互动科普

2005年8月29日星期一早上，卡特里娜飓风袭击了路易斯安那州，到当天夜间，新奥尔良防洪大堤和防洪墙多处决口。有四个小组由此开始调查事故的起因。 

美国土木工程师学会(ASCE)检查小组负责人——夏威夷大学曼欧亚分校土木与环境工程师彼得·G·尼科尔森（Peter G .Nicholson）在10月2日对美国参议院的陈述中说，调查小组的结论是，由于“多种不同的事故机制”导致了整个防洪体系多处裂缝。

无论是沿河、湖边建设的土质防洪堤，还是沿运河、排水渠边建设的水泥防洪墙，三种最常见的事故机制（见插图）是类似的。世界各地大多数防洪堤事故都是由这几种机制引起的。简言之，洪水不断地侵袭防洪堤的地基，直至防洪屏障倾倒或垮塌。

因此，坚固的地基是关键。漫滩地区极度需要有防洪墙，在这些地区，土壤潮湿且沿规划的河流线路每91.4米处的土质有所不同。土木工程师学会检查小组成员，波士顿土壤力学顾问弗朗西斯科·席尔瓦-图拉尔（Francisco Silva-Tullar）认为河道的规划“取决于各河段的土壤类型，土壤强度”以及当地的水压。

防洪堤开始建设之前，要先通过实地考察和钻孔取样来确定土壤特征。然后，工程人员一般会沿河道挖掘一些浅沟和浅坑，获取用于防洪堤建设的泥土。他们关注的重点是：防止在堤防下或通过堤防渗流，确保防洪堤斜坡稳固和精心施工以抵消河道中沉积物（包括施工中造成的可高达5%的压实土壤和15%的非压实材料）的影响。新建防洪堤通常必须经过一两年的沉积期后，表面工程才算结束。

防洪堤的高度、地基或打桩深度、建材的质量、压实程度（采用重型机械在大堤上层层碾压）和斜坡表面的类型，在很大程度上取决于一个工程项目的拨款情况。在对决口事故盖棺定论时，调查报告将会澄清是否不良设计、欠妥施工或一般性疏忽导致了此次颇具规模的防洪堤决口，使新奥尔良和海湾沿岸地区被淹没。　                                                                  

液化：地震可以将防洪堤搞垮，尤其是在堤防的地基为砂质土和淤泥并浸满水的情况下。地震就像搅拌机一样使浸水层液化，防洪堤或防洪墙可以横向冲浪9.14米，从而将堤防结构撕破。

过渡带问题：新奥尔良堤防的许多裂缝都发生在土质防洪堤与防洪墙的接合部，上涨的洪水冲刷并冲过接合部。美国土木工程师学会检查小组成员弗朗西斯科·西尔瓦-图拉尔说：“过渡带是大问题；是堤防的软肋。”过渡带问题通常是在防洪堤与防洪墙、水闸、桥墩或不同的防洪堤设计的接合部发生，额外的加固对改善过渡问题有所帮助。

早期警报：如果堤防维护人员和急难官员知道某段防洪堤薄弱，他们就可以对它进行加固或及时发出撤离通知。加利福尼亚州斯托克顿的凯恩地质技术公司已完成了在泰勒岛上若干“智能防洪堤”布线工作，该岛是加利福尼亚州萨克门托河三角洲的一部分。测量水压的压力计插入河边和在防洪堤中心线及堤内，同时还放置了同轴电缆传感器。这些仪器均与无遮挡仪表箱的一台计算机相连；技术人员可以读取数据，也可对数据进行预告。每隔几分钟就可以采集一次数据。压力计测得的水压变化说明可能存在管涌，同轴电缆传感器能够告诉我们防洪堤是否开始位移；管涌和位移中的任意一种情况出现均是裂缝的预兆。