Восстановление водно-болотных угодий и барьерных островов для защиты от штормов в северной части Мексиканского залива
Полное решение
Дноуглубительные работы с помощью распыления, когда на болото тонким слоем наносится суспензия вычерпываемого материала
Mark A Ford, National Park Service, US
Северное побережье Мексиканского залива часто подвергается воздействию тропических погодных систем и повышению уровня моря. Общины подвергаются риску. Восстановление двух национальных парков США играет важную роль в защите прибрежных сообществ. Снижению риска бедствий способствует восстановление водно-болотных угодий и барьерных островов. Эти экосистемы снижают интенсивность ветра и штормового нагона, а также защищают дамбы для снижения риска.
Последнее обновление: 06 Feb 2023
6839 Просмотров
Фотогалерея и видеогалерея
Контекст
Решаемые задачи
Повышение уровня моря и увеличение частоты и интенсивности сильных штормов означает, что потребность в восстановлении прибрежных экосистем выше, чем в прошлом. Усиленное затопление, проникновение соленой воды и вторжение человека в окружающую среду приводят к потере прибрежных мест обитания в незащищенных местах. Кроме того, отсутствие необходимого финансирования для крупномасштабных проектов по восстановлению ограничивает наши возможности по проведению запланированных проектов.
Расположение
Северная часть Мексиканского залива США
Северная Америка
Процесс
Краткое описание процесса
Эти методы восстановления и их результаты работают вместе, чтобы обеспечить несколько линий защиты прибрежных сообществ от воздействия изменения климата, повышения уровня моря и штормовых нагонов. Каждый из них в отдельности полезен, но в совокупности они создают более сильную и устойчивую систему снижения риска для прибрежных районов. Не существует определенного порядка, в котором следует выполнять эти блоки. По аналогии, они похожи на членов команды, каждый из которых играет свою роль в достижении общей цели по защите побережья и снижению риска бедствий.
Строительные блоки
Пломбирование старых каналов
Отвалы, образовавшиеся в результате дноуглубительных работ на каналах, по мере поступления средств на реализацию проектов засыпаются обратно в каналы. Это помогает восстановить нормальную гидрологию и сохранить болото здоровым и менее напряженным. Засыпка каналов устраняет гидрологический барьер, возникающий из-за отвалов вынутого грунта, а также частично заполняет каналы, давно не используемые для разведки или добычи нефти. С помощью тяжелой техники, например экскаваторов на болотоходах-амфибиях, старые отвалы вдавливаются в каналы. Деревья вырубаются, и конечная высота становится похожей на окружающее болото. Это обеспечивает естественный сток воды и позволяет смешивать и уравновешивать пресные и солоноватые воды. Каналы были засыпаны по цене 12 тысяч долларов США на 0,5 га.
Гидрологические барьеры устранены, поток воды больше не ограничен, происходит обмен более пресной и более соленой воды, а отложения в воде могут перемещаться в болото, питая его и способствуя вертикальной аккреции почвы. Погруженные водные растения процветают, поскольку высота дна канала повышается.
Благоприятные факторы
Старые неиспользуемые каналы должны присутствовать на ландшафте. Также должно быть выделено финансирование на перемещение старых отвалов дноуглубительного материала. После получения всех необходимых разрешений можно приступать к реализации проектов.
Извлеченный урок
Эта техника относительно проста с точки зрения логистики. Перед началом работ необходимо получить все необходимые разрешения. Кроме того, убедитесь, что в планировании участвуют все заинтересованные лица. В США существует несколько владельцев/пользователей, в некоторых местах, например, в национальных парках, компании, добывающие ископаемое топливо, владеют правами на добычу. Старые каналы часто являются реликвиями нефтеразведки, и некоторые компании не хотят их засыпать, хотя они часто не используются десятилетиями.
В случае с каналами, засыпанными на ГЭС Jean Lafitte, каналы расширились и увеличились в ширину с момента их прокладки. Возвращение отвалов и растительности в каналы не приводит к их полному восстановлению, но в достаточной степени повышает уровень дна, что позволяет процветать погруженным водным растениям и быстро возвращать гидрологию к исходному уровню. Такое воздействие улучшает состояние водно-болотных угодий в целом.
Тонкослойное питание болот
Дноуглубительные работы иногда проводятся на болоте, в том числе на плавучем болоте, в рамках мероприятий по питанию болота. Когда это возможно, используются дноуглубительные машины с распылением. Эти земснаряды собирают материал, смешивают его с окружающей водой и распыляют суспензию на поверхность болота. Толщина наносимой суспензии может варьироваться от очень легкой, которая в основном питает болото свежими осадками и легкими питательными веществами, до наносимой на поверхность болота на глубину до 30 см и более. Более толстое внесение желательно при сильном вертикальном дефиците высоты из-за высокой скорости оседания почвы.
Благоприятные факторы
Необходимо будет провести дноуглубительные работы в близлежащих водоемах. Учитывая сравнительно небольшое расстояние, на которое можно распылять суспензию, зоны применения должны находиться в пределах 50 (пятидесяти) метров от места проведения дноуглубительных работ. Также необходимо будет обеспечить финансирование и получить разрешения.
Извлеченный урок
Тонкослойное внесение вынутого грунта может быть очень полезным для болота. Нанесение более 30 см может слишком глубоко похоронить существующее растительное сообщество, что приведет к гибели растительности и, возможно, принесет больше вреда, чем пользы. Важно обеспечить тщательный контроль, поскольку подрядчики, выполняющие дноуглубительные работы, часто наносят суспензию в произвольном порядке в соответствии со своими желаниями, а не там, где предпочел бы реставратор.
Использование контролируемых отводов рек для восстановления
Вдоль реки Миссисипи в Луизиане были построены речные отводы, чтобы частично заменить утраченную функцию периодического поступления пресной воды в прибрежные водно-болотные угодья в периоды половодья. Речные водоводы - это водорегулирующие сооружения, которые позволяют регулировать потоки из реки Миссисипи в различные бассейны дельты. Водозабор Дэвис-Понд со сбросом 300 кубических метров в секунду, расположенный выше по течению от Нового Орлеана, сбрасывает пресную речную воду в бассейн Баратария, что сильно влияет на соленость и количество отложений в заповеднике Баратария NHPP имени Жана Лафитта. Обилие пресной воды и питательных веществ, поступающих в заповедник, приводит к активному росту погруженной водной растительности (SAV).
Благоприятные факторы
Местные и государственные органы власти обеспечивают финансирование этих дорогостоящих сооружений. Согласие общественности необходимо, так как изменения в гидрологии и экосистеме повлияют на пользователей, хотя большинство воспринимает это как улучшение.
Извлеченный урок
Не все согласны с тем, что приток пресной воды - это хорошо. Коммерческие рыбаки беспокоятся, что их рыболовные угодья могут измениться, и им придется преодолевать большие расстояния и расходовать больше топлива, чтобы найти те же виды, которые они ловят сейчас. Чрезмерное поступление воды и отложений также может изменить сообщества плавающих и погруженных растений не в лучшую сторону. Периодический мониторинг необходим для того, чтобы убедиться, что управление и эксплуатация водозаборов осуществляются оптимальным образом.
Восстановление барьерных островов для снижения риска бедствий
Уже давно известно, что барьерные острова снижают риск стихийных бедствий из-за штормового нагона. Моделирование показывает, что барьерные острова способствуют ослаблению штормового нагона, но не устраняют его полностью. Выгоды включают ежегодное снижение риска ущерба от ураганов и штормов для материка, ежегодные выгоды от отдыха и ежегодное предотвращение потерь рыбных запасов. Возвращение песка в литоральную зону вносит долгосрочный вклад в бюджет осадочных пород на островах и дает возможность островным цепям замещать утраченный песок в одном месте для обеспечения роста в других. Песок либо доставляется баржами из других мест, либо вычерпывается из близлежащих источников, а затем поэтапно закачивается в деградированную зону, что позволяет добиться некоторого естественного оседания.
Благоприятные факторы
Для реализации этих проектов восстановления необходимо крупное финансирование, как правило, из федеральных источников. Необходимо получить разрешение и провести исследования воздействия на окружающую среду, чтобы исключить непреднамеренное негативное воздействие.
Извлеченный урок
Прибрежная фауна и фауна зоны заплеска будут временно перемещены. Возможно, также будет нарушена деятельность гнездящихся морских черепах. Надзор за подрядчиками, выполняющими работы по укладке песка, необходим для обеспечения правильной укладки песка в нужном месте и на нужной высоте.
Воздействие
Водно-болотные угодья и барьерные острова обеспечивают снижение риска стихийных бедствий в виде ослабления штормового нагона и повышения уровня моря, а также защиту дамб, ограждающих от ураганов столичный Новый Орлеан в Луизиане. Восстановление островов Мексиканского залива в Gulf Islands National Seashore также способствует снижению риска бедствий и ослаблению штормового нагона. Эти экосистемы служат для защиты людей, домов, предприятий и важнейших объектов инфраструктуры, таких как дороги, мосты и железнодорожные пути. Документально подтверждено, что во время недавних ураганов болота защищали дамбы для снижения риска бедствий. Прибрежные болота снижают воздействие штормового нагона и повышения уровня моря, поскольку способны поглощать поднимающуюся воду. Барьерные острова уменьшают штормовой нагон. На материковых территориях, расположенных ближе всего к барьерным островам, ущерб от ураганов, подобных урагану Катрина, был меньше, чем на более открытых участках. Восстановление за счет замены утраченных песков позволило защитить такие сооружения, как форт Массачусетс на острове Уэст-Сип. Водно-болотные угодья и барьерные острова также являются важнейшим компонентом местной туристической экономики.
Бенефициары
Люди и бизнес прибрежных сообществ являются бенефициарами проектов по восстановлению.
История
Город и столичный округ Новый Орлеан в штате Луизиана, США, разделен рекой Миссисипи. Центральный деловой район, исторический Французский квартал и некоторые пригородные районы находятся на восточной стороне, известной как Восточный берег. Остальные населенные пункты района находятся на Западном берегу. В 2005 году ураган Катрина обрушился на город к востоку от Нового Орлеана. Только в одном Новом Орлеане погибло около 1600 человек, в основном из-за разрушения системы защиты от шторма. Эти потери произошли в основном на восточном берегу. Западный берег Нового Орлеана не был затоплен. Самое большое отличие заключается в том, что система защиты от штормов в населенных пунктах Западного берега обеспечивает дополнительную защиту здоровых болот и болотных экосистем. Исследования показали, что дамбы с защитой болот и заболоченных мест не разрушились во время урагана Катрина. Позже, в 2012 году, ураган Иссак, ураган второй категории по шкале Саффира-Симпсона, также обрушился на столичный регион Новый Орлеан. Теперь, спустя 7 лет после "Катрины", когда по всему Новому Орлеану были реализованы проекты по восстановлению, аналогичные тому, что было сделано в Jean Lafitte NHPP, провалов дамб не было. Более здоровые восстановленные болота, заполненные каналы, восстановленные болота - все это обеспечило достаточную защиту системы защиты от штормов, чтобы избавить все эти населенные пункты от наводнений.