مدل حوزه‌ روخانه‌ می سی سی پی

محسن اصفهانی زاده
سه شنبه، ۱۷ فروردین ۱۳۹۵ ساعت ۱۳:۳۰
مدل حوزه‌ روخانه‌ می سی سی پی

هر ساله در حوزه‌ی رودخانه می‌سی‌سی‌پی (Mississippi) آمریکا سیلاب‌های بزرگی رخ می‌دهد و خسارات زیادی را به‌ بار می‌آورد. مدل ریبولد که اولین بار در سال ۱۹۵۲ آزمایش شد، توانست خسارات احتمالی را به شدت کاهش داده و از تلفات احتمالی جلوگیری کند.

پس از دهه‌ها سیل ویرانگر در حوزه‌ی روخانه‌ی می‌سی‌سی‌پی، کنگره‌ی آمریکا در ۱۹۲۸ طرحی را به نام «کنترل سیل» تصویب کرد که براساس آن می‌بایست بلادرنگ برای کنترل آب این رودخانه‌ی بزرگ تدبیری اندیشیده می‌شد. یک دهه بعد گروهی از مهندسان ارتش، ۲۹ سد و آب‌بند، صدها کانال و هزاران مایل خاکریز احداث کردند. اما این رود را نمی‌شد به این سادگی کنترل کرد. در ۱۹۳۶ سیلی بزرگ صدها هزار نفر را در اوهایو بی‌خانمان کرد و سبب شد کنگره طرحی دیگر را برای کنترل این بلای غیرمترقبه تصویب کند. بلافاصله اقداماتی در این راستا شروع شد. در مواقعی از این دست معمول بود که در مناطق آسیب‌دیده سد ساخته می‌شد. اما اینگونه تدابیر تنها منطقه‌ای خاص را پوشش می‌داد و نمی‌توانست کمکی به کلیت سیستم رودخانه بکند. با ساخته شدن یک سد، سیل در منطقه‌ای جدید به وقوع می‌پیوست.

Mississippi River Basin Model

کارت‌پستالی قدیمی که توریست‌ها یا مهندسان را در حال بررسی مدل حوزه‌ی رودخانه‌‌ی می‌سی‌سی‌پی نشان می‌دهد

سرگرد یوجین رِیبولد، فرمانده‌ی واحد مهندسین ارتش آمریکا، متوجه اشتباهی در رویکرد آن زمان به این مسأله شد. رِیبولد برای رفع این مشکل راه‌حلی بنیادین به ذهنش رسید: ساختن مدلی بزرگ و هیدرولیکی از تمام حوزه‌ی رودخانه‌‌ی می‌سی‌سی‌پی و بررسی «اثرات میان‌کنشی آب‌ و هوا و مقیاس‌های پیشنهادی در طول زمان» و همچنین استفاده از این اطلاعات برای «توسعه‌ی برنامه‌هایی برای هماهنگی با مشکلات کنترل سیل در طول حوزه‌ی رودخانه‌‌ی می‌سی‌سی‌پی».

در ویکسبورگ، در ایستگاه آزمایش‌های آبراهی، مدلی کوچک از رودخانه‌ی کاناوا وجود داشت که می‌توانست سیل‌های تاریخی و مشهور را بازسازی و از سیل در این رودخانه نقشه‌هایی دقیق تهیه کند. رِیبولد رودخانه‌ی کاناوا را به عنوان مدل اصلی خود برای شبیه‌سازی در نظر گرفت و نقشه‌ای جامع و فراگیر از حوزه‌ی رودخانه‌‌ی می‌سی‌سی‌پی کشید. این مدل جاه‌طلبانه در واقع بازسازی رود می‌سی‌سی‌پی و انشعابات اصلی‌اش بود. رودخانه‌ی تِنِسی، آرکانزاس و میزوری از جمله‌ی این انشعاباتند که ۴۱ درصد از خشکی‌های ایالات متحده و ۱۵۰۰۰ مایل از رودخانه‌ها را دربرمی‌گیرند.

مکانی که برای ساخت این مدل هیدرولیک و ۲۰۰ جریبی انتخاب شد، نزدیک کلینتون در می‌سی‌سی‌پی بود که فاصله‌ی چندانی نیز با ویکسبورگ نداشت. در آن دوران، جنگ جهانی دوم در گرفته بود و دسترسی به نیروی انسانی ورزیده آن‌چنان که باید آسان نبود. اما رِیبولد اجازه یافت از زندانیان جنگی آلمانی به‌ عنوان نیروی کار استفاده و محل پروژه را آماده کند. همین آماده‌سازی از ژانویه‌ی ۱۹۴۳ تا می ۱۹۴۶، بالغ بر سه سال به طول انجامید. تنها بعد از این آماده‌سازی بود که پروژه می‌توانست آغاز شود.

Mississippi River Basin Model

نمایی از مدل حوزه‌ی رودخانه‌ی می سی سی پی

در دو دهه‌ي بعد، مدل حوزه‌ی رودخانه‌‌ی می‌سی‌سی‌پی شکل گرفت. مدل از مقیاسی اغراق‌آمیز ساخته شد؛ ۱:۱۰۰ عمودی و ۱:۲۰۰۰ افقی. هر چه مقیاس بالاتر می‌بود، از تنش سطحی مدل کاسته و می‌توانست بهتر تلاطم‌های سیلاب را شبیه‌سازی کند. مدل از پنل‌هایی بتنی به طول ۱۰ فوت ساخته شد که روی آن‌ها طرح زمین و بستر رودخانه‌ها از جمله انشعابات رودخانه‌ها، صخره‌ها، دریاچه‌ها، جلگه‌های به‌وجود آمده از سیلاب، پل‌ها و خاکریزها و لنگرگاه‌ها ترسیم شده بود. فلزات موجود در بستر رود باعث ایجاد «سختی» می‌شد، هنگامی که فلز خم می‌شد و شاخ‌ و برگ درختان را پشت خود جمع می‌کرد، به شبیه‌سازی انواع مختلف مواد کمک می‌کرد.

 آب از رودی در آن نزدیکی به‌وسیله‌ی سیستمی پیچیده از لوله‌ها و تلمبه‌ها به سیستم تزریق می‌شد. رِیبولد مجموعه‌ای از بستر رودها را طراحی کرد و ترتیبی داد که مخزنی با ۵۰۰۰۰۰ گالون آب ساخته شود که بتواند مقادیر زیادی از آب را در مدت زمانی کوتاه به مدل تزریق و سیلاب را شبیه‌سازی کند.

برای جمع‌آوری و تحلیل داده‌ها، ۷۶ دستگاه ورودی و خروجی در اطراف مدل نصب شد از جمله ۱۶۰ وسیله‌ی پایه‌ای که جریانات معمول آب‌ و هوایی و سیلاب‌ها را براساس تقویم در روزها، ماه‌ها و سال‌های مختلف شبیه‌سازی می‌کرد. با استفاده از این ابزار می‌شد یک روز کامل را در ۵ دقیقه شبیه‌سازی کرد.

اولین موفقیت واقعی این پروژه در آوریل ۱۹۵۲ حادث شد، هنگامی که از مدل برای پیش‌بینی سیل در سال آتی بهره گرفتند. حکومت با استفاده از اطلاعاتی که از این مدل به‌دست آورد ارتفاعِ خاکریزهایی را که لازم بود، افزایش داد و محل‌هایی را که باید تخلیه می‌شد، تشخیص داد. در آن سال، به کمک مدل رِیبولد از حوزه‌ی رودخانه‌‌ی می‌سی‌سی‌پی، از ۶۵ میلیون دلار خسارت جلوگیری به عمل آمد. تا دو دهه‌ی بعد از این مدل برای تعیین استراتژی‌های لازم برای مقابله با سیلاب استفاده شد و از مونتانا تا لوییزیانا را پوشش داد. البته با ظهور نرم‌افزارهای مدل‌سازی کامپیوتری این مدل دیگر کفایت خود را از دست داد. از سازه‌ی رِیبولد آخرین بار در ۱۹۷۳ برای آزمودنِ تأثیرات مجرای هرزآب مورگانزا استفاده شد.

در دهه‌ی ۱۹۹۰، این مدل به عنوان یکی از جاذبه‌های می‌سی‌سی‌پی انتخاب و برای مدتی کوتاه پارکی حول آن احداث شد. اما زمانی که هزینه‌های نگهداری از پارک بالا رفت، آن را رها کردند. مدل حوزه‌ی رودخانه‌ی می‌سی‌سی‌پی امروزه در میانه‌ی ویرانه‌ها جای گرفته و بوته‌های هرز سراسرش را پوشانده‌اند.

Mississippi River Basin Model

مطالب مرتبط:

    منبع amusingplanet

    دیدگاه