Table of Contents
הקדמה: חוסר יכולת לחוסנות עירונית
עמידות עירונית מתייחסת ליכולת של ערים לצפות, להתכונן, להגיב, להתאושש מזעזועים חמורים ומלחצים כרוניים - כולל אסונות טבע, שינויי אקלים, תקלות תשתיות ומצבי חירום לבריאות הציבור.עם יותר ממחצית מאוכלוסיית העולם המתגוררת כיום באזורים עירוניים - נתון שצפוי להגיע ל-68% עד שנת 2050 על פי האו"ם - הצורך במערכות עירוניות משגשגות יותר ויותר ממהנדסים עירוניים.
(FLT:0) האגודה של מהנדסים אזרחיים, המכונה לעתים קרובות המוסד של מהנדסים אזרחיים (ICE) בבריטניה או האגודה האמריקנית של מהנדסים אזרחיים (ASCE) בארה"ב, מייצג גוף מקצועי מאוחדת המוקדש לקידום הנדסה אזרחית ברחבי העולם.
התפקיד הקריטי של מהנדסים אזרחיים בבניית ערים עצמאיות
מהנדסים אזרחיים הם אנשי מקצוע בחזית האחראיים לתכנון, עיצוב, בנייה, תפעול ותחזוקה של הסביבה הטבעית והטבעית.עבודתם קובעת ישירות כיצד עיר יכולה לספוג זעזועים ולשמור על פונקציות חיוניות.
עיצוב מספר ניצחונות
מהנדסים אזרחיים מודרניים חייבים לקחת בחשבון ספקטרום של איומים - מפעילות סיסמית והוריקנים ועד להעלאת רמות הים ולחום קיצוני.זה דורש גישות עיצוב משולבות המעדינות undancy, גמישות ומנגנונים לא בטוחים.לדוגמה, מבנים מעוצבים כעת עם מניעת קריסת פרוגרסיבית, בעוד רשתות תחבורה משלבות נתיבים חלופיים לשמירה על קישוריות במהלך מקרי חירום.
ניהול מחזור חיים
חוסן אינו תיקון חד פעמי אלא תהליך מתמשך של מהנדסים אזרחיים לפקח על כל מחזור החיים של נכסים תשתיתיים - החל ממחקרי הזכאות הראשוניים ועיצוב באמצעות בנייה, תפעול, ובסופו של דבר ביטול או רטרוfit. ה-SCE מדגיש מסגרות ניהול נכסים המשלבות הערכה, ניטור מצב ותחזוקה הסתגלות להאריך את החיים ולהקטין את הפגיעות לאורך זמן.
גידול ירקות ואפורים
שינוי משמעותי בשנים האחרונות היה תערובת של תשתיות " ⁇ " מסורתיות (הצינורות, סערות נשיקות, גשרים) עם תשתיות "ירוקות", משטחים, סולמות חד-משמעיות, גגות ירוקות) מובילים את הפיתוח של מערכות היברידיות המספקות הן הגנה והן שירותי מערכת אקולוגית מונדסים.
עקבו אחרי Interdisciplinary Collaboration
חוסן לא ניתן להשיג על ידי מהנדסים בלבד.ה-SCE מקדם באופן פעיל שיתוף פעולה עם מתכננים עירוניים, אקולוגים, כלכלנים, פקידי בריאות הציבור ובעלי עניין קהילתיים. גישה בין-תחומית זו מבטיחה שפתרונות הנדסיים הם בעלי ערך חברתי, בעלי קיימא מבחינה כלכלית וסביבתית.
יוזמת מפתח שמניעה את החברה של הנדסה אזרחית
החברה של מהנדסים אזרחיים מתזמרת שיפור עמידות באמצעות תיק מקיף של יוזמות המשתרעות על מחקר, חינוך, מדיניות ופעולה קהילתית. יוזמות אלה נועדו ליצור צינור מגילוי מעבדה ליישום שדה.
מחקר ופיתוח: מימון עתיד החוסן
ה-SCE משקיעה במחקר נרחב הדוחק את גבולות הידע ההנדסי.תחומים של עדיפות כוללים חומרי הסתגלות אקלים (כגון ⁇ בטון וקורוזיון עמידים), רשתות רגישות עיר חכמות המספקות נתונים בזמן אמתיים של בריאות מבנית, וכלים מתקדמים לחיזוי סכנות מחקר מורכבות (למשל, עלייה של סערה עם גשם כבד).
בנוסף, SCE משתפת פעולה עם מעבדות לאומיות ושותפים בתעשייה כדי להאיץ את העברת טכנולוגיות מתפתחות מטיפוס לפרקטיקה.דיווחים אחרונים מצביעים על כך שמחקר ש-SCE-backed הוביל לירידה של 30% בעלויות של מברשות הבסיס הסיסמיטי עבור מבנים, מה שהופך את עמידות רעידת האדמה לנגישה יותר עבור ערים בינוניות.
תוכניות חינוכיות: קביעת הדור הבא
ההכרה כי פערי מיומנות יכולים לעכב אימוץ חוסן, ה-SCE מציע מסגרת חינוכית מקבילה:
- (FLT:0) סדנאות פיתוח מקצועיות: ההרחבה 1 (FLT:1) קורסים קצרים בנושאים כמו "עיצוב מבוסס עמידות למבנה החוף" ו"קבלת החלטות מוכללת עבור מנהלי תשתיות" סדנאות אלה לעתים קרובות לשאת יחידות חינוך המשך להתחדשות רישוי חובה.
- (FLT:0)Graduate Fellowships:FLT:1 The SCE פרסים מלגות תחרותיות לסטודנטים לתואר שני ודוקטורט מחקר עמידות עירונית. מאז 2018 יותר מ -200 עמיתים תרמו לתדיחות בנושאים החל מתקשורת בסיכון הוריקן לשרשרת האספקה blockchain-enhanced.
- (ב) [ה]ה- [ה]: [ה]] [ה]] [ה] [ה]]] [ה]]]][ה]]]]][ה]]]]][ה]]]] [הההההההההההההההההה-הההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההההה
- (ה)התוכנית ל-FLT:0) (ה-FLT:1) ה-SCE's FLT:2Certified Resilience Engineers (CRE) , 3, דורש יכולת מוכחת בניתוח סיכונים, עיצוב מערכות הפעלה, והערכה שלאחר-disaster. הסמכה זו מוכרת יותר ויותר על ידי שכירת רשויות עירוניות כסימן מצוינות.
יועץ מדיניות: שפיכת הנוף הפורמלי
מהנדסים אזרחיים יש מומחיות טכנית כי הוא חיוני עבור יצירת מדיניות מבוססת ראיות.ה-SCE עוסק בגופים חקיקה ברמה המקומית, המדינה והלאומית כדי לתמוך בקודים, בסטנדרטים ובמימון מנגנונים לקידום חוסן.
- (FLT:0) ,Adoption של ASCE 7-22:03:03: מהדורת המאוחרת של החברה האמריקאית של מהנדסים אזרחיים סטנדרטית עבור עומסי תכנון מינימליים כוללת כעת מפות מהירות רוח מעודכנים המשקפות את תחזיות שינויי האקלים, כמו גם הוראות לתכנון טורנדו-resistant באזורים שנחשבו בעבר בסיכון נמוך.
- (FLT:0) העלאת מס הכנסה: ⁇ FLT:1) ה-SCE בהצלחה עבור בעלי נכסים שמשקיעים ב רטרופורפיטים סיסמיים או נטישת שיטפון.
- מסגרת החוסן הלאומית של תשתיות: FLT:1 בשיתוף עם סוכנויות ממשלתיות כגון הסוכנות לניהול חירום פדרלי (FEMA), ה-SCE סייעה לנסח מסגרת לאומית אשר מקדמת השקעות עמידות בהתבסס על מדדים בסיכון לחיים ועל פגיעות כלכליות.
החברה גם מתייחסת ל-FLT:0 (סעיפים 1) ל- 1 (למשל, ממליץ על כך שכל המבנים החדשים במימון ציבורי באזורי החוף מתוכננים עם לוח חופשי של לפחות שלושה מטרים מעל גובה השיטפון של 500 שנה.
מעורבות קהילתית: בניית Grassroots buy-In
תכנון עמידות נכשל לעתים קרובות כאשר קהילות אינן נכללות באופן משמעותי.ה-SCE פיתחה ערכת כלי תקשורת קהילתית שהמהנדסים משתמשים בה כדי להקל על השתתפות ציבורית בקבלת החלטות תשתיות.
- (FLT:0) עמידות צ'ארטות: ההרחבה 1 (Intensive Multi-Day Workshop), שבו תושבים, בעלי עסקים ומהנדסים מעצבים יחדיו אסטרטגיות לשיטפונות לשכונה. Outcomes ויזואלית באופן מיידי באמצעות תוכנת מודלים תלת-ממדית, כך שמשתתפים יכולים לראות את הבורסות.
- (FLT:0)isaster היכון: המתנדבים של SCE מנהלים מפגשים אימונים בנושאים כגון טכניקות חולות, ייצור חשמל זמני, ולהבטיח פריטים רופפת לפני הסערה.
- (FLT:0) תכנית השגרירים של Youthשגריר: תלמידי תיכון 1 בינואר מאומן להוביל קמפיינים של מודעות החוסן בבתי הספר ובשכונות שלהם.שגרירים ארגנו ימי ניקיון קהילתיים כדי לנקות את ערוצי הניקוז ולהתקין חביות גשם כדי לנהל את סופה של מי הסערה.
- (FLT:0)Equity-Focusing Outreach:1 מבין כי אוכלוסיות פגיעות לעתים קרובות לשאת את המבצר של אסונות, שותפי SCE עם ארגונים עממית המשרתים קהילות בעלות הכנסה נמוכה ומיעוט כדי להבטיח תוכניות הקטנת סיכונים להתמודד עם אי-שוויון היסטורי.זה כולל תרגום חומרים טכניים למגוון שפות והחזקת פגישות ערב במקומות נגישים.
מחקרים: עמידות הנדסית בפעולה
דוגמאות בולטות ממחישות כיצד עקרונות SCE מתרגמים להגנה על העולם האמיתי.המחקרים הבאים מדגישים פרויקטים המדגים מנהיגות, חדשנות, ותועלת קהילתית.
ניו אורלינס מבולת מערכת גדר: מודל לערים דלתא
לאחר הכישלון הקטסטרופלי של מערכות לוטו במהלך הוריקן קתרינה בשנת 2005, אזור ניו אורלינס הגדול יצא לפרויקט הפחתת הסיכון הצפה השאפתני ביותר בהיסטוריה של ארה"ב.ה-SCE מילא תפקיד מרכזי בעיצוב, ביקורת, ובבניה של ה-FLT:0New Orleans and Storm Damage Shock Risk Reduction System (HSDRRS) .FLT:1.
המערכת כוללת כ-350 קילומטרים של levees, מבול, שערי ומשאבות - כולל 1.2 מיליארד דולר מסיבי:0Inner Harbor Air Canal (IHNC) Surge BarrierigFLT:1, הגדול מסוגו בעולם מהנדסים אזרחיים היה לטפל במצבי כישלון בלתי צפויים, כגון עלייה מעל סערות, ותחנות משאבה משולבת כדי לטפל בשרירים פנימיים, אפילו אם כיבדה את הניקוי החיצוני של שוניות.
מאז השלמתו, HSDRRS נבדקה על ידי הוריקנים מרובים, כולל אידה בשנת 2021, ומנעה בהצלחה את מה שהיה מציף קטסטרופלי של העיר.ה-SCE ממשיך לפקח על ביצועי המערכת ולתמיכה במימון התחזוקה לטווח הארוך שלה.
תוכנית רטרופיטה סיסמית' בסן פרנסיסקו: חיזוק הליבה העירונית
סן פרנסיסקו יושב ליד סן אנדראס פונו, רעידת אדמה גדולה נחשבת כמעט בלתי נמנעת בתוך 30 השנים הבאות.בתגובה, SCE שיתפה פעולה עם המחלקה של בניין העיר של העיר כדי לפתח את FLT:0מנדט Soft-Story Retrofit ProgramFLT:1, מיקוד מבנים עם סיפורים חלשים (לעתים קרובות חניה או חללים מסחריים) כי הם נוטים לקריסה.
מהנדסים עיצבו פתרונות רטרופיט יעילים באמצעות מסגרות רגע פלדה, קירות הרהר ועוגני יסוד שניתן להתקין ללא הצבת תושבים.SCE גם סיפק הדרכה טכנית לסקירה עמיתים של עיצובים רטרופיט, הבטחת עמידה ביעדים קפדניים (למשל, לא יותר מ-1% של קריסת רעידת אדמה שנתית של 1%).
נכון ל-2024, יותר מ-5,000 מבנים עברו מתכנית זו, ומגנים על כ-100,000 תושבים.ה-SCE להנציח את הצלחת התוכנית בפרס על חידושים בחוסנות סיסמית', אך אתגרים נשארים: מבנים רבים מבני מסגרת עץ ישנים יותר ומבנים לא מאוישים שעדיין זקוקים לשדרוגים.
הגנה למים הרב-תפקודיים של רוטרדם: גישה הולנדית
בעוד שלא רק פרויקט אמריקאי, העבודה של מהנדסים אזרחיים ברוטרדאם, הולנד, מציעה מקבילה בינלאומית מעוררת השראה המצוטטת לעתים קרובות על ידי SCE.S.FLT:0Room for the RiverFLT 1 התוכנית relocates dikes, להעמיק את הצפות, ויוצרת כיכרות מים - שנועדו באופן זמני לאחסן מים סופה.
מקרה זה מראה כי עמידות יכולה להיות יפה ורב-תפקוד; לדוגמה, המפורסם (FLT:0) ,MarkthalcioFLT:1 משתמש חזית מעוקלת שלה לא רק כסמל אדריכלי אלא גם כמכשול מבול.הכנסים של SCE כוללים לעתים קרובות מהנדסים הולנדיים כמו רמקולים מרכזיים, והחברה פרסמה תרגום של הנחיות הולנדיות עבור "בניין עם הטבע".
אתגרים: מימון, טכנולוגיה ותיאום
למרות ההתקדמות שהוכחה לעיל, חוסן עירוני ניצב בפני מכשולים משמעותיים.חברת מהנדסים אזרחיים זיהתה שלושה מכשולים עיקריים שיש לטפל בהם כדי להאיץ את אימוץ.
מימון גבולות ושפלי השקעות
עמידות לתשתית דורשת הוצאות הון גבוהות, אך תקציבים ציבוריים לעתים קרובות מתוחים על ידי סדרי עדיפויות מתחרים כמו בריאות, חינוך ומחויבויות פנסיה.ה-SCE העריכה כי ארה"ב לבדה זקוקה ל-2.6 טריליון דולר נוספים בעשור הבא כדי להביא את התשתית שלה למצב של תיקון "טוב", עם שדרוגי חוסן ועלויות נוספות.
כדי לגשר על הפער הזה, החברה תומכת במנגנוני מימון חדשניים:
- (ב) [ה]התאוששות: [ה]]: [ה]] [ה]] [ה]] [ה]]] [ה]]], [ה], [ה], [ה], [ה], [ה], [ה], [ה], [ה],], [ה], [ה],], [השלימה] את פרויקט הקדשו] על הזמן [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה]
- (FLT:0) שותפויות ציבוריות-פרטיות (P3ssroved): FLT:1 עידוד הון פרטי לפרויקטי עמידות מראש, עם החזר כספי הקשור להפסדים של אסון או הפחתה של ביטוח.
- (FLT:0)Federal Grant Multipliers:FIRLT:1) , SCE lobbies עבור מענקים פדרליים הדורשים מימון המדינה והמקומי, ובכך מינוף השקעות מקומיות ולהבטיח בעלות על הפרויקטים.
נושא מתמשך נוסף הוא חוסר פעילות ייעודית מימון תחזוקה. פרויקטים רבים חוסנים נבנו אך מאוחר יותר הזניחים.ה-SCE ממליץ שכל פרויקטי ההון כוללים תוכנית עלות מחזור חיים עם הוראות לבדיקה תקופתית ושדרוגים.
אינטגרציה טכנולוגית ושילוב נתונים
בעוד חיישנים חכמים, מזל"טים ו-AI התקדמו מאוד, השילוב שלהם לפרקטיקה הנדסית סטנדרטית נשאר ללא אפילו.ערים רבות חסרות את התשתית הדיגיטלית לאסוף, לנתח ולפעול על נתוני סיכון בזמן אמת.
- (FLT:0) הרחבת מודלי הסיכון של Open-Source:FLT:1 החברה ממנתנת פלטפורמות כמו FLT:2ResiliShareFLT 3, המאפשרת למהנדסים לשתף עקומות fragity ותפקודי נזק מאירועים קודמים.
- (FLT:0) סטוארדיזציה של פרוטוקולי IoT: ההרחבה 1 (IQ) על ידי שיתוף פעולה עם IEEE וגופים אחרים סטנדרטיים, SCE מסייע להבטיח כי נתונים ממותגי חיישן שונים יכולים להיות משולבים בצורה חלקה.
- (FLT:0) הכשרת נתונים לייטאקרטי: ההרחבה 1 של SCE כוללת כעת מודולים על למידת מכונה עבור הערכת מצב תשתיות ושיטות Bayesian להגדרה אי הוודאות.
עם זאת, טכנולוגיה לבדה לא יכולה לפתור אתגרים חוסן.מהנדסים חייבים גם לטפל בגורמים חברתיים והתנהגותיים – משהו ש-SCE מדגיש באמצעות סדנאות התכנון הממוקדות בבני האדם.
תכנון תואם בנוגע לתביעות
סיכונים טבעיים אינם מכבדים גבולות מנהליים.נהר הצפה בעיירה אחת יכול להשפיע על הקהילות במורד הזרם; רעידת אדמה יכולה לשבש את רשתות התחבורה והכוח המשתרעות על פני מדינות רבות.אך תכנון החוסן לעתים קרובות נשאר מפורש במחוז או ברמת העיר, מה שמוביל לסטנדרטים בלתי עקביים ופספס הזדמנויות להטבות ברמת המערכת.
(ה) ה-SCE מקדם שיתוף פעולה בין בעלי חיים מכל תחומי השיפוט באזור פעיל של מילואים או אזור פעיל מבחינה סיסמית' (FLT:1) - שותפויות אזוריות המביאות יחד בעלי עניין מכל תחומי השיפוט בתוך אזור מלוטש מים או אזור פעיל מבחינה סיסמית' (SCE) לדוגמה, ה-FLT:2Bay Area Imagingence CollaborativeFLT 3: 3, כולל מהנדסים כיועצים טכניים, עוזרים לקודמי בנייה, פינוי, פינוי, ו-Fireative Infrastructure, 9) ו-Fregating Taskating.
אתגרים של ממשל כוללים גם תקנות סותרות: לדוגמה, פרויקט בקרת שיטפון עשוי להיות מעוכב על ידי תהליכי ביקורת סביבתית שנועדו לתנאים סטטיים.ה-SCE תומך במודרניזציה רגולטורית המאפשרת אישור מהיר לפרויקטים עמידים העומדים בסטנדרטים אקולוגיים ברורים.
כיוונים עתידיים: מסלול משולב
במבט קדימה, החברה של מהנדסים אזרחיים צופה עמידות עירונית לא כמשמעת נפרדת, אלא כתשתית ליבה המוטבעת בכל פרויקט הנדסה אזרחית.כמה מגמות מתעוררות מעצבות יעצבו את העתיד הזה:
פתרונות מבוססי טבע והנדסת מערכות אקולוגיות
החברה מאגדת יותר ויותר פתרונות המחקים תהליכים טבעיים.לדוגמה, שחזור שוניות צדפות כדי להעצים את הסירה מתעוררות ולהפחית את שחיקה החוף, או בניית פארקים מבולטים שספגו מים סערה במהלך אירועי גשם קיצוניים.ה-SCE's ÖFLT:0Natural and Nature-based Features (NBF) פרסמה הנחיות לשילוב של גישות מבניות אלה עם אמצעים מסורתיים.
עמידות כשירות (RaaS)
בהשראת תעשיית התוכנה, כמה חברות הנדסה מציעות מנויים "חוסן כשירות", שבו רשויות העירייה משלמים מדי שנה עבור ניטור סיכונים מתמשך, התראות בזמן אמת, ותמיכה הנדסית על שיחות טלפון.ה-SCE בוחנת סטנדרטים אתיים עבור מודלים כאלה כדי להבטיח כי מדדי ביצועים הם שקוף ושווה.
אתיקה מקצועית הקשורה לאקלים
אולי באופן משמעותי ביותר, ה-SCE מעדכנת את קוד האתיקה שלה לכלול במפורש את חובתם של מהנדסים אזרחיים לצמצם את שינויי האקלים ולשפר את החוסן.זה אומר שהמהנדסים עשויים להיות מחויבים מבחינה אתית לסרב לפרויקטים שננעלו בסיכון בלתי-אפשרי – למשל, בניית בתים חדשים באזורי שיטפון בסיכון גבוה ללא אמצעי הגנה נאותים.
Global Knowledge Exchange
לבסוף, החברה מרחיבה שיתוף פעולה בינלאומי.באמצעות ה-FLT שלה:0 Global Resilience NetworkcioFLT:1, SCE מחבר מהנדסים מהקאריביים, דרום מזרח אסיה ואפריקה שמדרום לסהרה כדי לשתף שיעורים של אסונות אחרונים.רשת זו כבר הקלה על העברת טכנולוגיית מחסום דלה עלות מבנגלדש למחוז מיאמי-Dade.
האמנה של מהנדס עם החברה
חוסן עירוני אינו מטרה סטטית אלא תהליך מתמשך של למידה, הסתגלות והשקעה.חברת מהנדסים אזרחיים, דרך חבריה המסורים, מקדם את הסיבה הזו עם הקפדה, יצירתיות, ומחויבות בלתי מתפשרת לביטחון הציבור.מממברי ניו אורלינס ועד המבנים הרכה בסן פרנסיסקו, מרחובות ירוקים ברוטרדאם ועד למסגרות יעילות בוושינגטון, מצילים את חייהם של מהנדסים אזרחיים, ומגינים על ידי הכלכלות האזרחיות של וושינגטון.
עם זאת, השעון מתקתק.עם תחזיות אקלים מחמירות ואוכלוסיות עירוניות גדלות, שולי הפעולה מתכווץ.ה-SCE קורא לממשלות, למנהיגים במגזר הפרטי ואזרחים לשתף פעולה עם מהנדסים בבניית עתיד שבו ערים לא יכולות רק לשרוד זעזועים אלא גם לגדול חזק יותר.כל מבנה מחוסן, כל קוד בנייה מעודכן, וכל סדנה של הקהילה מקרבת אותנו צעד אחד קרוב יותר לחזון הזה.
(ב) [ה]: [ה] [ה]] [ה]]] [ה]] [ה]]]: [ה] [ה] [ה]]] [ה]]]][ה]]]]