问答:英国基础设施和气候变化

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2019年夏天,极端的温度和降雨将英国的基础设施推到了崩溃的边缘,包括威利大桥的溢洪道坍塌,以及英国有记录以来最热的一天,铁路大范围中断。

基础设施
英国铁路基础设施在夏季的极端气温下经受了极限考验

鉴于此,工程师向该领域的一些顶尖学者询问了国家基础设施的状况,以及应该采取哪些措施来缓解气候变化。

你如何评估英国已建成的基础设施的整体状况?

罗德里克·史密斯教授:

英国帝国理工学院教授、英国运输部前首席科学顾问、英国机械工程师学会前会长罗德里克·史密斯:虽然过去几年出现了许多值得长期关注的问题,但总的来说,我们已建成的基础设施的整体状况是良好的,但还算不上优秀。

对于不同类型的基础设施,情况有所不同。我们的铁路系统大多建于维多利亚时代中期,从那以后就相对被忽视了。虽然我们现在正在进行一项大规模的翻新计划,但费用巨大,对交通的干扰也相当大。

另一方面,我们的高速公路建于20世纪50年代末,虽然只占路网的1%,但却承载了21%的交通流量。同样,由于交通重量和天气的影响,正在进行改善以增加运力,但这一过程本身就造成了延误。

我们的民用机场是自1945年以来建立的,从那时起,使用量不断增加,并继续呈指数级增长,导致了容量危机,这一点在围绕希思罗机场扩建的问题上得到了很好的说明。

我们的供水系统很大程度上是维多利亚时代的,从大坝到水龙头的泄漏是巨大的和浪费的,对大坝安全的警惕最近成为一个尖锐的焦点。

Mohammad Heidarzadeh博士

伦敦布鲁内尔大学土木与环境工程系助理教授、海岸工程与弹性实验室(CERLAB)负责人Mohammad Heidarzadeh博士:我认为总体情况不错。显然,对像我这样的个人来说,详细的评估是不可能的,因为它需要来自各个部门的长期系统数据。总的来说,我的感觉是现状是令人满意的。这是因为我没有看到基础设施的系统性故障。但这是今天的内容;如果我们不采取适当的措施加以改善,几天后情况可能会有所不同。

现有的维修和检查制度是否足够?

海伦·加文博士

Helen Gavin博士,牛津马丁可再生能源整合项目知识交流研究员和项目经理:现有的维护和检查制度适合于它们建立时的条件。但现在,我们遭遇了前所未有的极端风暴和气候事件,给已建成的基础设施资产带来了更大的压力。此外,由于使用水平提高,对资产的需求也增加了。

因此,谨慎的做法是检查检查的频率和范围,并在必要时进行更改,以便在目前所经历的条件下发现压力和恶化的早期迹象。

MH:这取决于基础设施的部门和类型。有些需要更频繁的检查,如交通和水利基础设施,而有些则不需要频繁检查,如住宅建筑。

拉尔夫-舒马赫:随着需求的增加,我们的大部分基础设施都被使用得越来越频繁。老化和不断增加的使用意味着需要适当缩短维护和检查间隔。

不幸的是,随着财政紧缩,这些活动正面临压力。为了改善眼前的财务业绩,企业确实有一种拖延的诱惑。监管只是在一定程度上发挥了作用。

部分基础设施网络是否比其他部分更容易受到气候变暖的影响?

MH是的,我想是的。例如,靠近大海的变电站或运输基础设施可能受到最近越来越多的风暴潮和海浪以及相关洪水的影响。

拉尔夫-舒马赫:由于极端天气事件导致失败的例子有很多,评论似乎是多余的。最近几个月的例子包括铁路输电线故障(高温),大坝危机(降雨过多,太快),古桥被洪水冲走(又是局部大雨),以前认为安全的财产被洪水淹没,强风给道路和桥梁造成了问题。

此外,我们的生活越来越被信息技术所主导,而信息技术又完全依赖于稳定可靠的电力供应。如果这些系统失灵,发生内乱的可能性不应被低估。它应该是一种威胁,与恐怖主义破坏有关,应该在我们的国家风险登记册中名列前茅。

HG:那些直接暴露于温度波动的基础设施网络部分(如铁路线、铺砌区域)和那些处理雨水管道的部分(如道路排水系统、综合下水道溢出)特别容易受到影响,因为它们相当于经历气候条件变化的“第一响应者”。

现有的基础设施将被设计和大小,以应对较低的温度和体积,在他们的规划时普遍存在。由于这种极端的温度变化(包括高温和快速波动(如“东方野兽”事件,气温在一夜之间急剧上升),加上风暴事件(如1天内1个月的降雨量),将对系统产生重大影响,因为系统正在努力应对。

支奴干直升机加入威利桥大坝作业

我们是否需要重新评估我们的基础设施建设方式,以应对更极端的天气?

MH:当然,是的。我们看到大规模火灾、风暴和洪水等自然灾害的数量和强度明显增加。环境变化给我们的基础设施带来了更大的压力。我认为我们需要一种新的方法,首先,更新检查指南,其次,重新评估基础设施的设计,并在必要时提高其承载能力,第三,提高其对多种灾害的综合恢复能力。

我认为,否则,我们可能会面临更频繁的基础设施故障。举个例子,面对全球变暖,我们大坝的泄洪能力是否足够?重新评估容量,如果还不够,就增加另一条溢洪道。另一个例子是,我们的铁路基础设施是否能适应极端炎热的天气和银行假期?

HG:是的。此外,我们需要考虑基础设施生命周期的各个方面,并确保现有资产能够适应现有变化的天气模式和预测的进一步极端条件。新系统的设计必须能够适应极端的温度和降雨。

与应对基础设施故障的后果相比,制定弹性计划总是更具成本效益。

拉尔夫-舒马赫:现在是时候重新审视我们基础设施的各个方面,并跳出常规思考气候变化的连锁反应。不幸的是,气候变化的时间尺度比短期压力更长,而短期压力是由迫切需要积极的财务业绩和24小时新闻媒体痴迷于个性所产生的。

我们的领导人主要是从没有任何表面上的技术知识的喋喋不休的阶级中选出来的。至关重要的是,工程师们要不失时机地教育和影响政治阶层,让他们认识到迄今为止他们未能意识到的未来危险。