Levee
En vall ( / ˈ l ɛ v i / ), dike ( amerikansk engelska ), dyke ( Commonwealth English ), banvall , översvämningsbank eller stoppbank är en struktur som vanligtvis är jordgjord och som ofta löper parallellt med en flods lopp i dess översvämningsslätt eller längs lågt belägna kuster.
Syftet med en valv är att förhindra att flodernas lopp förändras och att skydda mot översvämning av området som gränsar till floden eller kusten. Levees kan vara naturligt förekommande åsstrukturer som bildas bredvid stranden av en flod, eller vara en artificiellt konstruerad fyllning eller vägg [ citat behövs ] som reglerar vattennivåer. Men vallar kan vara dåliga för miljön.
Forntida civilisationer i Indusdalen , forntida Egypten, Mesopotamien och Kina byggde alla vallar. Idag kan vallar hittas runt om i världen, och fel på vallarna på grund av erosion eller andra orsaker kan vara stora katastrofer.
Etymologi
De som talar amerikansk engelska använder ordet levee , från det franska ordet levée (från femininum particip av det franska verbet spak , 'att höja'). Det har sitt ursprung i New Orleans några år efter stadens grundande 1718 och antogs senare av engelsktalande. Namnet härrör från egenskapen att valsens åsar höjs högre än både kanalen och de omgivande översvämningsslätterna.
Det moderna ordet vall eller vall härstammar med största sannolikhet från det holländska ordet dijk , med konstruktionen av vallar väl bestyrkt redan på 1000-talet. Den 126 kilometer långa (78 mi) Westfriese Omringdijk , färdig 1250, bildades genom att ansluta befintliga äldre vallar. Den romerske krönikören Tacitus nämner att den upproriske Batavi genomborrade vallar för att översvämma deras land och skydda deras reträtt (70 e.Kr.). Ordet dijk indikerade ursprungligen både skyttegraven och den bank . Det är nära parallellt med det engelska verbet att gräva .
På anglosaxiska fanns ordet dic redan och uttalades som dick i norra England och som dike i söder. I likhet med nederländska ligger ordets engelska ursprung i att gräva ett dike och forma den upphöjda jorden till en bank bredvid den. Denna praxis har inneburit att namnet kan ges till antingen utgrävningen eller till banken. Således Offa's Dyke en kombinerad struktur och Car Dyke är en skyttegrav – även om den en gång hade höjda banker också. I engelska Midlands och East Anglia , och i USA är en vall vad ett dike är i södra England, en fastighetsgränsmarkering eller dräneringskanal. Där den bär en bäck, kan den kallas en löpvall som i Rippingale Running Dike , som leder vatten från uppsamlingsvattenavloppet , Car Dyke, till South Forty Foot Drain i Lincolnshire (TF1427). Weir Dike är en soak dike i Bourne North Fen , nära Twenty och längs floden Glen , Lincolnshire . I Norfolk och Suffolk Broads , kan en dyke vara ett dräneringsdike eller en smal konstgjord kanal utanför 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 dyke vara en fältvägg, allmänt gjord med torr sten .
Används
Huvudsyftet med konstgjorda vallar är att förhindra översvämningar av den angränsande landsbygden och att bromsa naturliga kursförändringar i en vattenväg för att tillhandahålla tillförlitliga sjöfartsleder för sjöfartshandel över tiden; de begränsar också flödet av floden, vilket resulterar i högre och snabbare vattenflöde. Levees kan främst hittas längs havet, där sanddynerna inte är tillräckligt starka, längs floder för skydd mot höga översvämningar, längs sjöar eller längs polder . Vidare har vallar byggts i gjutningssyfte eller som avgränsning 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 vallar finns i artikeln om torrstensmurar .
Levees kan vara permanenta markarbeten eller nödkonstruktioner (ofta av sandsäckar ) byggda hastigt i en översvämningsnödsituation.
Några av de tidigaste vallarna konstruerades av civilisationen i Indusdalen (i Pakistan och norra Indien från cirka 2600 f.Kr.) som harappanernas jordbruksliv var beroende av. Levees byggdes också för över 3 000 år sedan i det forntida Egypten , där ett system av vallar byggdes längs Nilens vänstra strand i mer än 1 000 kilometer (600 miles), som sträcker sig från moderna Aswan till Nildeltat vid stranden av floden Nilen. Medelhavet . Mesopotamien _ civilisationer och det forntida Kina byggde också stora valvsystem. Eftersom en valv bara är så stark som dess svagaste punkt, måste höjden och konstruktionsstandarden vara konsekvent 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 styrningssystem i tidiga civilisationer. Andra pekar dock på bevis på storskaliga vattenkontrollerande jordarbeten såsom kanaler och/eller vallar från före King Scorpion i Predynastiska Egypten , under vilka styrningen var mycket mindre centraliserad.
Ett annat exempel på en historisk vall som skyddade den växande stadsstaten Mēxihco-Tenōchtitlan och den angränsande staden Tlatelōlco, byggdes under tidigt 1400-tal, under överinseende av tlahtoani från altepetl Texcoco, Nezahualcoyotl. Dess funktion var att separera det bräckta vattnet i Lake Texcoco (idealiskt för jordbrukstekniken Chināmitls ) från det färska dricksvattnet som tillfördes bosättningarna. Men efter att européerna förstörde Tenochtitlan förstördes också valen och översvämningar blev ett stort problem, vilket resulterade i att majoriteten av sjön dränerades på 1600-talet.
Levees byggs vanligtvis genom att stapla jord på en röjd, plan yta. Breda vid basen avsmalnar de till en plan topp, där tillfälliga vallar eller sandsäckar kan placeras. Eftersom översvämningsutsläppsintensiteten ökar i vallar på båda flodbankerna och eftersom siltavlagringar höjer nivån på flodbäddar , planering och hjälpåtgärder är avgörande. Sektioner är ofta tillbakadragna 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 valv gjord av stenar som lagts i horisontella rader med en bädd av tunn torv mellan var och en av dem kallas en spetchel .
Konstgjorda vallar kräver omfattande ingenjörskonst. Deras yta måste skyddas från erosion, så de planteras med vegetation som bermudagräs för att binda ihop jorden. På landsidan av höga vallar läggs vanligtvis en låg jordterrass känd som en bankett till som en annan anti-erosionsåtgärd. På flodsidan utgör erosion från starka vågor eller strömmar ett ännu större hot mot valsens integritet. Effekterna av erosion motverkas genom att plantera lämplig vegetation eller installera stenar, stenblock, tyngdmattor eller betongbeklädnader . Separata diken eller dräneringsplattor anläggs för att säkerställa att grunden inte blir vattensjuk.
Förebyggande av översvämningar
Framstående levesystem har byggts längs Mississippifloden och Sacramentofloden i USA , och Po , Rhen , Meuse River , Rhône , Loire , Vistula , deltat som bildas av Rhen, Maas/Meuse och Schelde i Nederländerna och Donau i Europa . Under den kinesiska krigande staterna period , Dujiangyan bevattningssystem byggdes av Qin som ett vattenbesparings- och översvämningskontrollprojekt. Systemets infrastruktur ligger på Minjiang ( kinesiska : 岷江 ; pinyin : Mínjiāng ), som är den längsta bifloden till Chang Jiang , i Sichuan , Kina .
Mississippi-levee-systemet representerar ett av de största sådana system som finns någonstans i världen. Den består av över 5 600 km (3 500 mi) av vallar som sträcker sig cirka 1 000 km (620 mi) längs Mississippi, som sträcker sig från Cape Girardeau , Missouri , till Mississippideltat . De påbörjades av franska bosättare i Louisiana på 1700-talet för att skydda staden New Orleans . De första vallarna i Louisiana var cirka 90 cm (3 fot) höga och täckte ett avstånd på cirka 80 km (50 mi) längs floden. US Army Corps of Engineers, i samarbete med Mississippi River Commission, utökade levee-systemet med början 1882 för att täcka flodstränderna från Cairo, Illinois till mynningen av Mississippideltat i Louisiana. Vid mitten av 1980-talet hade de nått sin nuvarande utsträckning och var i genomsnitt 7,3 m (24 fot) i höjd; vissa Mississippi-vallar är så höga som 15 m (50 fot). Mississippi-vallarna inkluderar också några av de längsta sammanhängande enskilda vallarna i världen. En sådan vall sträcker sig söderut från Pine Bluff , Arkansas , för en sträcka av cirka 610 km (380 mi). Mississippi-vallarnas omfattning och omfattning har ofta jämförts med Kinesiska muren .
United States Army Corps of Engineers (USACE) rekommenderar och stöder cellulär instängningsteknik (geoceller) som bästa förvaltningspraxis. Särskild uppmärksamhet ägnas åt frågan om yterosion, förebyggande av övertoppning och skydd av valkrön och nedströmssluttning. Förstärkning med geoceller ger dragkraft till jorden för att bättre motstå instabilitet.
Konstgjorda vallar kan med tiden leda till en höjning av den naturliga flodbädden; om 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, även upp till en punkt där flodbädden är högre än den intilliggande markytan bakom vallarna, finns för Gula floden i Kina och Mississippi i USA .
Förebyggande av översvämningar vid kusten
Levees är mycket vanliga på myrmarkerna som gränsar till Bay of Fundy i New Brunswick och Nova Scotia , Kanada . Acadianerna _ som bosatte området kan tillskrivas den ursprungliga konstruktionen av många av vallarna i området, skapade i syfte att odla de bördiga tidvattenträskmarkerna. Dessa vallar kallas vallar. De är konstruerade med gångjärnsförsedda slussportar som öppnas vid det fallande tidvattnet för att dränera sötvatten från jordbrukets träskmarker och stänger vid stigande tidvatten för att förhindra att havsvatten kommer in bakom vallen. Dessa slussportar kallas " aboiteaux ". I det nedre fastlandet runt staden Vancouver , British Columbia , det finns vallar (lokalt kända som vallar, och även kallade "havsmuren") för att skydda låglänta land i Fraser River- deltat, särskilt staden Richmond på Lulu Island . Det finns också vallar för att skydda andra platser som har översvämmats tidigare, såsom Pitt Polder, land som gränsar till Pitt River och andra bifloder.
Förebyggande av översvämningsvallar vid kusten är också vanliga längs kustlinjen bakom Vadehavet, ett område som ödelagts av många historiska översvämningar. Sålunda har folken och regeringarna byggt upp alltmer stora och komplexa översvämningsskyddssystem för att stoppa havet även under stormfloder. Den största av dessa är de enorma vallarna i Nederländerna, som har gått längre än att bara försvara sig mot översvämningar, eftersom de aggressivt har tagit tillbaka land som ligger under medelhavsytan.
Sporvallar eller groynes
Dessa typiskt konstgjorda hydrauliska strukturer är placerade för att skydda mot erosion. De placeras typiskt i alluviala floder som är vinkelräta, eller i en vinkel, till stranden av kanalen eller beklädnaden, och används brett längs kustlinjerna. Det finns två vanliga typer av utlöpare, permeabla och ogenomträngliga, beroende på de material som används för att konstruera dem.
Naturliga exempel
Naturliga vallar bildas vanligtvis runt floder och bäckar på låglandet utan mänsklig inblandning. De är långsträckta åsar av lera och/eller silt som bildas på flodens översvämningsslätter omedelbart intill de avskurna bankarna. Liksom konstgjorda vallar, agerar de för att minska sannolikheten för översvämning.
Nedfall av vallar är en naturlig följd av översvämningen av slingrande floder som bär höga andelar suspenderat sediment i form av fin sand, silt och lera. Eftersom en flods bärförmåga delvis beror på dess djup, kan sedimentet i vattnet som ligger över kanalens översvämmade stränder inte längre hålla samma mängd fina sediment i suspension som huvudthalweg . De extra fina sedimenten lägger sig alltså snabbt på de delar av flodslätten som ligger närmast kanalen. Under ett betydande antal översvämningar kommer detta så småningom att resultera i att åsar byggs upp i dessa positioner och minskar sannolikheten för ytterligare översvämningar och episoder av valvbyggande.
Om försämring fortsätter att ske i huvudkanalen, kommer detta att göra att vallarna välter igen, och vallarna kan fortsätta att byggas upp. I vissa fall kan detta resultera i att kanalbädden så småningom reser sig över de omgivande översvämningsslätterna, inträngda endast av vallarna runt den; ett exempel är Gula floden i Kina nära havet, där havsgående fartyg ser ut att segla högt över slätten på den förhöjda floden.
Levees är vanliga i alla floder med en hög suspenderad sedimentfraktion och är därför intimt förknippade med slingrande kanaler, som också är mer benägna att uppstå där en flod bär stora fraktioner av suspenderat sediment. Av liknande skäl är de också vanliga i tidvattenbäckar, där tidvatten för in stora mängder kustslam och lera. Höga vårvatten kommer att orsaka översvämningar och leda till att vallar byggs upp.
Misslyckanden och överträdelser
Både naturliga och konstgjorda vallar kan misslyckas på ett antal sätt. Faktorer som orsakar vallbrott inkluderar övertoppning, erosion, strukturella fel och vallmättnad. Den vanligaste (och farligaste) är ett valvbrott . Här bryter eller eroderas faktiskt en del av vallen bort och lämnar en stor öppning för vatten att översvämma mark som annars skyddas av vallen. Ett brott kan vara ett plötsligt eller gradvis misslyckande, antingen orsakat av yterosion eller av svaghet under ytan i vallen. Ett brott kan lämna en solfjäderformad avlagring av sediment som strålar bort från brottet, beskrivet som en spricka . I naturliga vallar, när ett brott har inträffat, kommer luckan i vallen att finnas kvar tills den återigen fylls i av vallarnas byggprocesser. Detta ökar chanserna för framtida intrång på samma plats. Brott kan vara platsen för meanderavskärningar om flodens flödesriktning avleds permanent genom gapet.
Ibland sägs vallar misslyckas när vatten överstiger valsens krön. Detta kommer att orsaka översvämningar på översvämningsslätterna, men eftersom det inte skadar vallen får det mindre konsekvenser för framtida översvämningar.
Bland olika felmekanismer som orsakar valkbrott har jorderosion visat sig vara en av de viktigaste faktorerna. Det är viktigt att förutsäga jorderosion och skurgenerering när övertoppning sker för att utforma stabila vallar och översvämningsvallar . Det har gjorts många studier för att undersöka jordars eroderbarhet. Briaud et al. (2008) använde Erosion Function Apparatus (EFA) test för att mäta jordarnas eroderbarhet och efteråt, genom att använda Chen 3D-programvara, utfördes numeriska simuleringar på vallen för att ta reda på hastighetsvektorerna i det övertoppande vattnet och det genererade skuret vid övertoppningen vatten träffar vallen. Genom att analysera resultaten från EFA-testet utvecklades ett erosionsdiagram för att kategorisera jordarnas eroderbarhet. Hughes och Nadal studerade 2009 effekten av en kombination av vågövertoppning och stormflodsöversvämning på erosion och skurgenerering i vallar. Studien inkluderade hydrauliska parametrar och flödeskarakteristika såsom flödestjocklek, vågintervall, överspänningsnivå över vallkronan vid analys av skurutveckling. Enligt laboratorietester härleddes empiriska korrelationer relaterade till genomsnittliga övertoppningsutsläpp för att analysera valens motståndskraft mot erosion. Dessa ekvationer skulle bara kunna passa till situationen, liknande de experimentella testerna, 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 i laboratorieskala av vallar för att utvärdera poängkarakterisering av olika vallar på grund av översvämningsväggar.
Ett annat tillvägagångssätt som tillämpas för att förhindra vallfel är elektrisk resistivitetstomografi ( ERT). Denna oförstörande geofysiska metod kan i förväg upptäcka kritiska mättnadsområden i vallar. ERT kan således användas vid övervakning av läckagefenomen i jordkonstruktioner och fungera som ett tidigt varningssystem, t.ex. i kritiska delar av vallar eller vallar.
Se även
- Broskur – Avlägsnande av sediment från kring brofästen eller pirer genom vattenrörelser
- Bunding – Stödmur runt föroreningskällan
- Coupure – Strukturell funktion
- Dam – Barriär som stoppar eller begränsar flödet av yt- eller underjordiska bäckar
- Jordstruktur – Byggnad eller annan struktur tillverkad till stor del av jord
- Banvall (jordverk) – Mur eller bank för att bära en väg eller järnväg över låg mark eller vattenbryn
- Översvämningskontroll – Metoder som används för att minska eller förhindra de skadliga effekterna av översvämningsvatten
- Översvämningskontroll i Nederländerna – Mänsklig kontroll av översvämningar i Nederländerna
- Lava kanal
- Nullah – Brant, smal dal
- Seawall – Form av kustförsvar
- Sleeper dike – vall som backar upp en frontlinjevall
- Sänkning – vertikal rörelse nedåt av jordens yta
- Dike – Utgrävd kanal i mark
Anteckningar
externa länkar
- "Well Diggers Trick", juni 1951, populärvetenskaplig artikel om hur översvämningsingenjörer använde en gammal metod för att skydda översvämningsvallar längs floder från läckage som undergräver valen
- "Design and Construction of Levees" US Army Engineer Manual EM-1110-2-1913
- The International Levee Handbook
| Förvaltning |  |
|
|---|---|---|
| Hård ingenjörskonst | ||
| Mjuk ingenjörskonst | ||
| Relaterade ämnen | ||
| Nationalbibliotek | |
|---|---|
| Övrig | |
