Исследование показывает, как парковые противотуманные сооружения могут стать устойчивой альтернативой высоким волнорезам

В сфере защиты от цунами сила может заключаться в красоте. Стратегически расположенные вдоль береговой линии ряды зеленых холмов могут помочь отразить разрушительную силу цунами, сохраняя при этом вид на океан и доступ к побережью. Для некоторых сообществ они могут стать лучшим вариантом, чем высокие волнорезы.

Таковы выводы рецензируемой статьи исследователей, которые попытались количественно оценить взаимодействие цунами разной высоты с насыпями различных размеров и форм, расположенными у кромки воды. Исследование было опубликовано 4 мая в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Высокие волнорезы — традиционный подход к снижению риска цунами. Например, Япония построила сотни миль бетонных стен высотой более 12 метров в некоторых местах на сумму более 12 миллиардов долларов после того, как в марте 2011 года волны цунами прорвали волнорезы и опустошили прибрежные районы на востоке страны.

Однако волнорезы, как правило, дороги в строительстве, вредны для местного туризма и рыболовства, разрушительны для прибрежных сообществ и окружающей среды, а их разрушение может быть катастрофическим, — говорит старший автор исследования Дженни Сакейл, доцент геофизики в Школе наук о Земле, энергетике и окружающей среде Стэнфорда (Stanford Earth). Если стена рухнет, последствия будут сокрушительными, отмечает она. Волнорезы могут не только создавать ложное чувство безопасности, мешающее быстрой эвакуации, но и разрушаться на бетонные блоки, которые волны цунами затем разбрасывают по городу.

«Это интуитивно понятно: как только вы видите угрозу, вы строите стену», — говорит Сакейл. Но хотя волнорезы действительно могут снизить некоторые риски, факторы, делающие место пригодным для жизни, могут быть гораздо сложнее. «Большинство прибрежных сообществ хотят максимизировать свое благополучие, а не минимизировать риск ценой всего остального», — поясняет она. «Вы действительно хотите жить за огромной бетонной стеной из-за небольшой вероятности сильного цунами? Давайте предложим больше вариантов и начнем информированные дебаты».

Наличие большего количества вариантов особенно важно в местах, где ресурсы для защиты побережья ограничены, отмечает соавтор исследования Абдул Мухари, возглавляющий отдел смягчения последствий прибрежных бедствий в Министерстве морских дел и рыболовства Индонезии. «Благодаря анализу в нашей статье, страны, подверженные цунами, теперь имеют основу для оценки холмов как менее затратного способа снижения рисков», — говорит он.

Настраиваемые и экологичные решения

Прибрежные леса могут помочь замедлить скорость потока цунами в близлежащих городах и деревнях. Эти и другие природо-ориентированные решения становятся все более важными в планах управления рисками на побережье, пишут исследователи. Однако деревьям требуются десятилетия, чтобы вырасти достаточно крепкими для обеспечения значимой защиты.

Согласно новому исследованию, растительность мало влияет на энергию набегающей волны. Тем не менее, растения могут по-прежнему играть важную роль в борьбе с эрозией, помогая поддерживать форму, высоту и расстояние между холмами, которые делают их эффективными.

Альтернативное решение, появляющееся на побережьях подверженных цунами стран по всему миру, стремится совместить лучшее из двух миров: настраиваемость и мгновенную готовность инженерного барьера с доступом к побережью и экологической функцией более пористой зеленой зоны. До сих пор проекты таких объектов, известных как парки для смягчения последствий цунами, основывались больше на эстетике, чем на науке. «Сейчас наши проекты недостаточно стратегичны», — говорит Сакейл. «Эта статья — отправная точка для понимания того, как проектировать эти парки, чтобы извлечь из них максимальную пользу для снижения риска».

Важность дизайна

С помощью численного моделирования взаимодействия волны цунами с одним рядом холмов исследователи показали, что насыпи могут отражать и гасить разрушительную силу цунами почти так же эффективно, как типичный волнорез. А в случае огромного, раз в тысячу лет цунами, они разрушатся не хуже, чем даже самые внушительные стены. В результате исследование показывает, что от сочетания стен и холмов — подхода, распространенного в проектах от Конститусьона в Чили до Морино в Японии, — мало дополнительной пользы.

«Эти холмы отражают удивительно большое количество энергии волны для небольших и средних цунами», — говорит Сакейл. Настройка формы холмов на основе очертаний береговой линии, вероятного направления прихода цунами и других местных факторов может помочь максимизировать количество отражаемой энергии. Это ключевой момент, подчеркивает Сакейл, потому что «энергия — ваш главный враг».

Это связано с тем, что если цунами затопит территорию на полной скорости даже 30-сантиметровым слоем воды, выживших будет мало, объясняет Сакейл. «Оно просто сметает всё. Вы не сможете устоять на ногах, а если упадете, это очень опасно. Оно бросает машины в здания. Вас легко сбитят предметы, несомые водой».

Исследование также указывает на необходимость размещения домов и инфраструктуры на удалении за широкой буферной зоной, поскольку холмы могут ускорять потоки и увеличивать ущерб на территории, непосредственно прилегающей к парку. Чтобы избежать этого непреднамеренного последствия, исследователи предлагают рассмотреть проекты с несколькими рядами холмов в шахматном порядке, где размеры уменьшаются по мере удаления от берега.

«Наше исследование показывает, что дизайн имеет значение. Есть неправильное и правильное расстояние; неправильная и правильная форма», — резюмирует Сакейл. «Не следует использовать эстетические критерии для его проектирования».