسیب پذیری و قرار گرفتن در معرض بلایای سیل و ارائه تجزیه و تحلیل خطر از طریق، به عنوان مثال، ارزیابی خطر سیل تمرکز دارد . [35] کاهش سیل یک مفهوم مرتبط اما مجزا است که مجموعه گستردهتری از استراتژیهای اتخاذ شده برای کاهش خطر سیل و اثرات بالقوه را در عین بهبود تابآوری در برابر حوادث سیل توصیف میکند.
از آنجایی که تغییرات آب و هوایی منجر به افزایش خطر سیل و شدت آن شده است، مدیریت سیل بخش مهمی از سازگاری با تغییرات اقلیمی و انعطاف پذیری آب و هوا است . [36] [37] به عنوان مثال، برای جلوگیری یا مدیریت سیل ساحلی، شیوه های مدیریت ساحلی باید فرآیندهای طبیعی مانند جزر و مد و همچنین افزایش سطح دریا را به دلیل تغییرات آب و هوایی انجام دهد. پیشگیری و کاهش سیل را می توان در سه سطح مورد مطالعه قرار داد: در املاک فردی، جوامع کوچک و کل شهرها یا شهرها.اگر سیستمهای انسانی تحت تأثیر سیل قرار میگیرند، سازگاری با نحوه عملکرد آن سیستم در ساحل از طریق تغییرات رفتاری و نهادی لازم است، این تغییرات به اصطلاح مکانیسمهای غیرساختاری واکنش سیل ساحلی هستند. [38]
مقررات ساختمانی ، پهنه بندی خطرات ساحلی ، برنامه ریزی توسعه شهری، گسترش خطر از طریق بیمه و افزایش آگاهی عمومی از راه های دستیابی به این هدف است. [5] [38] [33] انطباق با خطر وقوع سیل میتواند بهترین گزینه باشد اگر هزینه ساخت سازههای دفاعی بیشتر از هر مزیتی باشد یا اگر فرآیندهای طبیعی در آن خط ساحلی به ویژگی و جذابیت طبیعی آن اضافه کنند. [8]
واکنش شدیدتر و اغلب دشوارتر برای پذیرش سیل، رها کردن منطقه (که به عنوان عقب نشینی مدیریت شده نیز شناخته می شود ) مستعد سیل است. [13] با این حال، این موضوع مسائلی را در مورد اینکه مردم و زیرساخت های آسیب دیده به کجا خواهند رفت و چه نوع غرامتی باید/می تواند پرداخت شود، ایجاد می کند.
راههای مختلفی وجود دارد که انسانها در تلاش برای جلوگیری از طغیان محیطهای ساحلی هستند، معمولاً از طریق سازههای به اصطلاح مهندسی سخت مانند موانع سیل ، دیوارههای دریایی و خاکریزها . [8] [39] این زره پوش ساحل برای محافظت از شهرها و شهرهایی که درست تا ساحل توسعه یافته اند، معمول است. [8] افزایش فرآیندهای رسوب گذاری در امتداد ساحل نیز می تواند به جلوگیری از سیل ساحلی کمک کند. سازههایی مانند آبشکنها ، موجشکنها و سرچشمههای مصنوعی رسوبگذاری را در ساحل افزایش میدهند، بنابراین به محافظت در برابر امواج طوفان و موجها کمک میکنند، زیرا انرژی موج برای جابجایی رسوبات در ساحل صرف میشود تا حرکت آب به داخل. [39]
مناطق ساحلی ساختارهای محافظ طبیعی را برای محافظت در برابر سیل ساحلی فراهم می کنند. اینها شامل ویژگی های فیزیکی مانند میله های شن و سیستم های تپه های شنی است ، اما همچنین اکوسیستم هایی مانند باتلاق های نمکی ، علف های دریایی و جنگل های حرا عملکرد بافری دارند. جنگلهای حرا ، تالابها و علفزارهای دریایی اغلب به عنوان محافظت قابل توجهی در برابر امواج طوفان، سونامی و فرسایش خط ساحلی از طریق توانایی خود در کاهش انرژی امواج در نظر گرفته میشوند. [6] [9] [10] برای محافظت از منطقه ساحلی در برابر سیل، بنابراین، دفاع طبیعی باید محافظت و حفظ شود، به عنوان مثال در مناطق حفاظت شده دریایی (MPAs). [11]
کاهش افزایش سطح آب دریاها یکی از راه های جلوگیری از سیل قابل توجه مناطق ساحلی است. این امر می تواند با کاهش بیشتر انتشار گازهای گلخانه ای به حداقل برسد . با این حال، حتی اگر کاهش قابل توجهی از انتشار حاصل شود، در حال حاضر مقدار قابل توجهی از افزایش سطح دریا در آینده وجود دارد. [5] سیاستهای بینالمللی تغییر اقلیم مانند توافقنامه پاریس به دنبال کاهش اثرات آتی تغییرات اقلیمی ، از جمله افزایش سطح دریاها هستند. علاوه بر این، اقدامات فوری تری برای دفاع مهندسی و طبیعی برای جلوگیری از سیلاب های ساحلی انجام می شود.
نمونه هایی از کشورهایی که مشکلات جاری سیل ساحلی دارند عبارتند از:
طوفان کاترینا به عنوان یک طوفان دسته 3 در مقیاس باد طوفان سافیر-سیمپسون به خشکی فرود آمد ، که نشان می دهد که تنها به یک طوفان در سطح متوسط تبدیل شده است. [16] با این حال، خسارت فاجعه بار ناشی از سیل گسترده نتیجه بالاترین موج طوفان ثبت شده در آمریکای شمالی بود . [16] چند روز قبل از سقوط کاترینا، راه اندازی موج توسط بادهای مداوم چرخش سیکلونی سیستم ایجاد می شد. این موج طولانی مدت همراه با سطح فشار مرکزی بسیار پایین به این معنی بود که موج های طوفانی عظیم ایجاد می شد. [41] موج های طوفان از سیلاب ها و دیواره های سیلابی که برای محافظت از شهر در برابر آبگرفتگی در نظر گرفته شده بودند، فراتر رفتند . [6] [16] [41] متأسفانه، نیواورلئان ذاتاً به دلیل تعدادی از عوامل مستعد سیلابهای ساحلی است. اولاً، بسیاری از نیواورلئان زیر سطح دریا است و با رودخانه می سی سی پی هم مرز است ، بنابراین حفاظت در برابر سیل هم از دریا و هم از رودخانه به سازه های مهندسی شده وابسته شده است. تغییر کاربری زمین و اصلاح سیستمهای طبیعی در رودخانه میسیسیپی، پدافند طبیعی شهر را کمتر مؤثر کرده است. تلفات تالاب از سال 1930 حدود 1900 مایل مربع (4920 کیلومتر مربع) محاسبه شده است. این مقدار قابل توجهی است زیرا چهار مایل تالاب تخمین زده می شود که ارتفاع موج طوفان را یک فوت (30 سانتی متر) کاهش دهد. [6]
زمین لرزه و سونامی اقیانوس هند در سال 2004 : زمین لرزه ای به بزرگی تقریبی 9 ریشتر در سواحل سوماترا ، اندونزی رخ داد و باعث انتشار یک سونامی عظیم در سراسر اقیانوس هند شد . [9] این سونامی باعث تلفات جانی قابل توجهی شد، تخمین زده شده است 280,000 تا 300,000 نفر [26] و خسارات زیادی به روستاها، شهرها و شهرها و محیط فیزیکی وارد کرد. ساختارها و زیستگاه های طبیعی تخریب شده یا آسیب دیده شامل صخره های مرجانی ، جنگل های حرا، سواحل و بسترهای علف های دریایی است. [9] زلزله و سونامی اخیر ژاپن در مارس 2011 ( زلزله و سونامی توهوکو 2011 ) نیز به وضوح قدرت ویرانگر سونامی و آشفتگی سیل های ساحلی را نشان می دهد.
شکل 2b
شماره بیانیه مطبوعاتی: 21042023.
این مربوط به افزایش میانگین سطح دریا در حدود 7.5 سانتی متر در کل دوره ارتفاع سنجی است. مهمتر از همه، منحنی GMSL یک شتاب خالص را نشان می دهد که 0.08 میلی متر در سال
2
تخمین زده می شود .
جعبه SYN-1: گرم شدن مداوم می تواند به اثرات شدید منجر شود