בתוך החברה של יוזמת מהנדסי אזרחים לתשתיות עירוניות חיוניות

בניית המחר: The Society of Civil Engineers' Blueprint for Resilient Urban Infrastructure

מרמות הים העולים על כבישי החוף ועד להזדקנות מים מרכזיים מתפרץ תחת הזנים של מזג אוויר קיצוני, הערים בעולם מתמודדות עם התכנסות של איומים עד שנת 2050, כמעט 70% מאוכלוסיית העולם תחיה באזורים עירוניים - אך לא הרבה מהתשתית התומך בהם תוכנן לאקלים שכבר לא קיים.

מאמר זה חוקר את הגישה המקיפה של SCE לתשתיות עירוניות ממחקר וחינוך למעורבות קהילתית ולמדיניות של מדיניות.We נבחן כיצד העבודה של החברה מעצבת את הדור הבא של תרגול הנדסי אזרחי ומדוע עמידות היא כבר לא אופציה - זהו המנדט לכל עיר שמקווה לשגשג בפני אי-ודאות.

מהי באמת תשתיות עירוניות חיוניות

תשתיות עירוניות חיוניות מרחיקות לכת מעבר לגישה פשוטה "Build it strong" (המכונה היכולת של מערכות פיזיות חיוניות - רנספורטציה, אספקת מים, אנרגיה, תקשורת, ניהול פסולת ובניינים - כדי לצפות, לספוג, להסתגל ולהחלמה מהירה מאירועים משבשים.אירועים אלה יכולים להיות חמורים (המכונים קוויים, הוריקנים, פיגועים) או כרונית (טמפרטורות, עלייה ברמת הים, קורוזי, קירור, אוכלוסייה באמת חזקה יותר).

עקרונות עיצוב הליבה המבוססים על תשתית יעילה כוללים:

(FLT:0) RedundancyFLT:1 - יש מערכות גיבוי או מסלולים חלופיים כך שאם רכיב אחד נכשל, אחר יכול לקחת על עצמו. לדוגמה, עיר עם צמחי טיפול במים מרובים יכול לשמור על היצע גם אם אחד הוא מותקף לא מקוון.
(FLT:0) ,L) - היכולת לנסח מחדש או להתאים תשתיות לשינוי התנאים.מערכת ניקוז מים סערה שנועדה לטפל במשקעים של היום יש לשדרג כדי להתמודד עם קיצוניות בעתיד.
(FLT:0)RobustnessFLT:1 - מרכיבים מבניים שיכולים לעמוד בלחצים ללא כישלון קטסטרופלי.זה כולל חומרים קשים יותר ועיצובים מבניים.
(ב) [ה]:0] ראופיד החלמה (Rel Reph: 1] – תכנון לשיקום מהיר של שירותים.צוותי תיקון מראש, חלקי חילוף מודולריים ופרוטוקולי פיקוד ברורים מתקצרים לאחר אסון.
(FLT:0) כשלון בטוח LT:1 - כאשר הכישלון קורה, זה צריך להיות הדרגתי וצפוי, לא פתאומי ואיום חיים. מושג זה, נפוץ בעיצוב הגשר, הוא עכשיו מיושם על מערכות עירוניות אחרות.

עקרונות אלה אינם תיאורטיים.הם מוטבעים בסטנדרטים, קודים ושיטות משלוח פרויקטים ברחבי העולם - ו-SCE הוא כוח מניע בשינוי זה.

יוזמת הליבה של SCE לחוסנות

מאמצי החברה מאורגנים סביב שלושה עמודים המתייחסים למעגל החיים המלא של תשתיות: מחקר ופיתוח, חינוך מקצועי, ומעורבות קהילתית/מדיניות.כל עמוד מחזק את האחרים, ויוצר מעגל רוטטטיבי של חדשנות, למידה ופעולה.

מחקר ופיתוח תוכניות: לדחוף את גבולות החומרים והעיצוב

ה-SCE משקיעה במחקר רב, אשר עובר מעבר לשיפורים מצטברים.התכניות הממומנות שלה מכוונות לפריצות דרך:

(FLT:0) חומרים מתקדמים של בנייה FLT:1 - בטון עצמי תיקון סדק באמצעות פעולה חיידקית, פולימרים עמידים בסיבים כי פלדה אחרונה, ו ⁇ עמידים בפני קורוזיה לסביבות החוף.חומרים אלה להפחית עלויות תחזוקה ולהרחיב את חיי הנכס אפילו בתנאים קשים.
(FLT:0) ניטור תשתיות חכמות ניטורFLT:1 - חיישנים ברשת משובצים גשרים, סכרים, צינורות המספקים נתונים בזמן אמת על מתח, טמפרטורה, רטט, וקורוזיון.זה מאפשר התראה מוקדמת של כישלונות פוטנציאליים ומדריכים ממוקדים תיקונים.
(FLT:0) פתרונות מבוססי טבע: 1) - גגות ירוקים, סולמות חד-משמעיות, ניוטנים שנבנו, ומשחזרים מנגרולים שתופסים מים סוערים, להפחית את האיים החמים העירוניים, ולשפר את איכות האוויר תוך השלמת תשתיות אפורות קונבנציונליות.
(FLT:0) עמידות מודלים וסימולציות של סימולציה 1) - כלים חישוביים מתקדמים המאפשרים למהנדסים לדמות כיצד מערכת מקושרת - אומר, אנרגיה, תחבורה ורשתות מים בעיר - יתנהגו תחת תרחישים אסון שונים.

השותפים SCE עם אוניברסיטאות מובילות, מעבדות לאומיות וחברות טכנולוגיה פרטיות להאיץ את התרגום של מחקר בפועל.לדוגמה, ה-FLT שלה:0 Resilience innovation Program of GraveFLT:1 מממן פרויקטים של טייס בערים החוף בדיקות עורי בנייה מציפים ומסדרונות תחבורה גבוהים.

חינוך וחינוך: בניית כוח עבודה עצמאי

ידע הוא סלע העיצוב הנייח, וה-SCE עשה פיתוח מקצועי בעדיפות אסטרטגית.

(ה) [ה]הההכשרת ה-[[המאה ה-1]]:2Certified Resilience Engineers (CRE)IR)IRFLT 3, שפותחה עם קלט ממומחים לניהול אסון, מכסה הערכת סיכונים, עיצוב הסתגלות, תכנון ריצוף, וניתוח שלאחר event. כדי להרוויח את CRE, מועמדים חייבים לעבור בדיקה קפדנית ולהפגין ניסיון שדה בשיקום פרויקטים.
(FLT:0) חנויות עבודה וקורסים קצרים 1FLT - מפגשים אינטנסיביים, ידיים על מכסה נושאים ספציפיים כגון רטרוטובציה סיסמית של מבנים קיימים, תכנון סופת מים לשינוי האקלים, ושילוב עמידות להערכות השפעה סביבתית. סדנאות רבות מוצעות באינטרנט, להגיע מהנדסים באזורים מרוחקים או מוחלשים.
(FLT:0Curriculum אינטגרציה באוניברסיטאות FIRLT:1) - SCE משתפת פעולה עם מחלקות הנדסה אזרחית כדי להטביע חוסן חשיבה לתואר ראשון ותואר שני תוכניות.מודל סינאבי, מחקרים מקרה וסדרת הרצאות אורח לעזור פרופסורים ללמד מושגים כמו "fail-בטוח לעומת בטוח-fail" ו "שיקום פונקציונלי" לצד עיצוב מסורתי.
(FLT:0-Leadership DevelopmentFLT:1) - מהנדסים נקראים יותר ויותר להציג מקרים עסקיים חוסן למועצות העיר ולמשקיעים.ה-SCE מציע תקשורת והכשרה של אנשי מקצוע כדי לבטא את היתרונות הכלכליים והחברתיים ארוכי הטווח של השקעות רווחיות.

ההשפעה היא מדידה: בחמש השנים האחרונות החברה הקימה למעלה מ-15,000 מהנדסים ברחבי 40 מדינות, עם סקרים של משתתפים המציגים עלייה משמעותית ביישום עקרונות החוסן בפרויקטים שלהם.

מעורבות קהילתית ודיפלומטיה

אין תשתיות הקיימות בוואקום.ה-SCE מזהה כי החוסן הוא אחריות משותפת הדורשת רכישה מהממשלה, עסקים ואזרחים.

(ב) [ה]ה]: [ה] [ה] [ה]] [ה]] [ה]]][ה]]][ה]]]][ה]]]][ה]]]]], [הההה[[המאה ה-1]], הוא כלי שערים יכולות להשתמש בו כדי למדוד את התשתית שלהן בקטגוריות כגון מים, אנרגיה, ניידות ותקשורת.
(FLT:0) קמפיינים של מודעות ציבורית: הודעות פשוטות כמו "FloodSmart: Know Your Risk, הכינו את הבית שלכם" ו-"Power Resilient: Backup Solutions for yourשכונות" מופצות באמצעות מדיה חברתית, אירועים קהילתיים, ושיתוף פעולה עם מדיה מקומית.המטרה היא לטפח תרבות של מוכנות כדי שהתושבים דורשים עיצוב גמיש ממנהיגים שלהם.
(FLT:0) ייעוץ וייעוץ טכני סיוע FLT:1 ; מומחים SCE משרתים על ועדות עירוניות ולאומיות שכותבות קודים בנייה, קידומת בנייה ותוכניות ניהול תשתיות.הם תומכים במדיניות כגון דרישה התפתחויות חדשות לכלול תשתיות ירוקות, מניפסט סיסמי באזורים בסיכון גבוה, ומימון פרויקטים דיססטריגציה לפני דיססטרציה במקום להסתמך על סיוע לאחר דיססטרד.

אחת מההצלחה של מדיניות בולטת הייתה התפקיד של SCE בסיוע לעיר ניו אורלינס לאמץ סטנדרטים עיצוב קפדניים יותר לאחר הוריקן קתרינה, שילוב של ג'ממטים עמידים מעל פני השטח ותחנות משאבה מחוספסות. בדומה, החברה עבדה עם מדינת קליפורניה כדי לעדכן את קודי תכנון התחבורה כדי לקחת בחשבון עלייה ברמת הים בפרויקטים מהירים.

מחקרים: עמידות בפעולה

תוכנית ווטרס של רוטרדם

הולנד כבר מזמן מובילה בניהול מים, אבל שינויי האקלים דורשים עוד גישות חדשניות יותר.ברוטרדאם, SCE שיתפו פעולה עם מהנדסים מקומיים והעירייה לפתח "כיכר מים" - כיכרות ציבוריות כי כפולות כמו אגן שמירת מים סערות.בגשם כבד, הכיכרות האלה ממלאים מים, להקל על הלחץ על מערכת הניקוז של העיר.

תוכנית החוסן הסיסמית של סן פרנסיסקו רטרופיט

לאחר רעידת האדמה של לומה פריטה 1989 חשפה חולשות במבנים של דירות רכות קומות, ועדת ההנדסה המבנית של SCE עבדה עם פקידי העירייה כדי לפתח סטנדרטים רטרופיטיים חובה.החברה יצרה גם AFLT:0Seismic Resilience ToolkitFLT:1 המספקת הערכות עלות, תבניות מימון ורשימות בנייה עבור בעלי בנייה מאז ההשקה של התוכנית, יותר מ-5,000 מבנים פעילים, כולל מחזור חיים של איסטנבול, כולל לחץ דם פעיל, כולל מחזור חיים של מחזור חיים, כולל באופן דרמטי, כולל לחץ דם פעיל, כולל שיבושים, כולל כלי כלכלי גדול, כולל שיבוש דרמטי, כולל שיבושים, כולל שיבושים, כולל שיבושים של פרויקט מרכזי של שיבושים, כולל שיבושים, כולל שיבושים של פרויקט מרכזי של שיבושים, כולל שיבושים של שיבושים, כולל שיבושים כלכליים, כולל שיבושים, כולל שיבושים, כולל כיום, כולל שיבושים, כולל שיבושים כלכליים ראשי תיבות של חברת פיתוח, כולל תחזיות כלכליות, ורשימות של החברה, כולל שיבושים, כולל תחזיות כלכליות, כולל שיבושים, כולל שיבושים, כולל שיבושים מתקדמים, כולל שיבושים, כולל שיבוש

מערכת ניהול המבול המשולבת של מומבאי

מונסון הצפה יש חלקים ארוכים משותקים של מומבאי.ב-2019 השיקה פרויקט סיוע טכני רב שנתי לסייע לתאגיד העירוני בריהאנומבאי עיצוב מערכת שמשדרגת ניקוז עם חיישנים חכמים, גשם צפוי מודלים, ומיפוי בזמן אמת שיטפון.הפרויקט כולל גם מסגרת מהירה של תגובה מהירה אשר לתאם פינוי, ניהול תנועה, תיקון בעוד עדיין ביישום, תוצאות ראשוניות של 40% בשכונות גשם כבדות במהלך טמפרטורות גבוהות.

אתגרים והזדמנויות

למרות ההצלחות הללו, הדרך לחוסנות אוניברסלית היא מסובכת עם מכשולים.(FLT:0FundingFLT:1 נשאר המחסום המתמשך ביותר: מערכות גמישות לעתים קרובות לשאת עלויות גבוהות יותר, למרות שהן מספקות חיסכון עצום על מחזור החיים שלהן.SCE תומך באופן פעיל במנגנוני מימון חדשניים כגון אג"ח חוסן, אג"ח ירוק, יחסי ציבור ושוויון סיכון ארוך טווח זה.

(FLT:0) ,Filitical WillFLT:1 הוא אתגר נוסף.השקעות בתשתית יש תקופות ארוכות של תגמול, בעוד מחזורים פוליטיים קצרים.החברה פועלת לבניית קואליציות של צד שלישי שעולים עמידות כעדיפות לא-מפלגתית, דורית.זה גם מפתחת מודלים כלכליים שמדגימים בבירור את ההחזר על ההשקעה - עבור כל דולר שהושקע על נטייה, למשל, חסכון עלול להיות 10 דולר ל-10 דולר.

(ה) [ה]הקהילות המחוספסות:0 [EquityFLT:1] הוא דאגה גוברת מבחינה היסטורית, הקהילות המחוספסות, שנולדו בכישלונות תשתיות – חשבו על משבר המים בפלינט, מישיגן, או על מקרי מוות הקשורים לחום בשכונות בעלות הכנסה נמוכה ללא מרחב ירוק.ה-SCE השיקה כיום הפגנת תמיכה:2Equitable Resilience InitiativeFLT3, המבטיחה את הפרויקטים שלה, אשר מונעים את כל האוכלוסיות מוחלשות, ונמנעות כיום, ונמנעות מתחום ה-SCE, ונמנעות, ונמנעות, ונמנעות מתחום ה-SCE, אשר דורשות מתחום ה-SCE, אשר מיפוי מחקרים.

הזדמנויות בשפע, גם.התקדמות תאומים דיגיטליים - העתקים וירטואליים של תשתיות פיזיות שיכולים לדמות הפרעות - אפשרו למהנדסים לבחון אסטרטגיות עמידות ללא הפרעה של פעולות יומיומיות.ה-SCE שותף לחברות טכנולוגיה כדי להפוך כלים דיגיטליים לתאום נגישים לערים בגודל בינוני שאינם יכולים להרשות לעצמם פתרונות מותאמים אישית.

השפעה על מטרות ומטרות עתידיות

יוזמות SCE כבר עברו את המחט.על פי ה-FLT האחרון של החברה:0state of Urban Resilience ReportofFLT:1, ערים המשתתפות ראו ירידה של 25% באירועים הקשורים לתשתית במהלך העשור האחרון.מספר מהנדסי החוסן המוסמכים גדל ב-300% מאז 2018. ושינויים במדיניות שהושפעו מ-SCE כיום מ- 200 מיליון אנשים ב-30 מדינות.

ב- 2030 והלאה, ה-SCE הציב מטרות שאפתניות:

כל פרויקטי המחקר הממומנים החדשים חייבים לכלול רכיב עמידות עד 2026.
להרחיב את תוכנית מהנדס החוסן מוסמך לכסות 100,000 אנשי מקצוע ברחבי העולם.
הוקם בשנת [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]
עבודה עם הארגון הבינלאומי לתקינה (ISO) כדי לפתח תקן בינלאומי מבוסס קונצנזוס עבור עיצוב תשתית גמישה, השלמת תקני ISO קיימים לניהול סיכונים וקיימות.
התחייבויות מאובטחות מ -100 ערים גדולות לאמץ כרטיס דו"ח משולב בתוך שבע שנים, תוך שימוש במדד החוסן העירוני כבסיס.

כיצד מהנדסים ואזרחים יכולים להיות מעורבים

העבודה של SCE רק מצליחה כאשר קהילת ההנדסה הרחבה יותר והציבור לוקחים בעלות על חוסן. מהנדסים אזרחיים בכל שלב קריירה יכולים להצטרף לוועדות טכניות SCE, לתרום לצמיחה של תוכנית CRE, או להתנדב לפרויקטים קהילתיים.פרקים מקומיים מחזיקים בהתאמות קבועות ואינטרנטנירס; רבים מציעים תגים דיגיטליים להשלמת מודולי אימון חוסן.

לאזרחים, יש גם תפקיד.השתתפות בישיבות מועצת העיר בדרישה עיצובים גמישים, תמיכה באמצעי האג"ח המקומיים לשיפור תשתיות, והשתתפות בקבוצות מוכנות שכונתיות שולחות אות כי חוסן משנה את ענייניהם.אתר של SCE מציע מדריך ל-FLT:0Citizen's Guide to Resilient InfrastructureFLT:1 שמסביר כיצד להעריך את הפגיעות של בית ותומכים חכמים יותר עבור עבודות ציבוריות.

מסקנה: מורשת עצמאית במאה הבאה

תשתיות עירוניות הן מערכת הדם השקטה של הציוויליזציה.כאשר היא נכשלת, ההשלכות נמדדות בחיים אבודים, כלכלות שבורות ואמון שנפרדו.האגודה של מהנדסים אזרחיים מבינה כי בניית החוסן אינה רק אתגר הנדסי – זהו הכרח מוסרי באמצעות המחקר, החינוך וההתמיכה שלה, ה-SCE מצייד אנשי מקצוע וקהילות עם הכלים לעצב ערים שאין להן שום דרך לשבור, להתמזגות, אלא גם מהירות אופציונלית, היא באמת, אלא גם כן, אלא גם כן, אלא גם כן, ללא שינוי, אלא גם כן, היא דרך מהירות אופציונלית, אלא גם כן, ללא שינוי, אלא גם כן, היא מספקת, ללא שינוי, היא, היא, ללא שינוי, ללא שינוי, כדי לתקן את הסידור, כדי לתקן את כל משימה ברורה, אלא גם כן, אלא גם כן, אלא גם כן, אלא גם כן, ללא שינוי, ללא שינוי, ללא שינוי, ללא שינוי, אלא גם כן, ללא שינוי, אלא גם כן, ללא שינוי, אלא גם כן, ללא שינוי, היא, היא, היא, היא, היא, היא, ללא שינוי, ללא שינוי, היא, היא, היא, היא, היא, היא, היא, היא, היא, היא, היא, היא, היא, היא,

מקור:0 (ב) מקורות:

(האגודה האמריקנית למהנדסי אזרחים) (ASCE) Resiliencementmental ResourcesFLT:1
משרד האומות המאוחדות לצמצום הסיכונים של אסון (FLT:0)
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
המכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה (NIST) - אסון עמידות לשגשוג (Ralance FrameworkeurFLT:1).