Ниже уровня моря. Как люди «утопили» Новый Орлеан

Версия для печати

Из-за инженерных работ будущее «Города-полумесяца» под угрозой.

На фото: Центр Нового Орлеана и река Миссисипи, на переднем плане Французский квартал, на заднем Западный берег, фото с беспилотника. Авторы: Lorenzo Serafini Boni / Emily Jan.

«Ниже уровня моря». Во-первых, это общеизвестный топографический факт о Новом Орлеане, и во-вторых, мировые СМИ до тошноты часто зубоскалили подобным образом после удара урагана «Катрина» в 2005 году. Местные же обычно упоминают эту деталь со смесью беспокойства за город и мрачного юмора.

Кроме того, это только наполовину правда. Хорошая новость — в зависимости от того, где именно проводить границу, более пятидесяти процентов агломерации Нового Орлеана на самом деле лежит над уровнем моря. Плохая новость — раньше «над» были сто процентов, до того, как инженеры случайно «утопили» половину города. Намерения, разумеется, были благими, и считалось, что так можно решить одну застарелую проблему. Увы, взамен создали новую, и гораздо большего масштаба.

Минуло вот уже триста лет с той весны, когда французские колонисты начали вырубать растительность, чтобы основать La Nouvelle-Orléans на скудной естественной дамбе, намытой рекой Миссисипи. Всего лишь в трёх-пяти метрах над зеркалом воды, этот кусочек суши был чуть ли не единственным возвышенным местом в регионе, среди болот и топей. Кто-то из французов тогда описал это как «две узенькие полоски земли, шириной с мушкетный выстрел, окруженные непроходимыми трясинами и зарослями сахарного тростника».

После основания Нового Орлеана в 1718 году в течение двухсот лет город рос, и ничего не оставалось кроме как осваивать этот скудный берег — поэтому в местной истории, от городских и географических наименований до архитектуры и инфраструктуры, множество названий перекликается с окружающим рельефом.

Новый Орлеан и его окрестности в 1863. Растущий город сиротливо жмётся к излучине реки Миссисипи. Источник: Wells, Ridgway, Virtue, and Co. / Library of Congress.

Это может показаться парадоксальным каждому, кто навещает «Город-полумесяц». Какой «рельеф»? Мы в одном из наиболее плоских мест в регионе, как тут придавать столько значения «возвышенностям»? Но в этом, собственно, и суть: чем меньше ресурса, тем выше его ценность. В отличие от других городов, где перепады высот могут составлять десятки метров, в Новом Орлеане всего метр расстояния по вертикали может отделять то, что создано во времена Наполеона от того, что построено по соседству в эпохи джаза и космической эры.

В тему: «Город-губка»: что делают в Берлине, чтобы ливни не залили город

Для того, чтобы понять, как эти особенности ландшафта выросли и почему позже они «потонули», мы вынуждены отправиться далеко в прошлое, прямиком в ледниковый период, где тающие ледники гнали осадочные отложения по Миссисипи прямо в Мексиканский залив. Около 7200 лет назад устье реки начало давить море, сбрасывая породу быстрее, чем приливно-отливная активность и течения могли её размывать. Наносы накапливались, и нижняя Луизиана постепенно появлялась на побережье Залива.

Зоны вдоль русла и притоков получились максимально приподнятыми, потому что туда нанесло наибольшее количество крупнозернистой породы. Дальше от реки попали в основном ил и глина, поэтому здесь почва лишь немного возвышалась над уровнем мора, превратившись со временем в болота. Самые дальние районы получили мизерные дозы строительного материала и, находясь среди солоноватых приливов, стали заболоченными территориями или солёными топями. Вся дельта реки в естественных условиях лежала в целом выше уровня моря, от нескольких сантиметров на побережье, до пары десятков метров в излучине реки, образовавшей естественную дамбу. Природа построила нижнюю Луизиану выше уровня моря, пускай и частично — и не насовсем.

Аборигены в основном приспособились к постоянным подтоплениям, укрепляя берега или перебираясь на возвышенности при наводнениях. Но несколько позже прибыли европейцы с целью колонизировать эти земли. Колонизация означает постоянное присутствие, а постоянство означает производство инженерных работ для стабилизации этого мягкого и влажного ландшафта: плотины для удержания воды, каналы для осушения почвы, а со временем, и насосы для откачки воды из каналов, ограждённых противопаводковыми стенами.

Всё это потребуется взращивать десятилетиями и веками доводить до ума. А до тех пор, в течение периодов колониального владычества Франции и Испании и до перехода Луизианы в Американский Доминион в 1803 году, новоорлеанцы не имели никакого другого выбора кроме как втискиваться на эти две «узкие полоски земли», тщательно избегая остальных «непроходимых трясин и зарослей сахарного тростника». Люди ненавидели каждый сантиметр этого болота, рассматривая его как источник гнилостных испарений, причину заболеваний и постоянную угрозу процветанию. Один обозреватель в 1850 году описывал это так: «Этот пузырящийся фонтан смерти — одно из наиболее унылых, депрессивных и отвратительных мест, на которые когда-либо светило солнце. И всё это, под тропическим зноем, отрыгивающее отраву и малярию… концентрат семи египетских казней… покрытый жёлто-зелёной мерзостью».

Только позднее люди узнали, что заболевания вроде жёлтой лихорадки вызываются не испарениями болот, а укусами комаров вида Aedes aegypti, заносимых с трансатлантическими рейсами; что комары расплодились благодаря городским водоотстойникам и низкой санитарии; что эта «унылая и депрессивная» местность на самом деле столетиями помогала запасать воду, откуда бы она не лилась — с неба ли, из Миссисипи, озера Пончартрейн или Мексиканского залива. И тут нет ничего «отвратительного», просто в те времена никто ещё не жил в болоте, как не было и технологий осушения. И что самое главное — эта «жёлто-зелёная мерзость» была выше уровня моря.

Прекрасно понимая, что урбанизация не очень вяжется с естественным поведением дельты реки, в Новом Орлеане рыли дренажные каналы и насыпали дамбы с самого дня основания города. Один из колонистов в 1722 году рассказывал, что поселенцам вменялось «оставить на участке своём полоску земли не уже трёх футов шириной, где канаву следует прокопать, дабы почву осушить». Отводные каналы делали для того, чтобы ускорить дренаж обратно в болота, а на ближайших плантациях их копали для контроля за засолением почвы или отвода воды на мельницы.

Главным движущей силой этих инженерных сооружений, конечно, была гравитация, но в начале 1800-х на рынок пришла паровая энергия. В 1835 году New Orleans Drainage Company начала прокапывать сеть городских сточных канав, а для откачки стоков обратно в проток Сейнт-Джон использовала паровые насосы — и даже частично преуспела. Похожая насосная система строилась и в конце 1850-х, но развитие инициативы прервала Гражданская Война. В 1871 Mississippi and Mexican Gulf Ship Canal Company до банкротства выкопала около пятидесяти километров дренажей, включая три центральных водостока.

Стало очевидно, что осушение Нового Орлеана лучше всего проводить за общественный счёт. Государственные инженеры в конце 1800-х связали вместе дошедшие до них булыжные мостовые и сточные канавы, добавили несколько паровых помп, и таким образом смогли отводить около 40 миллиметров суточных осадков обратно в окружающие воды.

Конечно, этого было мало, чтобы осушить болота, но достаточно, чтобы постепенно поднимать поверхность Нового Орлеана. Мы знаем это, потому что в 1893 году, когда город наконец решил взяться за дело всерьёз и нанял инженеров-экспертов для решения проблемы, была создана схема высот, до этого ни разу не составлявшаяся. Полученная в результате топографическая карта Нового Орлеана (1895) может дать представление о зарождении того, что впоследствии станет системой мирового уровня.

Контурная карта Нового Орлеана, созданная в 1895 году как часть попыток городских властей решить проблему дренажа. Источник: Courtesy of the New Orleans Public Library

В тему: Как убить Сулу. На Полтавщине власть готовит людям экологическую катастрофу

Карта 1895 года также показала кое-что любопытное: отдалённые окрестности некоторых предместий впервые опустились чуть ниже уровня моря. И такая просадка не сулила впоследствии ничего хорошего.

Так началось антропогенное опускание грунта — земля «утонула» в земле из-за действий человека. Когда прекратились паводки и искусственные дамбы ограничили разлив реки, уровень грунтовых вод снизился, почва высохла, а растительность стала увядать. После этого в толще грунта образовались воздушные карманы, где частицы глины, песка и соли постепенно оседали, спрессовывались — и начали тянуть город вниз.

Конструирование новой дренажной системы началось в 1896 году и уже к 1899 году шло полным ходом, так как единогласно был утверждён новый налог на собственность (прим.перев.: two-mill property tax — облагается налогом в 2$ каждая тысяча долларов рыночной стоимости собственности. Например, если собственность оценивается в 4000$, то two-mill property tax составит 8$) для создания компании New Orleans Sewerage and Water Board. В 1905 году прокопали около 60 километров новых каналов и сточных канав, уложили сотни километров труб и построили шесть насосных станций производительностью около 150 кубометров воды в секунду. Радикально эффективность системы повысилась в 1913 году, когда молодой инженер Альберт Болдуин Вудс разработал огромные импеллерные насосы, которые могли прокачивать воду значительно быстрее. Одиннадцать «винтовых насосов Вудса» установили в 1915 году, и бОльшая часть из них до сих пор работает. К 1926 году было осушено порядка 120 квадратных километров почвы благодаря почти тысяче километров труб и канав, способных отводить около 370 кубометров воды в секунду. Новый Орлеан наконец-то победил топи.

Городская география серьёзно изменилась. В течение десятилетия или около того там, где раньше было болото, появился пригород. Цены на недвижимость взлетели вверх, вслед раздулись налоги, и город распространился в низовья вдоль озера Пончартрейн. «Все городские организации» праздновали победу над природой, писал Джон Магилл, местный историк. «Застройщики поощряли экспансию, газетчики прославляли, комиссия по планированию развития пела ей хвалебные оды, город строил трамваи для её обслуживания, и банки со страховщиками лили деньги рекой». Белый «средний класс», страстно желая покинуть старые облезлые предместья, массово переезжал в новые районы «на берегу озера», не позволяя посредством дискриминирующих ковенантов селиться там чернокожим семьям.

Примечание переводчика

«долгое время существовали ковенанты относительно расовых меньшинств. Комитет по гражданскому единству в публикации от 1946 года определил расово запретительные ковенанты так: соглашение внутри группы владельцев собственности, застройщиков участков или пользователей некоего недвижимого имущества в выделенном районе, требующее от них не продавать, не сдавать в аренду и лизинг, или не передавать другим любым способом своё имущество людям с определёнными расой, цветом кожи или вероисповеданием, в течение оговорённого периода времени; исключением может быть только случай единогласного одобрения такой сделки». Источник: http://depts.washington.edu

И эти места уже отстраивали не на сваях над землёй, а на каменном фундаменте, отбросив два столетия местных архитектурных традиций. Зачем беспокоиться о подтоплениях, если технология решила эту проблему?

Чертёж винтового насоса Вудса. Источник: U.S. Patent 1,345,655

Изменения в топографии были небольшими, но непрерывными. Весь город был выше уровня моря в 1800 году, потом лишь на 95 процентов в 1895 году, а к 1935 году «над» осталось лишь 70 процентов.

Понижение местности продолжалось тем сильнее, чем больше народу переезжало в низовья. В 1900 году выше уровня моря жило примерно 300000 жителей, а когда популяция к 1960 году выросла до 627525 человек, то «наверху» осталось только 48 процентов. К этому моменту около 321000 жителей проживали в бывшем болоте, превратившимся к этому моменту в группу «чаш» с дном на метр или два ниже ниже уровня моря.

Среднему новоорлеанцу тех лет это казалось чем-то вроде местной «особенности». И, как и тогда, многим по-прежнему неясно, что ситуация сложилась не так давно и исключительно по причине действий человека, и в ней таится изрядная опасность. Но мостовые постоянно коробит, и здания трескаются. В 1965 году после урагана «Бетси» прорвало дамбы и затопило четыре городских района, и «особенность» больше начала походить на «катастрофу».

В тему: Планета пошла вразнос: какие места на Земле сильнее всего подвержены ударам стихий

Проседание почвы привело к устрашающим последствиям в 1970-х, когда без предупреждения по меньшей мере восемь не имевших никаких проблем с текущим обслуживанием зданий взлетели на воздух. «Большинству жителей Метари» — писала газета The New Orleans Times-Picayune — «Крайне любопытно, сколько времени они жили на бог знает каком числе бомб с часовым механизмом». Район, который и так изначально лежал низко и был расположен в основном на бывших торфяниках, осушили буквально за десятилетие до этого. Огромное количество «мокрой губки» высохло, как следствие, почва «сжалась» и вызвала разрушение фундаментов. А в каких-то случаях при этом были перебиты газовые трубы и газ потихоньку подтекал в подвалы, после чего было достаточно просто небольшой искорки.

Чрезвычайную ситуацию сгладили с помощью предписаний, потребовавших использовать свайные фундаменты и гибкие соединения в подводах коммуникаций. Но более крупная проблема только усугублялась, ведь сады, улицы и парки продолжали проседать, а те кварталы, которые прилегали к окружающим водоемам, требовалось оснастить новыми отводными каналами и противопаводковыми стенами. Большинство из этих систем, в том числе и на уровне штата, оказалось недоделанными, недофинансированными и недопроверенными, и слишком многие из них не выдержали удара урагана «Катрина» 29 августа 2005 года. Итог всей этой «топографической истории» был печальным, когда море прорвалось через заграждения и затопило чашеобразные районы солёной водой, местами на глубину в четыре метра. Массовая гибель людей и катастрофические разрушения — вот следствие того, что Новый Орлеан оказался «ниже уровня моря».

Моделирование высот в Новом Орлеане, полученное при помощи LIDAR, показывает районы над уровнем моря в красных тонах (до 3 или 5 метров, за исключением искусственных дамб) и ниже уровня моря в тонах от жёлтого до синего (в основном от -0,3 до -3 метров ). Источник: Richard Campanella / FEMA

В тему: Ущерб мировой экономике от стихийных бедствий составил $ 380 млрд - ООН

Что делать? Проседание городской застройки не получится обратить вспять. Инженеры и планировщики не могут «надуть» уплотнившиеся почвы, если на них уже построены здания и живут люди. Но они могут уменьшить, а может, и прекратить «утопание» местности через замедление отвода стоков по всей территории города с целью сохранить как можно больше воды на поверхности, тем самым подпитывая грунтовые воды и заполняя воздушные полости.

Представление о принципах работы такой схемы изложены, например, в Greater New Orleans Urban Water Plan, предложенном местным архитектором Дэвидом Ваггоннером в сотрудничестве с коллегами из Голландии и Луизианы. Но даже если подобные меры выполнить целиком и полностью, всё равно нельзя снова поднять те участки, которые уже просели. Следовательно, агломерация Нового Орлеана вместе с остальным населением страны должны выделить средства на обслуживание и усовершенствование заградительных конструкций, предотвращающих проникновение воды в «чашу».

В какой-то степени ресурсы уже поступили после «Катрины», когда Инженерный корпус Армии США оперативно провёл разработку и строительство Системы, снижающей риск получения ущерба от ураганов и штормов (Hurricane and Storm Damage Risk-Reduction System, HSDRRS). Достроенный к 2011 году и стоивший более 14,5 миллиардов долларов, простирающийся на много километров комплекс или, как называют его местные, «Стена», создан с прицелом на то, чтобы защитить население даже от паводков такой бури, какие появляются с вероятностью не более 1% в любой произвольно выбранный год — даже с учётом того, что такой уровень безопасности избыточен, систему всё равно продолжают улучшать.

Тем не менее, из истории мы знаем, что «стены» (то есть дамбы, набережные, противопаводковые стены и другие твёрдые барьеры) как раз и стали причиной проблем с рельефом в Новом Орлеане, несмотря на то, что они имели важное значение для этого трёхсотлетнего урбанистического эксперимента в дельте Миссисипи. Город не может полагаться только на подобные меры. Самым главным и важным направлением для обеспечения спокойного будущего в этом регионе представляется поддержка структурных перемен в связке с неструктурными подходами.

В тему: Путешествия со смертью

С 1930-х годов побережье Луизианы размыло на площади более чем 5000 квадратных километров, в основном из-за возведения дамб на реке Миссисипи и выкапывания канав под нефтяные и газовые трубы, а также судоходных каналов — не говоря уже о повышении уровня моря и вторжении соленой воды. Уменьшить потери можно за счёт того же свойства реки Миссисипи, которое построило этот ландшафт; если отводить пресное течение и перекачивать переносимые им отложения на прибрежную равнину, то таким образом можно выдавить надвигающуюся соленую воду и укрепить заболоченные участки быстрее, чем надвигается море.

Восстановленные водно-болотные угодья будут препятствовать нагоняемым ураганами волнам, ослабляя и уменьшая их до того, как они достигнут «Стены», снизив таким образом риск прорыва и затопления «чаши». План, предоставленный Управлением по охране и восстановлению прибрежных районов (Coastal Protection and Restoration Authority, CPRA) и поддержанный государством на уровне штата, целиком одобрен и принят в работу, и некоторые проекты уже в процессе. Но бОльший объём работ сравним с полётом на Луну, поскольку затраты могут составить не менее 50 миллиардов долларов, и расходы наверняка удвоятся. Пока же в наличии лишь малая часть означенной суммы.

Между тем населению придется поднять свои дома выше отметки базового затопления (необходимое требование для получения федеральной страховки от наводнений). Если позволяют финансы, то им, конечно, предпочтительней перебраться на ту половину мегаполиса, которая остается выше уровня моря. А объединившись, жители могли бы уделить внимание пропагандированию Urban Water Plan, поддерживающего мероприятия по восстановлению прибрежных районов, и разобраться в глобальных причинах повышения уровня моря.

А ещё, им следовало бы заречься от дальнейшего дренирования любых других заболоченных участков ради развития города. Надо позволить болотам и топям зазеленеть травой и залиться голубой водой, стать поглотителем для сильных дождей и буфером для штормовых волн — и пусть их высота будет хоть немного, но выше уровня моря. Ведь когда живым существам случается оказаться «ниже уровня моря», как новоорлеанцам, то не так уж много вариантов помимо адаптации.

—

Оригинал: Richard Campanella, The Atlantic, "How Humans Sank New Orleans"

Перевод: OriSvet, опубликовано в издании  Хабрахабр

В тему:

• «Розчарована» Десна
• Больной, зеленый Днепр
• Карпаты в дамбах. Горные реки могут забрать из русел и пустить в трубах
• Повінь в Індії зробила понад мільйон людей біженцями
• Жидкое золото. Почему вода скоро станет дороже нефти