拜登政府提议大规模基础设施计划更换国家摇摇欲坠的桥梁，道路和其他关键结构。但要使这些投资偿还，美国将需要设计，以忍受不断变化的气候。大多数美国基础设施都设计成几十年，包括通过哪些工程师预期罕见的风暴和洪水。
然而，几十年前被认为是罕见的极端风暴现在已经变得越来越常见。哈维飓风2017年是休斯敦地区的胜利第三个“500年一遇洪水”三年内，又发生了两次重大的洪水事件。
今天的建筑基础设施将足够强大，无法管理国家可能看到一个世纪的极端情景可能是昂贵的。但是，如果基础设施被设计为满足较短的需求，并且在未来的气候之后也很容易调整？
我是一个水工和海岸工程师谁一直在荷兰的基础设施设计，其中大坝和风暴浪涌障碍是适应的。这些方法为美国提供了课程。因为它准备了一波新建。
建筑百年洪水的问题
美国的桥梁通常被设计成允许洪水畅通无阻地通过1 -在- 100的机会每年都会发生。类似地，一个水坝的溢洪道可以用来处理一万年的洪水，而雨水渠可以用来处理两年的降雨事件。
传统上计算这些“返回期”使用方法基于历史统计，假设气候不会变化。
在气候变暖、极端降雨增多、干旱加剧和海平面上升的情况下，这些历史统计数据可能低估了未来洪水的强度，这将使关键的基础设施、住房和生命处于危险之中。
在哈维飓风的极端降雨期间，水从休斯顿的巴克水库释放，以保护其大坝和上游社区。下游社区因结果而被淹没。礼貌赢得McNamee / Getty Images
将自适应设计付诸实施
荷兰是洪水控制的主人。什么时候约三分之一对于一个位于海平面以下的国家来说，这是必不可少的。美国工程师已经转向他们近年来，随着人们对气候变化及其对风暴和海平面上升的影响的了解不断增加，人们也在寻求建议。
荷兰的创新设计，就像巨型盖茨一样Maeslant防洪，被注意到，但同样重要的是荷兰语如何使用自适应设计来为未来做好准备，并保持控制的成本。
Maeslantkering保护海牙、鹿特丹和其他城市免受北海涨潮的影响。
要了解适应性设计在工作中的作用，请看Afsluitdijk正在翻新(荷兰)这座20英里长的大坝保护阿姆斯特丹港口免受北海风暴潮的侵袭。
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当大坝于1932年完工时，它利用重力将河水在退潮时排入大海。然而，海平面上升，再加上为了保护城市，需要保持阿姆斯特丹港口的低水位，使得仅靠重力排水越来越无效。
为了更新大坝，荷兰人建造了将水吹入北海的泵站。重要的是，新设计保留了足够的土地来扩大现有的泵站或建立新的泵站当未来的风暴和海平面上升使它成为必要时．
图像中心的闸门允许水通过IJSSelmeer和北海之间的AFSLuitDijk。闸门闸门左侧的锁定升温并降低了船只。礼貌Marcus van Leeuwen / Flickr，CC冲锋队
美国计划新的海岸保护措施
一些美国城市，包括休斯顿，纽约和波士顿，正在考虑飓风防御系统，以及未来的保护实际需要为了防止洪水是未知的。通过using adaptive design, they could include room for expanding those defenses as the climate changes.
这可能意味着要建造足够宽的土坝和防洪堤，以便在必要时能够提高它们的高度，并保留土地，用于加宽和提高构成该系统一部分的海岸沙丘，以及增加水泵基础设施。
至关重要的是，可移动的风暴浪涌障碍，通常构成屏障系统的短部分，仅提供零星飓风的保护，而不是长期海平面。可移动障碍最终可能需要用大坝，运输锁和排水泵代替，也可以计划为。
通过采用适应性设计，美国可以节省数十亿美元，而不必在未来几十年里建造新的系统。最近对建于1955年的加州福尔松大坝(Folsom Dam)的翻修就说明了这种成本。一个新溢洪道2018年完工耗资9亿美元——考虑到通货膨胀，这大约是整个大坝的原始成本。
这张波士顿地图显示了如果不采取保护措施，未来的洪水风险。礼貌的波士顿市
适应密西西比河的洪水
当荷兰工程师设计新的堤坝、风暴潮屏障和河闸时，他们认为什么被称为三角洲情景-四种可能的洪水风险和海平面上升，从中度到极端的全球变暖。这些场景为适应性设计创建了一个框架。
例如，默兹河上的一个复杂的船闸，在船只上下游时用来升降船闸，需要更换或修复．一个新的综合水闸必须有足够的水闸，这些水闸可以在风暴过后关闭或打开，让高水位通过，这样洪水就不会淹没周围的农场和城市。伴随的堰——提高河流水位的低坝——必须足够高，以在干旱时期为船只提供足够的水。
建立一个高大的堰，有许多水闸盖茨，并筹集河岸堤，允许锁定复合体来管理未来的气候情景，但这将是昂贵的。通过自适应设计，可以在以后容易地修改该复杂以满足改变气候需求。这包括额外的闸门的预留空间，以及根据需要在附加组件上焊接可以更高的闸门。
在密西西比河和它的支流上，许多古老的水闸综合体，它们可以升降运载农产品和工业原料的驳船进行替换．使用类似的自适应设计技术将是一种经济有效的方式来面对不确定的未来。
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