Введение

Отвод воды в Новом Орлеане, штат Луизиана, является серьезной проблемой с момента основания города в начале XVIII века и остаётся важным фактором в истории Нового Орлеана по сей день. Центральная часть столичного региона Нового Орлеана (Новый Орлеан / Метари / Кеннер) довольно необычна тем, что почти полностью окружена водой: озеро Пончартрейн на севере, озеро Борн на востоке, заболоченные территории на востоке и западе, и река Миссисипи на юге. Половина суши между этими водоёмами находится на уровне моря или ниже, и утратила естественный сток для поверхностных вод. В связи с этим, практически весь дождь, выпадающий на этой территории, должен удаляться либо за счёт испаропотока, либо с помощью насосов. Таким образом, угроза наводнений для столичного региона Нового Орлеана исходит от реки Миссисипи, озера Пончартрейн, каналов, проходящих по всему городу, и естественных осадков. Искусственные дамбы были построены для защиты от подъёма уровня рек и озёр, но имели негативный побочный эффект – задерживали дождевую воду, и неоднократно оказывались неэффективными. По состоянию на 2017 год, насосная система Нового Орлеана, управляемая Управлением канализации и водоснабжения, способна откачивать воду из города со скоростью более чем в секунду. Её пропускная способность также часто описывается как в первый час дождя, а затем в час.

География

Город Новый Орлеан расположен в дельте реки Миссисипи на восточном и западном берегах реки Миссисипи и к югу от озера Пончартрейн. Первоначально город был основан на естественных береговых валах или возвышенностях вдоль реки. В 1960-х годах вокруг значительно большей территории, включавшей бывшие болота и низины, были возведены защитные сооружения и искусственные дамбы. Со временем откачка воды из близлежащих болот позволила застроить более низменные участки. Сегодня большая часть Нового Орлеана находится на уровне или ниже среднего местного уровня моря, и имеются данные о том, что некоторые районы города опускаются из-за просадки грунта. Исследование 2007 года, проведенное университетами Тулейн и Ксавье, показало, что "51% смежных урбанизированных территорий приходов Орлеан, Джефферсон и Сент-Бернард расположены на уровне моря или выше", при этом более густонаселенные районы, как правило, находятся на более высоких участках. Однако более позднее исследование, опубликованное в журнале ASCE Journal of Hydrologic Engineering в 2016 году, установило, что "около 65% собственно Нового Орлеана находится на уровне или ниже среднего уровня моря, определяемого средней высотой озера Пончартрейн". Из-за низменной и равнинной местности в районе Нового Орлеана необходима сложная система дамб, каналов и насосов для снижения риска затопления.

История

Природные дамбы вдоль реки Миссисипи образовались в результате отложений почвы, оставленных ежегодными разливами реки. Место, выбранное для Нового Орлеана, обладало множеством преимуществ. Благодаря тому, что здесь наименьшее расстояние между рекой и озером Пончартрейн, индейцы Луизианы давно использовали эту территорию как склад и рынок для товаров, перевозимых между двумя водными путями. Узкая полоса суши также способствовала быстрому передвижению войск, а изогнутая форма реки замедляла приближающиеся с течения реки суда, делая их уязвимыми для огня. Несмотря на преимущества, наводнения всегда представляли опасность. Первые искусственные дамбы и каналы были построены в ранние колониальные времена для защиты Нового Орлеана от регулярных наводнений реки Миссисипи. "Задняя часть города", расположенная вдали от реки, изначально дренировалась в болота, тянущиеся к озеру Пончартрейн. Наводнения со стороны озера были редкими и менее серьезными, поскольку большая часть старого города была построена на возвышенности вдоль берега реки. По мере роста города спрос на землю стимулировал расширение на низменные участки, более подверженные периодическим затоплениям. На протяжении большей части XIX века большинство жилых зданий возводились на высоте не менее фута (часто нескольких футов) над уровнем улицы, поскольку периодическое затопление улиц в то время было неизбежным. В 1830-х годах государственный инженер Джордж Т. Данбар предложил амбициозную систему подземных дренажных каналов под улицами. Целью было отводить воду самотеком в низменные болота, дополняя это каналами и механическими насосами. Первый городской дренажный насос, работающий на паровом двигателе, адаптированный от гребного колеса корабля и использовавшийся для перекачки воды по Орлеанскому каналу в Байо Сент-Джон, был построен в этом десятилетии. Однако лишь немногие планы Данбара были реализованы, поскольку паника 1837 года фактически прекратила масштабные систематические улучшения на целое поколение. В 1859 году геодезист Луи Пилье улучшил дренажные каналы, обложив кирпичом некоторые участки. Для отвода воды в озеро были построены четыре больших паровых "дренажных машины". В 1871 году в городе было построено около 58 километров каналов для улучшения дренажа и небольшого судоходства внутри города. Однако, несмотря на ранние усилия, к концу XIX века после дождей улицы часто оказывались затопленными от бордюра до бордюра, иногда на несколько дней. В 1893 году городское правительство создало Консультативный совет по дренажу для разработки более эффективных решений проблем города с дренажем. Были составлены подробные топографические карты и проконсультированы ведущие инженеры страны. В 1899 году был выпущен облигационный заем и утвержден налог на недвижимость в размере 2 миллионных доли доллара, что обеспечило финансирование и создание Совета по канализации и водоснабжению Нового Орлеана. Совет по канализации и водоснабжению отвечал за осушение города, а также за строительство современной канализационной и водопроводной системы, которая в то время все еще в значительной степени зависела от цистерн и выгребных ям. (Надзор за системой дамб и защитных стен города осуществляла отдельная организация – Орлеанский совет по дамбам.) Совет по канализации и водоснабжению нашел А. Болдуина Вуда, молодого инженера, который руководил разработкой планов по улучшению дренажа и насосного оборудования, а также изобрел ряд усовершенствований насосов и сантехники. Эти усовершенствования использовались не только в Новом Орлеане, но и во всем мире. По мере развития XX века большая часть земли, которая ранее была болотистой или считалась пригодной только для выпаса скота (из-за периодических наводнений), была осушена. Затем город расширился от естественных возвышенностей вблизи реки и от естественных гребней, образованных баю. 15 апреля 1927 года, во время так называемого Великого наводнения Миссисипи 1927 года, город был затоплен ливнем, выпавшим за 19 часов. В то время почти все городские насосы полностью зависели от муниципальной электросети, которая вышла из строя в начале шторма, что привело к отключению насосов и масштабным наводнениям в городе. После этого на насосные станции были добавлены резервные дизельные генераторы с достаточным запасом топлива для работы насосов не менее суток в случае отключения электроэнергии. "Наводнение в Страстную пятницу", как его называли местные жители, произошло, когда уровень воды в реке Миссисипи был опасно высоким у дамб города, но не было напрямую связано с более масштабным наводнением. В том же году начался проект строительства более обширной системы дамб на берегу озера Пончартрейн. После 1945 года вся земля до озера была застроена. Система города оказалась эффективной во время прямого удара урагана "Форт-Лодердейл" в 1947 году. Дренажные насосы Вуда поддерживали город в основном сухим, в то время как соседние пригороды на Восточном берегу Джефферсонской округи (которые в то время не имели сопоставимой системы) были затоплены водой на глубину до 2 метров. Большинство районов города пережили ураган "Бетси" в 1965 году без серьезных наводнений, за исключением района Нижнего Девятого округа. Нижний Девятый округ отделен от остальной части города Индустриальным каналом и Внутригородским водным путем Мексиканского залива. Он был затоплен не из-за осадков, а из-за прорыва дамбы Индустриального канала, что привело к катастрофическим наводнениям и гибели людей в этом районе. К 1980-м годам город располагал системой из 20 насосных станций с 89 насосами общей производительностью кубических метров в минуту, что эквивалентно расходу реки Огайо. В мае 1995 года проливные дожди (до миллиметров за 12 часов в некоторых местах) превысили пропускную способность насосов, затопив значительные участки города. Дома на сваях в некоторых низинах были затоплены, и большое количество автомобилей на затопленных улицах города были признаны страховыми компаниями полной потерей. Это привело к проектам по увеличению дренажной мощности в наиболее пострадавших районах. К началу 2005 года в городе было 148 дренажных насосов.

Ураган Катрина

Самая большая катастрофа в истории городской дренажной системы произошла 29 августа 2005 года, когда город подвергся удару урагана Катрина, после чего было затоплено восемьдесят процентов города. Катрина принесла с собой условия тропического шторма, начиная с ночи 28 августа, а ураганные условия начались на следующий день и продолжались до полудня. Сам ураган не вызвал затопления города. Скорее, серия отказов в неправильно спроектированных дамбах и защитных стен позволила воде из Мексиканского залива и озера Пончартрейн проникнуть в город. Промышленный канал был переполнен, когда штормовой нагон, направленный через Миссисипский залив, перелился через дамбы и защитные стены в нескольких местах, затопив не только Нижний Девятый район, но и Восточный Новый Орлеан и части Верхнего Девятого района к западу от канала. Тем временем вода из разлившегося штормом озера Пончартрейн хлынула в город, сначала через прорыв в 17-й улице, а затем через два прорыва по обе стороны канала Лондон-авеню. Эти каналы использовались для отвода воды, откачанной с городских улиц, в озеро. Шторм изменил направление потока, и по мере повышения уровня воды вся дренажная система вышла из строя. Последующие исследования показали, что уровень воды в этих местах никогда не превышал защитные стены, но дамбы разрушились при уровне воды, предположительно находящемся в пределах допустимых значений безопасности. В большинстве районов города к западу от Промышленного канала жители, которые не эвакуировались до шторма, сообщили, что после шторма они облегченно увидели, что их улицы сухие, и осадки от шторма были успешно откачаны. Однако катастрофа уже распространялась из-за серии прорывов дамб. В районах города, удаленных от прорывов, вода поступала не по улицам, а поднималась из ливневой канализации под улицами, в некоторых местах превращая сухие улицы в участки с водой глубиной до 3 футов (1 м) всего за полчаса. К вечеру 30 августа около 80% города оказалось под водой. (Эта цифра включает районы с сильно различающимся уровнем затопления, от районов, где улицы были покрыты водой, которая не поднималась в дома, до районов, где дома были полностью затоплены над крышами.) Большинство городских насосных станций были затоплены. Немногие, оставшиеся над водой, остались без электричества, а аварийный запас дизельного топлива иссяк. Эти немногие часто были крошечными островами в потопе, недоступными даже если бы они были достаточно целы, чтобы гипотетически их снова включить. Для большей части города к западу от Промышленного канала уровень затопления был примерно таким же, как и во время штормов середины XIX века, когда, как и Катрина, крупные ураганы создавали «наводнение озера», поднимая озеро Пончартрейн к Южному берегу. Во время этих ранних штормов низменные районы города были мало застроены, поэтому воздействие на жизнь и имущество было намного менее серьезным. К западу от Промышленного канала части города, не затопленные или минимально затопленные, в основном соответствовали районам города, застроенным на естественно более высокой местности до 1900 года. 31 августа уровень воды начал снижаться. Уровень воды в городе достиг уровня озера Пончартрейн, и когда озеро начало возвращаться в залив, часть воды в городе начала стекать обратно в озеро через те же прорывы дамб, через которые она проникла. Во время наводнений озера в XIX веке вода вскоре возвращалась в озеро, поскольку на той стороне не было дамб. В 2005 году, хотя дамбы оказались неспособными удержать озеро от города, даже в поврежденном состоянии они были достаточными, чтобы удержать большую часть наводнения от обратного оттока. По мере постепенного заполнения прорывов некоторые городские насосы были повторно введены в эксплуатацию, дополненные дополнительными насосами, доставленными Инженерным корпусом армии США. Некоторые из сохранившихся городских насосов не могли быть повторно введены в эксплуатацию из-за неисправности каналов, в которые они откачивали паводковые воды. Совместная задача по заделке прорывов и откачке паводковых вод заняла несколько недель и была осложнена неудачей в конце сентября из-за дальнейшего наводнения, вызванного ураганом Рита.

Последствия урагана Катрина

К началу октября 2005 года в городе остались лишь небольшие участки затопления, однако катастрофическое наводнение, вызванное ураганом Катрина, повредило большинство домов и предприятий города настолько, что они стали непригодными для использования до проведения масштабных ремонтных или восстановительных работ. В статье в New Orleans Times Picayune от 30 ноября 2005 года сообщалось, что исследования показали, что дамба канала 17-й улицы была обречена на прорыв из-за фундаментальных ошибок в проектировании, допущенных Корпусом инженеров армии США. Дальнейшие расследования выявили дополнительные проблемы с проектированием и строительством канала Лондон-Авеню, Индустриального канала, MRGO, а также других дамб и защитных сооружений. Хотя большинство городских дренажных насосов удалось восстановить после шторма, некоторые из обычно надежных насосов вышли из строя в 2006 году из-за коррозии, вызванной погружением проводки в солоноватую воду после урагана Катрина. В качестве временной меры Корпус инженеров установил шлюзы в устьях дренажных каналов, впадающих в озеро Пончартрейн, для закрытия при повышении уровня воды в озере. Это предотвращает попадание воды из озера в уязвимые каналы, но также существенно ограничивает способность города откачивать дождевую воду при закрытых шлюзах. В марте 2006 года стало известно, что временные насосы, установленные Инженерным корпусом, были дефектными.

Опасения по поводу наводнений после урагана Катрина

В 2008 году ураган Густав обрушился на юго-восточное побережье Луизианы, но вызвал незначительные затопления. В 2012 году медленно движущийся ураган Исаак принес до осадков на отдельные участки города, превысив пропускную способность насосных станций Нового Орлеана, однако последствия затопления были минимальными. Во второй половине дня 5 августа 2017 года сильные дожди, продолжавшиеся около 3-4 часов, вызвали значительные затопления в центральных районах Нового Орлеана. Объем осадков, вероятность выпадения которого оценивается как 1 из 10 – 1 из 100 в год, превысил пропускную способность насосных станций города. Многочисленные дороги были затоплены водой на несколько футов, транспортные средства оказались затопленными, а вода проникла в некоторые здания. Позже выяснилось, что 16 из 148 дренажных насосов Нового Орлеана и 3 из 5 турбин, обеспечивающих электроэнергией насосную систему, не работали, что существенно снизило пропускную способность во время ливня.