حلول فعالة من حيث التكلفة لإصلاح الهياكل الأساسية في حالات الطوارئ

فهم إصلاح الهياكل الأساسية في حالات الطوارئ

وعندما تتوقف الكوارث الطبيعية أو الحوادث أو الفشل الهيكلي المفاجئ على سرعة استعادة الهياكل الأساسية الحيوية، والجسور، وشبكات المياه، وشبكات الطاقة وشبكات الاتصال، ويتمثل التحدي الأساسي في تحقيق التوازن بين السرعة والسلامة والجودة والحدود الشديدة في الميزانية، ويمكن أن تكون أساليب الإصلاح التقليدية، وإن كانت موثوقة في الظروف العادية، بطيئة ومكلفة عندما يكون الوقت في جوهرها، وتستكشف هذه المادة نُهجا عملية وفعالة من حيث التكلفة تساعد المخططين والمهندسين على التكيف في الأجل الطويل.

فمن الفيضانات الخفيفة التي تقوض الطرقات إلى الأحداث السيزمية التي تدعمها الجسور، فإن نطاق حالات الطوارئ المحتملة واسع، وكل سيناريو يتطلب استجابة مصممة، ولكن المبادئ المشتركة تنطبق: التقليل إلى أدنى حد من وقت التعطل، وحماية الحياة البشرية، وتكاليف المراقبة، وبفهم طبيعة الإصلاحات الطارئة والضغوط الاقتصادية التي تفرضها، يمكن لصانعي القرار أن يعتمدوا استراتيجيات تحقق نتائج سريعة ومناسبة للميزانية.

الحالة الاقتصادية لإصلاحات الطوارئ ذات التكلفة

ونادرا ما يُعتزم إجراء إصلاحات طارئة في الميزانيات السنوية، مما يعني أن الحكومات المحلية تعتمد في كثير من الأحيان على صناديق الاحتياطي أو المنح الطارئة أو الموارد المعاد تخصيصها، وكلما طالت فترة الإصلاح، زادت التكلفة - ليس فقط في العمالة والمواد المباشرة، بل أيضا في الآثار الاقتصادية الناشئة عن الطرق المغلقة، والمرافق المعطلة، وفقدت الإنتاجية، فوفقا لما ورد في تقرير الطوارئ الصادر عن الجمعية الأمريكية للمهندسين المدنيين (UFL.]) 2021.

وعلاوة على ذلك، فإن الإصلاحات غير الفعالة يمكن أن تؤدي إلى إخفاقات متكررة، مما يؤدي إلى نشوء دورة من التصاعد في النفقات، فالاستثمار في حلول ذكية وسريعة اليوم يمكن أن يحول دون تكبد تكاليف أكبر غدا، وهذا الواقع الاقتصادي يدفع الاهتمام بالمواد المبتكرة، والتجهيزات المسبقة، والمعالجات المؤقتة، والاستعانة بمصادر محلية، والتكنولوجيا، وكلها أمور تقلل من العبء المالي مع الحفاظ على السلامة والوظيفية.

الاستراتيجيات الرئيسية لإصلاحات الطوارئ ذات التكلفة

استخدام المواد السريعة

وقد تتيح الخرسانة السريعة، وأجهزة التكتل ذات البوليمر، والتكسينات السريعة، إنجاز الإصلاحات في ساعات بدلا من أيام، وتتحقق هذه المواد قوة كافية في أقل من أربع ساعات، وفي كثير من الأحيان في غضون ساعتين، مما يتيح إعادة فتح الطرق بسرعة، ويقلل من الحاجة إلى تمديد فترات المرور أو إغلاق الممرات، وفي حين أن تكلفة الوحدة من المواد السريعة التجهيز يمكن أن تكون أعلى من تكاليف البدائل التقليدية، فإن الوفورات الناجمة عن انخفاض أسعار قطع الأقساط.

العناصر الجاهزة

وتشمل الصنع قطاعات من الجسور الصناعية، أو المناوئ، أو حلقات الكول، أو حتى الجسور المشاة بأكملها خارج الموقع في ظروف خاضعة للمراقبة، ثم تشحن هذه المكونات إلى موقع الطوارئ وتوضع بسرعة، في كثير من الأحيان في غضون أيام، ويقلل النهج من العمالة في الموقع، ويقلل من التأخيرات المتصلة بالطقس، ويكفل الجودة المتسقة، وفي أثناء الفيضانات التي حدثت في منتصف غربي عام 2019، تستخدم إدارة النقل الريفية في البناء التقليدي

الوظائف المؤقتة كصخور ستيبينغ

وفي حالات الطوارئ العديدة، لا يمكن إجراء إصلاح دائم ولا يلزم في إطار نافذة الاستجابة الأولية، فالحلول المؤقتة - مثل الجسور الفارغة، أو اللصائح، أو سلاسل تثبيت التربة - تصلح وظائف أساسية في حين تستقر المجتمعات المحلية، وتقضي تدابير التوقف هذه على الوقت اللازم للتخطيط السليم، والتمويل، وتصميم الأشغال الدائمة، ومن المهم أن تكون المواصفات المؤقتة قد وضعت لإعادة استخدامها، مما يقلل من تكاليفها الفعلية.

تعبئة الموارد المحلية

وتخفض المواد الاصطناعية والعمالة محليا تكاليف النقل وتدعم الاقتصاد الإقليمي، وخلال فترة انقطاع المياه الرئيسية في كولورادو الريفية، تعاقدت إدارة الأشغال العامة مع محجر قريب لمجموع أفراد الأطقم المحلية التي تستخدمها للحام، وذلك من أجل تعديل الأنابيب، حيث أن فترة التسليم في القرب تبلغ 70 في المائة، وإلغاء رسوم الشحن الطويلة، كما أن استخدام الموردين المحليين يقلص سلاسل الإمداد، وهو أمر بالغ الأهمية عندما يكون الوصول محدودا بالحطام أو بالكوارث المستمر.

التكنولوجيات الابتكارية

وتتحول الطائرات بدون طيار والاستشعار عن بعد والطباعة عن طريق الـ 3D إلى تدفقات عمل إصلاحية طارئة، ويمكن للمركبات الجوية غير المأهولة أن تمسح الأضرار في دقائق، وتنتج صورا عالية الاستبانة ونماذج ثلاثية الأبعاد تستخدم لتقييم السلامة الهيكلية دون إرسال الأطقم إلى مناطق خطرة. The Department of Homeland Security ' s Science and Technology Directorate) وقد مولت في الوقت نفسه البحوث الرامية إلى استخدام جسور إنتاجية

دراسات الحالة

جسر مدمر للفيضانات: شرائح جاهزة

وفي تموز/يوليه 2021، تسببت الأمطار الغزيرة في حدوث فشل كبير في الجسر على الطريق 10 في جنوب لويزيانا، وقطع مسار الإجلاء الرئيسي، واستخدمت إدارة لويزيانا للنقل والتنمية أجزاء محددة سابقة التجهيز مخزونة للاستخدام في حالات الطوارئ، وفي غضون 10 أيام، أعيد فتح الجسر مع فترة مؤقتة تسمح بفرض قيود على حركة المرور، ثم تلا ذلك بعد شهرين، كما أدى استخدام عناصر التصل الجاهزة المقدرة بـ 45 مليون دولار إلى تخفيض مجموع الفترة الزمنية المحددة.

الكسر الرئيسي للمياه الحضرية: العمل المختلط والمحلي

وخلال تجميد الشتاء في شيكاغو، تمزقت شوارع مياه رئيسية تبلغ 48 بوصة، وقطعت إمدادات المياه إلى عشرات من القطع التجارية، ووزعت إدارة المياه في المدينة مدفعاً سريعاً يمكن تطبيقه في درجات حرارة التجمد دون الخماسي، وتجنب الحاجة إلى الانتظار لطقس أكثر دفئاً، وتم توفير المساعدة لمتعهدي السباكة والحفر المحليين، مما أتاح حدوث تحولات في الساعة الثالثة عشرة.

إعادة الطاقة بعد إعصار: التقييم غير المنفذ

وبعد أن دمر إعصار مايكل بانهادل فلوريدا في عام 2018، استخدمت المرافق الكهربائية الإقليمية الطائرات بدون طيار لمسح أبراج النقل التي تضررت عبر 200 ميل من التضاريس النائية، وأتاحت الصور الجوية للمهندسين إعطاء الأولوية لعمليات الإصلاح واستبدال الأبراج دون إرسال الأطقم الأرضية إلى مناطق مأهولة خطرة، وأفادت المرافقة بأن هناك انخفاضا بنسبة 40 في المائة في وقت التقييم وما يقابل ذلك من انخفاض في تكاليف وقود الطائرات العمودية أسرع بكثير من الأساليب التقليدية لإعادة الإمداد.

التخطيط لحالات الطوارئ في المستقبل

ولا تبدأ عمليات الإصلاح الطارئة الفعالة من حيث التكلفة عندما يصدر الإنذار، فالتخطيط الاستباقي - بما في ذلك تخزين المواد السريعة التجهيز، والاحتفاظ بعقود مع موردي التجهيزات المسبقة، وتدريب الأطقم المحلية على تقنيات الإصلاح المتقدمة - يمكن أن يحسن بشكل كبير أوقات الاستجابة ويخفض التكاليف، وتقوم دول عديدة الآن بتنفيذ سياسات شراء " الإصلاح السريع " تسمح للوكالات بالتجاوز عن إجراءات تقديم العطاءات الطويلة خلال حالات الطوارئ المعلنة.