درک سیستم های اولیه در یک تغییر آب و هوا

سیستم های اولیه ستون فقرات جامعه مدرن را تشکیل می دهند: شبکه ها و دارایی هایی که انرژی، آب، حمل و نقل و ارتباطات را ارائه می دهند، همانطور که تغییرات آب و هوایی سرعت می یابد، این سیستم ها با استرس بی سابقه مواجه می شوند.افزایش دمای جهانی، تغییر الگوهای بارش و هوایی شدید و رویدادهای مکرر آب و هوایی به طور مستقیم قابلیت اطمینان، ایمنی و طول عمر طراحی برای انعطاف پذیری را تهدید می کند؛ این سیستم های آب و هوایی پایدار می توانند به بررسی سیستم های زیست محیطی و سیستم های سازگار با دقت و سیستم های زیست محیطی دقیق و سیستم های زیست محیطی دقیق و تغییرات آب و ساختار دقیق.

چگونه تغییرات آب و هوایی بر بخش های زیرساخت های اصلی تاثیر می گذارد

هر بخش از سیستم های اولیه تغییرات آب و هوایی را به طور متفاوتی تجربه می کند، اما موضوعات مشترک شامل افزایش ریسک عملیاتی، هزینه های نگهداری بالاتر و نیاز به استانداردهای طراحی انعطاف پذیر است. درک این اثرات خاص بخش اولین گام به سمت برنامه ریزی انعطاف پذیری موثر است.

زیرساخت های حمل و نقل

جاده ها، پل ها، راه آهن، فرودگاه ها و بنادر در برابر طیف وسیعی از خطرات آب و هوایی آسیب پذیر هستند.[۱۰] گرمای قابل توجهی می تواند باعث راه آهن برای پر کردن و آسفالت برای نرم کردن، در حالی که heavy Rain و سیل [F3:3) پایه های پل و جاده های فاضلاب را از طریق سیستم های شتاب دهنده آب و آب و فاضلاب استفاده می کند.

  • مسائل مربوط به Heat: [FLT 1] گسترش حرارتی از مفاصل پل، تغییر شکل راه آهن و کاهش طول عمر پیاده رو.
  • ریسک های مالی: صدها جاده، تونل ها و ایستگاه های حمل و نقل کم؛ افزایش بارگیری رسوب در سیستم های زهکشی.
  • افزایش سطح آب زیرزمینی دائمی در نزدیکی سواحل، و بسته بندی خدمات زیرزمینی و پایه.

سیستم های انرژی

تولید برق، انتقال و توزیع به متغیرهای آب و هوایی حساس هستند.[۱۰] نیروگاه های برق الکتریکی (coal، هسته ای، گاز طبیعی) به آب خنک کننده متکی هستند؛ دمای آب گرم تر کاهش بهره وری و کاهش خاموش شدن در طول خشکسالی ها را کاهش می دهد. Renewable Energy منابع انرژی خورشیدی مانند الگوهای حرارتی، و کاهش مستقیم آب و کاهش می دهد.

  • نسل: کاهش قدرت هیدروشاری از تغییر یافته؛ بهره وری پایین تر از پانل های خورشیدی تحت گرمای شدید؛ تنوع باد.
  • انتقال وamp؛ توزیع: خط تگ، اضافه بار ترانسفورماتور، و چالش های مدیریت گیاهان.
  • موج های گرمای مکرر، تقاضای برق را به اوج می رسانند، ظرفیت شبکه را تحت فشار قرار می دهند.

سیستم های آب و فاضلاب

تغییرات آب و هوایی چرخه هیدرولوژیکی را مختل می کند که منجر به کمبود آب و سیل می شود.[۱۰] درمان آب آشامیدنی با چالش های افزایش turbidity، شکوفه های آلگال (به دلیل آب گرم تر)، و نفوذ آب نمک در آب های ساحلی (FLT:2Wastewater) مواجه می شود.[۱۰]

  • [[۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰]]: [[۱۰]] ذوب یخچال در حوضه های رودخانه؛ کاهش شارژ آب های زیرزمینی؛ افزایش تبخیر از مخازن.
  • [[۱] [۱۰] کیفیت: [[۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰]] [۱۰] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱۰] [۱]] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱] [۱] [۱۰] [۱] [۱] [۳] [۳] [۱] [۱] [۳] [۳] [۳] [۳] [۲] [۲] [۲] [۳] [۳] [۱] [۱] [۲] [۳] [۲] [۳] [۲] [۲] [۲] [۳]] [۱]]]]]] [۲] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۲] [۲] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۲] [۲] [۳] [۳] [۲] [۲] [۲] [۳] [
  • ] مدیریت فروبرد: ] ظرفیت طوفان در بسیاری از سیستم های شهری؛ نیاز به ادغام زیرساخت سبز.

شبکه های ارتباطی

زیرزمینی و زیرساخت های داده و مخابراتی فوق زمینی در معرض سیل، گرما و طوفان قرار دارد.[۱۰] کابل های نوری فیبر می توانند توسط حرکت خاک آسیب ببینند و برج های سلول توسط باد و مراکز داده های حیاتی نیاز به خنک سازی قابل توجه دارند؛ درجه حرارت بالاتر استفاده از انرژی و خطر خرابی را افزایش می دهد، زیرا واکنش مرکزی در این بخش اورژانس است.

استراتژی های طراحی هسته برای انعطاف پذیری آب و هوا

انعطاف پذیری ساختمان در سیستم های اولیه نیازمند تغییر از طراحی تعیین کننده (بر اساس داده های تاریخی) به رویکردهای پویا و مبتنی بر ریسک است. مهندسان و برنامه ریزان چندین استراتژی کلیدی را اتخاذ می کنند.

زیرساخت های سازگار و انعطاف پذیر

به جای طراحی یک سناریوی آب و هوایی آینده، طراحی مدرن شامل (FLT:0) Pathways تطبیقی است که به سیستم ها اجازه می دهد به روز رسانی یا اصلاح به عنوان تغییر شرایط، این شامل استفاده از اجزای سازگار که می تواند به راحتی جایگزین یا افزوده، و انتخاب مواد که به خوبی تحت طیف وسیعی از دما و نمونه های رطوبت انجام می شود:

  • [در این میان] [و] ایستگاه های زیر ساخت و پمپ [[۱] [۱] برای محافظت در برابر سیل [۱]
  • [[۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱]] با پوشش های انعکاسی یا اتصالات آسفالت اصلاح شده [۱]
  • [[۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱]] [۱۰]] [۱۰]] [۱] [۳] [۱]] که حرکت زمینی را از آبریزش یا یارانه های ناشی از خشکسالی، در بر می گیرد.

راه حل های مبتنی بر طبیعت (NbS)

ادغام فرآیندهای طبیعی در طراحی زیرساخت می تواند انعطاف پذیری مقرون به صرفه را در حالی که تحویل co-benefits مانند کیفیت هوا و زیستگاه بهبود بخشد، فراهم کند. [FLT3] سقف سبز کاهش سیلاب و افزایش حرارت آب و هوا (FLT:2 بافرهای قابل بازیافت [F3] اجازه می دهد آب زیرزمینی و بخار سیل کاهش یابد.

  • تالاب های ساخته شده برای درمان آب و احتباس سیل
  • پوشش درخت شهری برای کاهش اثرات جزیره گرما و جلوگیری از بارش باران.
  • بازگشت به دو تن و ساحل زنده برای دفاع ساحلی

نظارت بر افزایش یافته و هشدار اولیه

انعطاف پذیری بستگی به دانستن اینکه چه زمانی و چه زمانی شکست ها به احتمال زیاد است. [FLT] [FLT] سنسور [IoT] در مورد چه زمانی و در چه زمانی احتمال دارد. در پل ها، خطوط لوله و خطوط برق، داده های زمان واقعی را در مورد استرس، دما و ارتعاشات همراه با بهبود و پیش بینی آب و هوا] ، اپراتورهای می توانند قبل از کاهش حملات بار گرما یا جلوگیری کنند.

  • [[۱] [۱۰] نظارت بر سلامت ساختار [[۱۰]] با اندازه گیری های شدید و شتاب سنج.
  • تجزیه و تحلیل پیش بینی [FLT 1] [FLT 1] با استفاده از یادگیری ماشین برای پیش بینی احتمال شکست.
  • [۱] [۱۰] هشدار اولیه مبتنی بر کمون [[۱۰] [۱۰]

سیاست، استانداردها و تأمین مالی

هیچ مقدار از طراحی فنی نمی تواند بدون چارچوب های سیاست حمایتی موفق شود، دولت ها و استانداردها (سازمان ها) کدهای ساختمانی و دستورالعمل های طراحی را به روز می کنند تا پیش بینی های آب و هوایی را منعکس کنند. جامعه آمریکایی مهندسان عمران (ASCE) [FLT 1] دستورالعمل های راهنما را در زیرساخت های آب و هوا به همان اندازه مهم است.

  • استانداردهای طراحی سازگار با محیط زیست [FLT 1] (به عنوان مثال، نیاز به تخته آزاد بالاتر از سطح پیش بینی شده دریایی).
  • ابزار مالی سبز مانند اوراق قرضه انعطاف پذیر و استخر بیمه فاجعه.
  • مشارکت های عمومی و خصوصی [FLT 1] برای به اشتراک گذاری ریسک و تامین مالی سازگاری بلند مدت.

مطالعات موردی در طراحی سیستم اولیه آب و هوا - Resilient

توسعه زیرساخت های پس از شهر نیویورک

پس از طوفان سندی (۲۰۱۲) مترو، تونل ها و نیروگاه های برق را سیل زد، نیویورک یک برنامه انعطاف پذیری چند میلیارد دلاری را راه اندازی کرد. پروژه ی Resiliiliency سواحل شرقی ادغام سیل دیوارهای سیل، آبجوها و پارک های بالا برای محافظت از منهتن.

اتاق هلند برای برنامه رودخانه

به جای بالا بردن دیک ها، برنامه هلندی به رودخانه ها فضای بیشتری برای سیل با خیال راحت می دهد.با کاهش سیلبل ها، تبدیل کردن دیکس ها و ایجاد کانال های دور، این برنامه خطر سیل را کاهش می دهد در حالی که افزایش زیستگاه های طبیعی است.این رویکرد در سراسر جهان شبیه سازی شده است و یک نمونه پیشرو از مدیریت آب سازگار در مواجهه با افزایش بارش و افزایش سطح دریا است.

انعطاف پذیری شبکه کالیفرنیا و Microgrids خورشیدی

برای مبارزه با خطرات آتش سوزی و امواج گرما، کالیفرنیا در میکروشبکه ها سرمایه گذاری کرده است که می تواند به طور مستقل از شبکه اصلی کار کند. تاسیسات خورشیدی به علاوه ذخیره سازی انرژی پشتیبان در طول خاموش شدن برق عمومی را فراهم می کند. ساخت و ساز Deization [FLT3] مقررات همچنین در پشت بام های جدید و افزایش تقاضا برای شبکه های شبکه های اجتماعی توزیع شده و افزایش می دهد.

آینده چشم انداز: سیستم های ساختمانی برای 2050 و Beyond

پیش بینی های آب و هوا نشان می دهد که حتی با کاهش انتشار گازهای گلخانه ای، تغییرات خاصی در دهه های اخیر قفل شده است. طراحان سیستم اولیه باید برای طیف وسیعی از آینده های قابل قبول برنامه ریزی کنند.

  • افزایش برق الکتریکی [[FLT 1] [FLT 1] از حمل و نقل و حرارت، نیاز به یک شبکه قوی تر و انعطاف پذیر است.
  • دیجیتالی سازی و اتوماسیون [FLT 1] که می تواند هر دو کمک و مانع انعطاف پذیری (خطرات امنیتی در مقابل کنترل تطبیقی).
  • اصول اقتصاد سکولار [FLT 1] که کاهش تقاضا و تاثیر زیست محیطی در حالی که بهبود سازگاری سیستم.
  • [در این باره] [و] [و] [به این ترتیب] مقاومت در برابر [و] [و] [و] [و] [و]] اطمینان حاصل کنید که جوامع آسیب پذیر محافظت نشده اند.

همکاری بین المللی، مانند کمیته انطباق (FLT:0) UNFCCC، کمیته انطباق (FLT:1) و کمیسیون جهانی (FLT:2) در آداptation ، خواستار دو برابر شدن سرمایه گذاری های زیربنایی است که هم کم کربن و هم آب و هوا-سیلی هستند.

نتیجه گیری

تغییرات آب و هوایی اساسا در حال تغییر محیط عامل برای سیستم های اولیه است.از حمل و نقل و انرژی به آب و ارتباطات، هر بخش باید انطباق برقرار کند. انعطاف پذیری یک هدف استاتیک نیست، بلکه یک فرایند مداوم یادگیری، نظارت و ارتقاء است.با در نظر گرفتن طراحی انعطاف پذیر، راه حل های مبتنی بر طبیعت، نظارت پیشرفته و سیاست حمایتی، ما می توانیم زیرساخت هایی را ایجاد کنیم که نه تنها در برابر شوک آب و هوا مقاومت می کند، بلکه همچنین به فعالیت های پایدار و پایدار برای ادامه دادن زمان و سیستم های پایدار کمک می کند.