Levee - Levee

Komponenter i en vall:
  1. Design hög vattennivå (HWL)
  2. Låg vattenkanal
  3. Översvämningskanal
  4. Riverside sluttning
  5. Bankett vid floden
  6. Levee krona
  7. Landside lutning
  8. Bankett vid landsbygden
  9. Berm
  10. Låg vattentäthet
  11. Land vid floden
  12. Levee
  13. Skyddat lågland
  14. Flodzon
Sidan av en vall i Sacramento, Kalifornien

En levee ( / l ɛ v i / ), vallen ( amerikansk engelska ), vall ( Commonwealth engelska ), vägbank , floodbank , eller stopp bank är en långsträckt naturligt förekommande ås eller artificiellt konstruerade fyllning eller vägg som reglerar vattennivåer. Den är vanligtvis jordbunden och ofta parallell med flodens lopp i dess översvämning eller längs lågt liggande kustlinjer.

Etymologi

Högtalare av amerikansk engelska (särskilt i Mellanvästern och Djup söder ) använder ordet levee , från det franska ordet levée (från det feminina förflutna partikeln av det franska verbspaken , 'to raise'). Det har sitt ursprung i New Orleans några år efter stadens grundande 1718 och antogs senare av engelsktalande. Namnet härrör från egenskapen hos vallens åsar som höjs högre än både kanalen och de omgivande översvämningarna.

Det moderna ordet vall eller vall härstammar troligen från det nederländska ordet dijk , med konstruktion av vallar i Frisia (nu en del av Nederländerna och Tyskland ) välbevisat redan på 1000 -talet. Den 126 kilometer långa (78 mi) Westfriese Omringdijk , färdigställd 1250, bildades genom att ansluta befintliga äldre vallar. Den romerska krönikören Tacitus nämner att den upproriska Batavi genomborrade vallar för att översvämma deras land och skydda deras reträtt (70 e.Kr.). Ordet dijk indikerade ursprungligen både skyttegraven och banken . Det är nära parallellt med det engelska verbet att gräva .

anglosaxiska fanns ordet dic redan och uttalades som kuk i norra England och som dike i söder. I likhet med nederländska ligger ordets engelska ursprung i att gräva en gräv och bilda den grumliga jorden till en bank bredvid den. Denna praxis har inneburit att namnet kan ges till antingen utgrävningen eller till banken. Således är Offas Dyke en kombinerad struktur och Car Dyke är en skyttegrav - även om den en gång hade höjt banker också. I engelska Midlands och East Anglia , och i USA, är en vall vad ett dike är i södra England, en fastighetsgränsmarkör eller dräneringskanal. Där den bär en bäck kan den kallas en rinnande vall som i Rippingale Running Dike , som leder vatten från avloppsvattnet , Car Dyke, till South Forty Foot Drain i Lincolnshire (TF1427). Weir Dike är en blötdike i Bourne North Fen , nära Twenty och längs floden Glen , Lincolnshire . I Norfolk och Suffolk Broads kan en vall vara ett dräneringsdike eller en smal konstgjord kanal längs en flod eller bred för tillträde eller förtöjning, några längre vallar namnges, t.ex. Candle Dyke.

I delar av Storbritannien , särskilt Skottland och norra England , kan en vall vara en fältmur, vanligtvis gjord med torr sten .

Användningsområden

En förstärkt vall

Huvudsyftet med konstgjorda vallar är att förhindra översvämningar av den angränsande landsbygden och att sakta ner naturliga kursförändringar i en vattenväg för att tillhandahålla tillförlitliga sjöfartsvägar för maritim handel över tid; de begränsar också flodens flöde, vilket resulterar i högre och snabbare vattenflöde. Levees finns främst längs havet, där sanddyner inte är tillräckligt starka, längs floder för skydd mot höga översvämningar, längs sjöar eller längs polders . Dessutom har vallar byggts i syfte att empoldera, eller som en gräns för ett översvämningsområde. Det senare kan vara en kontrollerad översvämning av militären eller en åtgärd för att förhindra översvämning av ett större område omgivet av vallar. Levees har också byggts som fältgränser och som militärt försvar . Mer om denna typ av vall finns i artikeln om torra stenväggar .

Levees kan vara permanenta jordarbeten eller nödkonstruktioner (ofta av sandsäckar ) som snabbt byggs i en översvämning.

Några av de tidigaste vallarna konstruerades av Indus Valley Civilization (i Pakistan och norra Indien från cirka 2600 f.Kr.) som jordbrukslivet för Harappan -folket var beroende av. Levees konstruerades också mer än 3000 år sedan i det gamla Egypten , där ett system av vallarna byggdes längs den vänstra stranden av floden Nilen för mer än 1000 km (600 miles), som sträcker sig från modern Aswan till Nildeltat vid stranden av den Medelhavet . De mesopotamiska civilisationerna och det antika Kina byggde också stora vallsystem. Eftersom en vall bara är lika stark som sin svagaste punkt, måste höjden och konstruktionsstandarderna vara konsekventa längs dess längd. Vissa myndigheter har hävdat att detta kräver en stark styrande myndighet för att styra arbetet, och kan ha varit en katalysator för utvecklingen av styrsystem i tidiga civilisationer. Andra pekar dock på tecken på storskaliga vattenkontrolljordverk som kanaler och/eller vallar från före kung Skorpionen i det predynastiska Egypten , under vilket styrningen var mycket mindre centraliserad.

Ett annat exempel på en historisk vall som skyddade den växande stadstaten Mēxihco-Tenōchtitlan och den närliggande staden Tlatelōlco, byggdes under början av 1400-talet, under övervakning av tlahtoani av altepetl Texcoco, Nezahualcoyotl. Dess funktion var att separera det bräcka vattnet i Lake Texcoco (idealiskt för jordbrukstekniken Chināmitls ) från färskt dricksvatten som levererades till bosättningarna. Men efter att européerna förstörde Tenochtitlan förstördes också vallvägen och översvämningar blev ett stort problem, vilket resulterade i att majoriteten av sjön tömdes på 1600 -talet.

Lever är vanligtvis byggda genom att stapla jorden på en rensad, plan yta. Bred vid basen, de avsmalnar till en plan topp, där tillfälliga vallar eller sandsäckar kan placeras. Eftersom flödesutsläppsintensiteten ökar i vallar på båda flodstränderna och eftersom siltavlagringar ökar flodbädden är planering och hjälpåtgärder avgörande. Sektioner sätts ofta tillbaka från floden för att bilda en bredare kanal, och översvämningsdalsbassänger delas av flera vallar för att förhindra att ett enda brott översvämmar ett stort område. En vall som är gjord av stenar som ligger i horisontella rader med en bädd av tunn gräsmatta mellan var och en kallas en spets .

Konstgjorda däck kräver omfattande teknik. Deras yta måste skyddas från erosion, så de planteras med vegetation som Bermuda -gräs för att binda ihop jorden. På landsidan av höga vallar brukar en låg terrass med jord som kallas en bankett läggas till som en annan åtgärd mot erosion. På flodens sida utgör erosion från starka vågor eller strömmar ett ännu större hot mot vallens integritet. Effekterna av erosion motverkas genom att plantera lämpliga vegetation eller installera stenar, stenblock, vägt mattor eller betong revetments . Separata diken eller dräneringsplattor är konstruerade för att säkerställa att fundamentet inte blir vattentätt.

Flodförebyggande

Trasig vall vid floden Sacramento
En vall håller högt vatten på Mississippifloden från att översvämma Gretna , Louisiana , i mars 2005.

Framträdande vallsystem har byggts längs Mississippifloden och Sacramento -floden i USA , och Po , Rhen , Meuse -floden , Rhône , Loire , Vistula , deltaet som bildats av Rhen, Maas/Meuse och Scheldt i Nederländerna och Donau i Europa . Under den kinesiska krigstatstiden byggdes Dujiangyan bevattningssystem av Qin som ett projekt för bevarande av vatten och översvämning. Systemets infrastruktur ligger på Minjiang ( kinesiska :岷江; pinyin : Mínjiāng ), som är den längsta bifloden till Chang Jiang , i Sichuan , Kina .

Mississippi -vallsystemet representerar ett av de största sådana systemen som finns någonstans i världen. Den omfattar över 5600 km drifter som sträcker sig cirka 1 000 km (620 mi) längs Mississippi, som sträcker sig från Cape Girardeau , Missouri , till Mississippi -deltaet . De påbörjades av franska nybyggare i Louisiana på 1700 -talet för att skydda staden New Orleans . De första Louisiana -vallarna var cirka 90 cm höga och täckte ett avstånd på cirka 80 km (50 mi) längs flodstranden. US Army Corps of Engineers, i samarbete med Mississippi River Commission, utvidgade vattensystemet som började 1882 för att täcka flodstränderna från Kairo, Illinois till mynningen av Mississippi -deltaet i Louisiana. I mitten av 1980-talet hade de nått sin nuvarande omfattning och var i genomsnitt 7,3 m (24 fot) höga. vissa Mississippi -vallar är så höga som 15 m (50 fot). Mississippi -vallarna inkluderar också några av de längsta sammanhängande individuella vallarna i världen. En sådan däck sträcker sig söderut från Pine Bluff , Arkansas , på ett avstånd av cirka 610 km (380 mi).

United States Army Corps of Engineers (USACE) rekommenderar och stöder teknik för mobilbegränsning (geoceller) som bästa förvaltningssed. Särskild uppmärksamhet ägnas åt frågan om ytorosion, förebyggande av överkörning och skydd av vallkam och nedströms sluttning. Förstärkning med geoceller ger marken dragkraft för att bättre motstå instabilitet.

Konstgjorda stigar kan leda till en förhöjning av den naturliga flodbädden över tid; huruvida detta händer eller inte och hur snabbt, beror på olika faktorer, en av dem är mängden och typen av bäddbelastningen i en flod. Alluviala floder med intensiva ansamlingar av sediment tenderar till detta beteende. Exempel på floder där konstgjorda vallar ledde till en höjning av flodbädden, till och med upp till en punkt där flodbädden är högre än den intilliggande markytan bakom vallarna, finns för Yellow River i Kina och Mississippi i USA.

Förebyggande av kustflod

Levees är mycket vanliga på kärrmarkerna som gränsar till Bay of Fundy i New Brunswick och Nova Scotia , Kanada . De Acadians som bosatte sig i området kan krediteras med den ursprungliga konstruktionen av många av vallarna i området, som skapats i syfte att bruka den bördiga tidvatten träskmarkerna. Dessa vallar kallas vallar. De är konstruerade med gångjärnsslussportar som öppnas vid den fallande tidvattnet för att dränera sötvatten från jordbruksmarkerna och stängs vid det stigande vattnet för att förhindra att havsvatten kommer in bakom vallen. Dessa slussportar kallas " aboiteaux ". På nedre fastlandet runt staden Vancouver , British Columbia , finns det vallar (lokalt kända som vallar och även kallad "havsväggen") för att skydda låglänt mark i Fraser River delta, särskilt staden RichmondLulu Island . Det finns också vallar för att skydda andra platser som har översvämmats tidigare, till exempel Pitt Polder, mark intill Pitt River och andra bifloder.

Översvämningar mot kustfloder är också vanliga längs den inre kusten bakom Vadehavet , ett område som är förstört av många historiska översvämningar. Således har folk och regeringar byggt upp allt större och komplexa system för översvämningsskydd för att stoppa havet även vid stormflod. Den största av dessa är naturligtvis de enorma vallarna i Nederländerna , som har gått utöver att bara försvara sig mot översvämningar, eftersom de aggressivt har tagit tillbaka mark som ligger under medelhavsnivån.

Spur vallar eller groynes

Dessa typiskt konstgjorda hydraulstrukturer är placerade för att skydda mot erosion. De placeras vanligtvis i alluviala floder vinkelrätt, eller i en vinkel, mot kanalen eller revetmentet , och används i stor utsträckning längs kusten. Det finns två vanliga typer av spurvdyk, permeabel och ogenomtränglig, beroende på vilket material som används för att konstruera dem.

Naturliga exempel

Naturliga vallningar bildas vanligtvis runt låglandsfloder och bäckar utan mänskligt ingripande. De är långsträckta åsar av lera och/eller silt som bildas på flodens slättsområden omedelbart intill de avskurna bankerna. Liksom konstgjorda vallar verkar de för att minska sannolikheten för översvämning av översvämningar.

Avsättning av vallar är en naturlig följd av översvämningen av slingrande floder som bär höga andelar av suspenderat sediment i form av fin sand, silter och lera. Eftersom en flods bärförmåga delvis beror på dess djup, är sedimentet i vattnet som ligger över kanalens översvämmade stränder inte längre i stånd att hålla samma mängd fina sediment i upphängning som huvudthalgen . De extra fina sedimenten lägger sig alltså snabbt ut på de delar av översvämningsplanen som ligger närmast kanalen. Över ett betydande antal översvämningar kommer detta så småningom att resultera i uppbyggnad av åsar i dessa positioner och minska sannolikheten för ytterligare översvämningar och episoder av vallbyggnad.

Om nedbrytning fortsätter att inträffa i huvudkanalen, kommer detta att göra överflygning av vallar mer sannolikt igen, och vallarna kan fortsätta byggas upp. I vissa fall kan detta resultera i att kanalbädden så småningom kommer att stiga över de omgivande översvämningarna, som bara skrivs in av vallarna runt den; ett exempel är den gula floden i Kina nära havet, där oceangående fartyg verkar segla högt ovanför slätten på den förhöjda floden.

Lever är vanliga i alla floder med en hög suspenderad sedimentfraktion och är därmed nära förknippade med slingrande kanaler, vilket också är mer sannolikt att inträffa där en flod bär stora fraktioner av suspenderat sediment. Av liknande skäl är de också vanliga i tidvattenbäckar, där tidvatten tar in stora mängder kustsilter och leror. Höga vårvatten kommer att orsaka översvämningar och resultera i uppbyggnad av vallar.

Misslyckanden och överträdelser

Både naturliga och konstgjorda vallar kan misslyckas på flera sätt. Faktorer som orsakar delfel inkluderar överkörning, erosion, strukturella fel och vallmättnad. Det vanligaste (och farligaste) är ett åsbrott . Här går en del av vallen faktiskt sönder eller urholkas och lämnar en stor öppning för vatten att översvämma mark som annars skyddas av vallen. Ett brott kan vara ett plötsligt eller gradvis misslyckande, orsakat antingen av ytorosion eller svaghet i underjorden. Ett intrång kan lämna en fläktformad avlagring av sediment som strålar bort från brottet, beskrivet som en sprickbildning . I naturliga vallar, när ett brott har inträffat, kommer gapet i vallen att förbli tills den åter fylls i av byggnadsprocesser. Detta ökar risken för framtida intrång på samma plats. Överträdelser kan vara platsen för slingrande avstängningar om flodens flödesriktning permanent avleds genom gapet.

Ibland sägs det att vallar misslyckas när vatten överskrider vallens topp. Detta kommer att orsaka översvämningar på översvämningarna, men eftersom det inte skadar vallen har det färre konsekvenser för framtida översvämningar.

Bland olika felmekanismer som orsakar brott mot däck, befanns jorderosion vara en av de viktigaste faktorerna. Att förutsäga jorderosion och skurbildning när överhoppning sker är viktigt för att utforma stabila vallar och översvämningar . Det har gjorts många studier för att undersöka jordens eroderbarhet. Briaud et al. (2008) använde Erosion Function Apparatus (EFA) -test för att mäta jordens erodibilitet och efteråt med hjälp av Chen 3D -programvara utfördes numeriska simuleringar på vallbanan för att ta reda på hastighetsvektorerna i överkörningsvattnet och den genererade skuren när överkörningen vatten träffar vallen. Genom att analysera resultaten från EFA -testet utvecklades ett erosionstabell för att kategorisera jordens erodibilitet. Hughes och Nadal 2009 studerade effekten av kombinationen av vågöverkörning och stormflödesflöde på erosion och skurgenerering i vallar. Studien omfattade hydrauliska parametrar och flödesegenskaper som flödestjocklek, vågintervaller, överspänningsnivå över vallkronan vid analys av skurutveckling. Enligt laboratorietesterna härleddes empiriska korrelationer relaterade till genomsnittlig överhettning för att analysera vallens motståndskraft mot erosion. Dessa ekvationer kan bara passa till situationen, liknande experimentella tester, medan de kan ge en rimlig uppskattning om de tillämpas på andra förhållanden.

Osouli et al. (2014) och Karimpour et al. (2015) genomförde fysisk modellering av vallar i laboratorieskala för att utvärdera poängkarakterisering av olika vallar på grund av översvämningar av översvämningar.

Ett annat tillvägagångssätt som används för att förhindra svikt i älven är elektrisk resistivitetstomografi (ERT). Denna icke-destruktiva geofysiska metod kan i förväg upptäcka kritiska mättnadsområden i vallar. ERT kan således användas för övervakning av läckage -fenomen i jordstrukturer och fungera som ett varningssystem, t.ex. i kritiska delar av vallar eller vallar.

Se även

Anteckningar

externa länkar