Definice povodní Národní meteorologické služby uvádí, že „povodeň je přetékání vody na pevninu, která je normálně suché. “Záplavy se stávají, když déšť padá rychleji, než dokáže země absorbovat nebo přirozené kanály odvádějí vodu pryč.
Druhy povodňových událostí
Přívalové povodně
Hlavní příčinou úmrtí souvisejících s počasím ve Spojených státech jsou přívalové povodně, které se stávají do šesti hodin po dešti. Většina přívalových povodní se vyskytuje v důsledku silných dešťů způsobených pomalu se vyskytujícími bouřkami, opakovanými bouřkami nebo silnými dešti hurikánů nebo tropických bouří.
Říční povodně
Sezónní deště, tání sněhu nebo zastavené bouře mohou vést k povodním řek. Říční povodně se vyskytují jako součást přirozeného sezónního cyklu a mohou trvat týden i více.
Pobřežní povodně
Povodně podél pobřeží se stávají, když bouře nebo vítr tlačí oceán dále než normální linie přílivu a odlivu. Extrémní nízkotlaké systémy a intenzivní větry na pobřeží, zejména od hurikánů a tropických bouří, způsobují pobřežní záplavy. Seizmické mořské vlny, lépe známé jako tsunami nebo přílivové vlny, vyvolané podmořskými zemětřeseními nebo sopečnými erupcemi, také způsobují pobřežní záplavy.
Městské povodně
S růstem městských oblastí roste i povodeň. Dlažba a budovy zabraňují infiltraci a zvyšují odtok. Ulice se mohou stát tekoucími řekami a nízké oblasti, jako jsou podchody a suterény, se mohou plnit vodou.
Ice Dams and Log Jams
Někdy odtok dočasně blokuje led nebo jiné přírodní materiály, jako jsou stromy a keře. Když tyto materiály zadržují odtok, voda vytváří tlak a chová se jako blesková povodeň, pokud se dočasně přehrada rozbije.
Další povodňové události
Mohou nastat silné záplavy, když se rozbijí hráze nebo přehrady nebo když musí být voda uvolněna z nádrží, aby se uvolnil tlak. Tání sněhu pohybem magmatu může také způsobit náhlé povodňové události, jako při erupci Mt. v roce 1980. St. Helens.
Nápady na návrh povodňového projektu
Dva klíčové faktory při záplavách jsou množství srážek a intenzita srážek s vlivy z topografie, půdních podmínek a půdního pokryvu. Každý z těchto faktorů naznačuje možné projekty. Obecně platí, že projekt týkající se příčin nebo následků povodní bude používat modely.
Topografie ovlivňuje rychlost průtoku vody. Porovnejte rychlost proudění na základě úhlu sklonu. Postavte nebo vytvořte skluz pro vodu. Vypočítejte rychlost toku vody pomocí rychlosti rovné vzdálenosti dělené časem. Znovu nastavte skluz do strmějšího úhlu a znovu vypočítejte rychlost. Porovnejte rychlosti. Potenciální otázka: Zdvojnásobuje úhel sklonu také dvojnásobnou rychlost vody?
Zvažte, jak šířka kanálu proudu ovlivňuje rychlost vody. Použijte dvě různé šířky žlabu. Změřte rychlosti a porovnejte je.
Vyhodnoťte, jak se hloubka vody mění, jak se kanál zužuje. Bleskové povodně mohou mít za následek vodní stěnu vysokou 30 stop v úzkém kaňonu. Vytvořte nebo postavte úzký a široký žlab. Množství protékající vody musí být u obou skluzů stejné. V každém případě změřte výšku vodního potrubí. Alternativně vytvořte skluz, který se postupně mění ze širokého a mělkého na úzký a hluboký. Označte vodní potrubí. Rozšířit projekt porovnáním rychlosti vody v širokém úseku s rychlostí v úzkém úseku.
Téměř polovina úmrtí souvisejících s povodněmi se odehrává v automobilech. Vypočítejte sílu potřebnou k pohybu průměrného automobilu. Jak hluboká musí být voda, aby se mohlo pohybovat autem?
Některé povodně jsou důsledkem rozbití přehrad, hrází nebo přehrad. Ve skutečnosti byla jednou z nejhorších přestávek přehrad v historii USA 31. května 1889 povodeň v Johnstownu. Výzkum a návrh přehrady. Postavte model přehrady přes skluz. Určete sílu potřebnou k rozbití hráze. Vyhodnoťte a přepracujte, abyste se zlepšili. Alternativně navrhněte most, abyste minimalizovali uvíznutí trosek. Vyhodnoťte tlak na můstek v důsledku úlomků nebo uvíznutí ledu.
Jak vypadají usazeniny z povodně? Postavte nebo vytvořte dva padáky. Umístěte jeden skluz do mělkého úhlu a druhý do strmějšího úhlu (obecně se nejstrmější přírodní svahy pohybují mezi 45 a 60 stupni). Naplňte obě žlaby stejným množstvím bahna, písku a hornin uspořádaných co možná nejvíce. Na spodní část každého žlabu umístěte průhlednou plastovou krabici. Nechte vodu stékat dolů každým žlabem, aby odnesla bahno, písek a kameny do plastových boxů. Porovnejte konečné uspořádání sedimentů. Alternativně nechte vodu a usazeniny vytéct. Změřte a porovnejte, jak daleko voda nese sedimenty.
Typ půdy ovlivňuje míru infiltrace srážek. Pomocí mělkých plastových krabiček naplňte jednu bahnem, jednu pískem a druhou oblázky, až po plastovou krabičku. Myšlenku můžete rozšířit použitím dvou různých polí pro každý typ půdy, přičemž v jednom poli necháte volné sedimenty a v druhém je pevně zabalíte. Umístěte každou plastovou krabici do větší krabice, abyste zachytili odtok. Pomocí systému kropení „prší“ na boxy. Změřte a porovnejte množství vody, které klesá do sedimentů, a změřte množství vody, které odtéká. Můžete také resetovat políčka a zvýšit rychlost srážek.
Pokrytí rostlin ovlivňuje odtok srážek. Použijte dvě průhledné plastové nádoby. Naplňte obě zeminou. Zasaďte travní semeno do jedné nádoby. Jakmile se tráva usadí, použijte kropení na oba kontejnery pomocí postřikovače. Zachyťte a změřte množství odtoku. Alternativně použijte párátka k simulaci rostlin v jedné nádobě. Změřte množství vody, které proniká a odtéká.
Vzdělávejte veřejnost projektem povodňové nouze. Prozkoumejte povodňové zóny v této oblasti. Vytvořte kampaň na zvyšování povědomí veřejnosti. Sdílejte kontrolní seznamy havarijní připravenosti. Napište článek pro místní noviny nebo zpravodajství. Spolupracujte s místními úřady na vytváření a zveřejňování značek nouzových únikových cest z povodňových zón.
Občanské vědecké projekty
Online projekty občanské vědy umožňují jednotlivcům shromažďovat a přidávat údaje k vědeckým studiím. SciStarter a Citizen Science Alliance (viz Zdroje) jsou dva online weby, které usilují o vstup veřejnosti.