• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Geologi
    Så fungerar sandsäckar
    Sandsäckar som håller tillbaka en massa översvämningar. Se fler bilder på naturkatastrofer. © iStockphoto.com/Tony Campbell

    En söndag i mars 2010, stadstjänstemän i Fargo, N.D., tände cigarrer för att fira sin seger över Röda floden. Över helgen, invånarna hade väntat för att se om de sandsäckar de hade placerat och lervikarna, komplimanger från US Army Corps of Engineers, skulle hålla. De visste att om dessa försvar misslyckades, Röda floden, svullen av smälta snöar, skulle rusa in i deras hem.

    Fargo var fortfarande lite ärrad från 2009, när Röda floden översvämmade tidigare. Tusentals invånare kämpade för att skydda sina hem och många tvingades evakuera. Det följande året, de var redo med miljontals sandsäckar, och lyckligtvis, floden avtog. En invånare berättade för Christian Science Monitor att han kunde slappna av och titta på NCAA Men's Division I Basketball Championship (även kallat "March Madness"), att veta att väggar av sandsäckar höll hans bakgård säker [källa:Kolpack].

    Jeannene och Denis Kerkman från Tilden, Neb., hade bott i deras hem i 20 år. I juni 2010, de fann sig hålla andan för att se om fästningen med sandsäckar runt deras hus skulle hålla tillbaka 1,2 meter vatten som rusar genom deras bakgård. Kerkmans hade aldrig upplevt något liknande det inkräktande vattnet, den närmaste tidigare översvämningsrisken är cirka 121 fot (121 meter) bort. Den sommaren, de fann sig förlita sig på volontärer och sandsäckar för skydd [källa:Myers].

    Om du letar upp sandsäckar i ordboken, du hittar en definition som talar om en påse fylld med sömmarna. Du kommer också att lära dig att dessa kraftiga väskor kan fungera som vapen, ge stabilitet eller, kanske mest relevant för rädda husägare, skydda mot effekterna av en rasande flod.

    Hur blev en enkel påse med sand ett av de bästa sätten att rädda våra hem från orkaner och översvämningar? I nästa avsnitt, vi ska prata om hur en sandsäck ser ut och varför den gör vad den gör.

    Innehåll
    1. Anatomi av en sandväska, Ett korn i taget
    2. Varför sandsäckar?
    3. Solid som en sten
    4. Spela i sanden:Fill'er Up
    5. Bygga sandslottet:Placera påsarna
    6. Ingen är perfekt

    Anatomi av en sandväska, Ett korn i taget

    Sandsäckar som skyddar ett företag från översvämningar i England. © iStockphoto.com/Pete Draper

    Innan du börjar skopa sand från den lokala lekplatsens sandlåda i en plastpåse, vi borde berätta några saker om hur sandsäckar sätts ihop. Först, sandsäckar förändras med tiden. Burlap var en gång ett populärt material att använda, men dagens väska är polypropenplast. Denna typ av plast liknar den typ du kan se i en gödselpåse. Polypropylenpåsar vinner över annat material eftersom de inte sönderfaller lika lätt när de utsätts för missbruk av elementen.

    Andra, de vanliga storlekarna för dagens sandsäckar är cirka 14 tum breda och 26 tum långa (36 centimeter x 66 centimeter), 13 tum med 30 tum (33 centimeter med 76 centimeter) eller något nära dessa mätningar. Om du inte riktigt kan föreställa dig det, en USA Today -tidning, utfälld, mäter 12 tum med 22 tum (30 centimeter med 56 centimeter). Väskor med andra dimensioner fungerar, men du vill inte att de ska vara för stora. En optimalt fylld sandsäck bör väga cirka 18 kilo. En överfylld sandsäck har inte tillräckligt med ge, och du vill att den fyllda påsen ska formas in i luckorna i sandsäckväggen.

    Ibland, du kommer inte att ha tillgång till sand - särskilt om resten av människorna i din stad kämpar för det, för. I en nödsituation, som när en överfylld flod är på väg att omvandla din håla till en pool, du kan vända dig till lera och grus, men dessa material föredras inte. Varför? Kom ihåg att du kommer att ha volontärer som fyller dessa påsar så snabbt som möjligt. Lera och grus är svårare att manipulera och hantera, så det kommer att ta volontärerna längre tid att göra sitt jobb. När floden knackar på din dörr, tiden är verkligen avgörande.

    När vi diskuterar mer om hur sandsäckar gör sitt jobb, du lär dig varför sand fungerar lika bra som det gör.

    Varför sandsäckar?

    Okontrollerat översvämningsvatten i den amerikanska Mellanvästern. © iStockphoto.com/Tony Campbell

    Människor har använt sandsäckar i flera hundra år, gå tillbaka så långt som till revolutionskriget [källa:Leibenluft]. Med vetenskapen framåt på så många områden, varför använder vi fortfarande denna lågteknologiska lösning för att kontrollera översvämningar? Här är tre enkla skäl:

    Först, sandsäckar är lätta att använda. För att förbereda sandsäckar, det krävs bara några volontärer med spadar, handskar och viss kunskap om säkerhetsåtgärder. När en översvämning är på gång, alla måste jobba snabbt, så att du inte har möjlighet att ta in experter och ingenjörer, låt dem klia sig och hitta det bästa man kan göra. Du behöver snabba åtgärder; du vill ha alla händer på däck och tillbehör som är lätta att få. Det är hårt arbete att göra sandsäckar, men det är inte raketvetenskap.

    Andra, sandsäckar är billiga. Påsarna och sanden är billiga att köpa, så de flesta kan använda dessa. Du kan köpa de faktiska påsarna i mängder från 10 till tusentals per låda. Den genomsnittliga personen som är på väg att vara knädjupad i vattnet i sitt vardagsrum kanske inte har tänkt att beställa sandsäckar i förväg, men det här är ingen anledning till oro. Du hittar väskorna på ett Home Depot eller någon annan typ av butik. Till exempel, du kan få 500 sandsäckar på ett Home Depot för $ 179, eller 36 cent per påse [källa:Home Depot]. När du går för att köpa din sand, helst, du vill köpa en grovkornig sandart. Tänk på sandlåda eller lekplats sand som hög kvalitet och skala ner därifrån. Om du behöver en bättre riktlinje, prova den här:oanvänd sand från sandsäckar hamnar i trädgårdar som jord eller fyllning. Folk sparar det också på sandiga isvägar på vintern. Det är den typen av sand du letar efter; dock, i en nödsituation, sand är sand. Använd det som är tillgängligt.

    Tredje, sandsäckar fungerar. De har jobbat i flera år, och om det inte är trasigt, fixa inte det. Så nu vet vi varför vi litar på sandsäckar, men hur fungerar de?

    Solid som en sten

    Sandens fysiska egenskaper varierar mer än man kan tro. © iStockphoto.com/vig64

    Om du någonsin har gått till stranden och låtit en handfull sand rinna genom dina fingrar, du har säkert märkt att sand består av massor av små stenar som har brutits ner med tiden, tack vare elementen. Och om du har varit på mer än en strand, du kanske har observerat att sanden du stötte på vid varje annan strand var annorlunda. Det är ingen överraskning att sammansättningen av sand varierar i olika geografiska områden, men det finns vissa vanliga mineraler i de flesta sand, Till exempel kvarts , ett mycket hårt och hållbart mineral.

    Mineralhårdheten mäts med en standard som kallas Mohs skala . Kvarts har ett Mohs -betyg på 7, varav 1 är den mjukaste och 10 är ett mineral av perfekt hårdhet, som en diamant. Kvarts är kemiskt inert, vilket betyder att den behåller sin ursprungliga form och inte reagerar med de flesta ämnen, så det förändras lite med tid och vittring (inklusive översvämningar av flodvatten).

    Porositet är ett annat viktigt attribut för sand. Egenskapen avser ett ämnes förmåga att släppa ut ljus, luft eller vatten flödar genom den. Det mer porösa något är, desto mer vatten kan passera genom det. Sand är ett grovt texturerat material, och grövre materialets struktur, ju mindre porös det är. Inte en dålig kvalitet om du pratar om ett material som används för att kontrollera översvämningar.

    I en sandsäck, sanden i sig håller inte vattnet; det händer flera olika saker i och runt väskan. Översvämningsvatten, fylld med fina partiklar som silt och lera, rinner in i sandsäckarna. Sanden "fångar" i princip dessa partiklar. Leran och siltan fyller luckorna i sanden, faktiskt gör sanden till en bättre barriär. När mer vatten rinner igenom, sanden blir lerigare och lerigare, vilket är en bra cykel, eftersom det tillåter mindre och mindre vatten att sippra genom påsen. Dessutom, sandsäcken blir tyngre och tyngre, så om det är placerat i rätt område, översvämningen kommer inte att tvätta bort påsen.

    Det kan ha varit slump och bekvämlighet som fick oss att skapa sandsäckar i början, men komposition och lite geologi har hållit det här verktyget kvar.

    Spela i sanden:Fill'er Up

    Redo att börja bekämpa översvämningar? Först, du vill ha en uppfattning om hur många sandsäckar du behöver. Med hjälp av specifikationer som upprättats av U.S. Army Corps of Engineers, Föreställ dig detta. Du vill bygga en vägg som är 1,2 meter hög och 3 meter bred. Väggen ska ha en pyramidform - vi kommer att diskutera anledningen till att du bygger en pyramid i nästa avsnitt. Vad som är viktigt att veta här är att du kommer att behöva 78 sandsäckar för varje fot på väggen [källa:Leibenluft].

    Nu, låt oss fylla. Sandsäckar bör bara fyllas en halv till två tredjedelar fulla så det blir utrymme att knyta påsen eller vika över toppen. På nytt, du vill att din väska ska väga cirka 18 kilo så att sanden får plats att röra sig. Detta är nyckeln när påsarna läggs ner, som du vill att de ska forma ihop till en sömlös vägg. Lag på två till tre volontärer kan enkelt fylla sandsäckar, vidta enkla säkerhetsåtgärder, som att bära handskar för att hantera de kemiskt behandlade påsarna. Glasögon är till hjälp, för, speciellt om det är en blåsig dag. Efter det, det är bara sunt förnuft - en person håller påsen öppen med den andra personen som lägger sanden i påsen. Om det finns tre personer i laget, den tredje personen kan stapla de fyllda sandsäckarna.

    Du kanske undrar hur många sandkorn som krävs för att göra en 40-kilos sandpåse. Det beror på hur fin eller grov sanden är. Men för att få en idé, en mätkopp rymmer cirka 0,35 kilo sand, ge eller ta. Du måste skopa runt 51 koppar sand för att fylla din väska. Tack och lov, volontärer använder spadar, inte måttkoppar!

    Även om manuellt fyller sandsäckar är den enklaste och billigaste metoden, det är också det mest tidskrävande. Automatiserade alternativ finns när du snabbt behöver producera ett stort antal sandsäckar. Rackar med påsar, trattar på baksidan av dumper, och annan kommersiell utrustning kan påskynda processen. Denna utrustning är inte alltid tillgänglig - särskilt i nödsituationer eller områden som är svåra att nå. Många företag säljer förfyllda sandsäckar, och en onlinesökning ger flera möjligheter att köpa dem, om du bor i ett översvämningsbenäget område och vill stapla bort några för en regnig dag.

    Behåll dina kvitton

    Om du har översvämningsförsäkring, National Flood Insurance Program (NFIP) ger pengar tillbaka på många av dina översvämningskostnader. Artiklar som sandsäckar, timmer- och vattenpumpar kan återbetalas upp till $ 1, 000.

    Bygga sandslottet:Placera påsarna

    Sandsäckar staplade i en pyramidformation. © iStockphoto.com/Sergey Lavrentev

    När du tänker på att förbereda en översvämning och slå ner luckorna, du kan tänka dig högar och högar av sandsäckarna som du precis tog ihop staplade framför ditt hem - ju större desto bättre. Fel. Du vill inte att din vägg ska vara för hög, annars förlorar den sin effektivitet och tål inte vattnet. Här är stegen du kanske vill följa när du placerar sandsäckar:

    • Innan du bygger alls, du vill rensa bort området dit väskorna ska gå. Flytta löv, grenar och stenar bort så att din sandsäckbarriär blir så jämn med marken som möjligt.
    • Nästa, du kanske vill gräva ut en gräv ungefär en påse djupt med två påsar breda; detta steg kommer att minimera mängden vatten som kommer under sandsäckväggen.
    • När du har förberett området, börja lägga väskor. Din typiska sandpåsvägg har en form av pyramid; den har en bred bas och blir tunnare när den blir högre. Detta ger väggen extra stöd i grunden. Lägg sandsäckarna som du skulle lägga tegelstenar, varje påse överlappar hälften av den under den. Sanden är tillräckligt flexibel för att fylla i luckorna i väggen, liknar murbruk i en tegelvägg.
    • Se till att påsens vikta område vetter uppströms, eller i vilken riktning vattnet kommer.
    • Du vill inte att sandsäckväggen ska vara högre än två till fyra lager. Om du staplar sandsäckarna direkt mot en byggnad, väggen kan vara högre.
    • När sandsäckarna har lagts, trampa på dem för att fylla i eventuella luckor och tryck ihop påsarna tätt.
    • Om sandsäckarna kommer att sitta ute under en längre tid, överväga att placera plastfolie över sandpåsväggen för att tjäna som ytterligare skydd.

    [källor:delstaten Kalifornien, Resursverket, Institutionen för vattenresurser; FEMA]

    Tänk på att du också vill använda sandsäckar i dörröppningar och andra öppningar i ett hem.

    Ingen är perfekt

    Som det mesta, sandsäckar är inte perfekta. De kommer inte att rädda dig under alla översvämningsförhållanden. Du vill inte placera dem i stående vatten, så om ett område redan är översvämmat, det är för sent för sandsäckar. Istället, fokusera på att få ut din familj och dina tillhörigheter till ett säkrare område. Sandsäckar sätts upp för att hjälpa till med det som kallas "lågflödesskydd, "som skyddar mot vatten som bara är några meter höga. Allt högre än det behöver en större, mer sofistikerad form av skydd. Om pågående översvämningar är problemet, sandsäckar kommer att kämpa för att hålla sig med tiden, eftersom själva påsarna bryts ner. Sandsäckar kan vara ett bra verktyg, men när det gäller moder natur, våra lösningar har sina gränser.

    I en svår översvämning, tusentals och tusentals sandsäckar kan leda till ett sårbart område, ibland uppåt miljoner. Vad gör du med dem när vattnet är borta? En annan brist på sandsäckar är bortskaffande -dilemmat. Att bli av med sandsäckar utgör ett problem av flera skäl. Våt eller på annat sätt används, sandsäckar innehåller ofta förorenad sand, som flodvatten är fylld med massor av orent material, så att sanden i dessa påsar inte kan återanvändas. Ofta, städer inrättar distributionsplatser som invånarna kan ta med sina sandsäckar till. Avyttringsföretag vill ofta inte ha sandsäckar eftersom de tar för mycket plats på deponier [källa:Santa Clara Valley Water District]. Oanvända sandpåsar kan förvaras, eller sanden kan användas för rutinmässig användning som att fylla sandlådor eller lekplatser.

    Från mitten av maj till slutet av november, namn som Alex, Gustav och Katrina sprider sig över väderfästet medan folk väntar på att höra vilken som blir den stora. National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) säger att amerikanska översvämningar är den största dödaren för hårt väder. Översvämningskontroll har blivit ett problem för människor överallt, och medan sandsäckar är ofullkomliga, arbetskrävande, lågteknologiskt alternativ, de har stått tidstestet. Även om människor har utvecklat olika tekniker för att göra jobbet med sandsäcken, inget har ersatt det än, och kanske kommer ingenting någonsin att göra det.

    Fortsätt läsa för fler länkar om översvämningskontroll och katastrofhantering.

    Sandsäckars många ansikten

    Sandsäckar har länge använts i militära befästningar, men deras tillämpningar ökar och förgrenar sig till ännu fler discipliner. Personliga tränare använder sandsäckar som en del av styrketräning och träningspass. Väskorna är lätta att greppa, så även en nybörjare kan arbeta med en sandsäck. Gröna husbyggare kan sätta sandsäckar i nya hem som en del av deras konstruktion. I filmindustrin, sandsäckar tynger tung utrustning, som kameror och belysning.

    Mycket mer information

    relaterade artiklar

    • Hur översvämningar fungerar
    • Everyday Science:Flood Quiz
    • Var det verkligen en stor översvämning?

    Källor

    • Derusha, Jason. WCCO CBS affiliate Minneapolis/St. Paul, Minn. "Bra fråga:vart går sandsäckar efter översvämningar?". 17 juni kl. 2008. (29 juli, 2010) http://wcco.com/local/sandbags.after.floods.2.750808.html
    • Desjardins, John. Meteorolog. Personlig korrespondens. 2 augusti, 2010.
    • Encyclopaedia Britannica. Encyclopaedia Britannica Online Library Edition. "Sand." (30 juli, 2010) http://library.eb.com/eb/article-9065435.
    • Miljöbyrån. "Sandsäckar och hur man använder dem på rätt sätt för översvämningsskydd." Mars 2009. (27 juli, 2010) http://www.environment-agency.gov.uk.
    • FEMA. "Översvämning för icke -bostadskonstruktioner." 2 juli 2009. (28 juli, 2010) http://www.fema.gov/library/viewRecord.do?id=3581
    • FEMA:National Flood Insurance Program. "Kommer ersättningsskyddsåtgärder som jag har vidtagit i mitt hem att ersättas av min standard översvämningsförsäkring?" (27 juli, 2010) http://www.floodsmart.gov
    • Geology.com "Kvarts:mineralanvändningar och egenskaper." (30 juli, 2010) http://geology.com/minerals/quartz.shtml.
    • Hellevang, Kenneth. "Sandbagging för översvämningsskydd." Mars 2010. (28 juli, 2010) http://www.ag.ndsu.edu/pubs/ageng/safety/ae626w.htm
    • Hemhållplatsen. "Hercules Sand Bags (500-Count)." 2010. (4 augusti, 2010) http://www.homedepot.com/buy/outdoors/garden-center/hercules/500-count-sand-bags-20641.html
    • Hupston, Fleur. "Bygga ett hus med sandsäckar." 2 maj 2009. (4 augusti, 2010) http://www.house-architecture.suite.101.com
    • Jones, Brian. "Sandbagutbildning." Crossfit Journal artiklar. Utgåva 65. Januari 2008. (27 augusti, 2010) http://journal.crossfit.com/2008/01/sandbag-training-by-brian-jone.tpl
    • Kolpack, Dave. "Miles sandsäckar står redo att bekämpa översvämningar i Red River." Christian Science Monitor. Mars, 21, 2010. (29 juli, 2010) http://www.csmonitor.com/From-the-news-wires/2010/0321/Miles-of-sandbags-stand-ready-to-fight-Red-River-floods
    • Leibenluft, Jacob. "25-cent översvämningsskyddsanordningen:Varför använder vi fortfarande sandsäckar för att hindra floder från att flöda över?" Skiffer. 20 juni kl. 2008. (28 juli, 2010) http://www.slate.com/id/2193944
    • Lewis County Emergency Management. "Sandsäckar Vanliga frågor." (27 juli, 2010) http://lewiscountywa.gov/sandbags-frequently-asked-questions
    • Merriam-Webster Online. "Porös." (3 augusti, 2010) http://www.merriam-webster.com/dictionary/porous
    • Merriam-Webster Online. "Sandväska." (25 juli, 2010) http://www.merriam-webster.com/dictionary/sandbag
    • Myers, Alicia. KOLN/KFIN CBS affiliate Lincoln/Grand Island, NE. "Sandsäckar fungerar för att rädda hem nära Tilden." 15 juni kl. 2010. (29 juli, 2010) http://www.1011now.com/home/headlines/96350239.html
    • New World Encyclopedia.org. "Sand." (30 juli, 2010) http://www.newworldencyclopedia.org/entry/Sand
    • Oakland County, CA. "Sandpåsar." (27 juli, 2010) http://www.oc.ca.gov/pfrd/programs/elnino/SandBagUse.html
    • Santa Clara Valley Water District. "Sandbag -sajter." 2010. (31 juli, 2010) http://www.valleywater.org/services/sandbagsites.aspx
    • Delstaten Californien, Division of Flood Management. "Metoder för att bekämpa översvämningar." Augusti 2003. (27 augusti, 2010) http://www.water.ca.gov/floodmgmt/docs/flood_fight_methods.pdf
    • University of Southern Mississippi Institutionen för polymervetenskap. "Polypropylen." 2005. (10 augusti, 2010) http://pslc.ws/macrog/pp.htm
    • US Army Corps of Engineers. "Hur man fyller sandsäckar." (27 juli, 2010) http://www.mvs.usace.army.mil/conops/emergency/sandbag.htm
    • U.S. Army Corp of Engineers Northwestern Division. "Sandbagging -tekniker." 2004. (28 juli, 2010) http://www.nwk.usace.army.mil/Flood/NWD_Sandbag_Pamphlet.pdf
    • US Army Corps of Engineers Northwestern Division. "Flood Fighting:Hur man använder sandsäckar." (29 juli, 2010) http://www.nww.usace.army.mil/html/offices/op/em/HowToBag.htm
    • USA:s handelsdepartement, NOAA:s nationella väderservice. "Floods:The Awesome Power." Mars 2005. (25 juli, 2010) http://www.floodsafety.noaa.gov/resources/FloodsTheAwesomePower_NSC.pdf
    • Wyoming Office of Homeland Security. "Nyttiga tips:Sandpåsanering efter en översvämning." (11 augusti, 2010) http://wyohomelandsecurity.state.wy.us/
    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com