Kansallisen sääpalvelun tulvan määritelmän mukaan "tulvat ovat veden ylivuotoa maahan, joka on normaalisti kuiva. "Tulvia tapahtuu, kun sade sataa nopeammin kuin maa voi imeä tai luonnolliset kanavat voivat kuljettaa vettä pois.
Tulvatapahtumien tyypit
Salamat tulvat
Sään aiheuttamien kuolemien johtava syy Yhdysvalloissa, äkilliset tulvat tapahtuvat kuuden tunnin kuluessa sateesta. Suurin osa äkillisistä tulvista johtuu hitaasti liikkuvien ukkosmyrskyjen, toistuvien ukkosmyrskyjen, hurrikaanien tai trooppisten myrskyjen rankkasateista.
Joen tulvat
Kausisateet, lumen sulaminen tai pysähtyneet myrskyt voivat johtaa jokien tulviin. Jokitulvat esiintyvät osana luonnollista vuodenaikaa ja voivat kestää viikon tai kauemmin.
Rannikkotulvat
Tulvia rantaviivoja pitkin tapahtuu, kun myrskyt tai tuulet työntävät valtameren kauempana kuin tavalliset vuorovesi. Äärimmäiset matalapainejärjestelmät ja voimakkaat rannikon tuulet, erityisesti hurrikaanien ja trooppisten myrskyjen aiheuttamat tulvat. Vedenalaisten maanjäristysten tai tulivuorenpurkausten laukaisemat seismiset meriaallot, jotka tunnetaan paremmin nimellä tsunamit tai vuorovesiaallot, aiheuttavat myös rannikkotulvia.
Kaupunkien tulvat
Kaupunkialueiden kasvaessa kasvaa tulvien uhka. Jalkakäytävä ja rakennukset estävät tunkeutumisen ja lisäävuotoa. Kaduista voi tulla juoksevia jokia, ja matalat alueet, kuten alikäytävät ja kellarit, voivat täyttyä vedellä.
Jääpatoja ja tukkeja
Joskus jää tai muut luonnonmateriaalit, kuten puut ja pensaat, estävät väliaikaisesti valumisen. Kun nämä materiaalit pidättävät valumista, vesi lisää painetta ja käyttäytyy kuin äkillinen tulva, jos väliaikainen pato rikkoutuu äkillisesti.
Muut tulvatapahtumat
Vakavia tulvia voi esiintyä, kun levyt tai padot rikkoutuvat tai kun vettä on päästettävä paikoista paineen poistamiseksi. Lumen sulaminen magma-liikkeellä voi myös aiheuttaa äkillisiä tulvatapahtumia, kuten Mt. St. Helens.
Tulva-projektien ideoita
Kaksi avaintekijää tulvissa ovat sateiden määrä ja sateiden voimakkuus, mihin vaikuttavat pinnanmuodostus, maaperän olosuhteet ja maaperä. Jokainen näistä tekijöistä ehdottaa mahdollisia projekteja. Yleensä tulvien syitä tai seurauksia koskevassa hankkeessa käytetään malleja.
Topografia vaikuttaa veden virtausnopeuteen. Vertaa virtausnopeutta kaltevuuskulman perusteella. Rakenna tai luo vedenkouru. Laske veden virtausnopeus käyttämällä nopeutta, joka on yhtä suuri kuin etäisyys jaettuna ajalla. Palauta kouru jyrkempään kulmaan ja laske nopeus uudelleen. Vertaa nopeuksia. Mahdollinen kysymys: Onko kaksinkertainen kaltevuuskulma kaksinkertaistanut myös veden nopeuden?
Mieti, miten virtauskanavan leveys vaikuttaa veden nopeuteen. Käytä kahta eri leveyttä kourua. Mittaa nopeudet ja vertaa niitä.
Arvioi kuinka veden syvyys muuttuu kanavan kaventuessa. Salamat tulvat voivat johtaa 30 metrin korkeuteen vesiseinään kapeaan kanjoniin. Luo tai rakenna kapea kouru ja leveä kouru. Virtaavan veden määrän on oltava sama molemmissa kouruissa. Mittaa vesilinjan korkeus kussakin tapauksessa. Luo vaihtoehtoisesti kouru, joka muuttuu vähitellen leveästä ja matalasta kapeaksi ja syväksi. Merkitse vesilinja. Laajenna hanketta vertaamalla veden nopeutta leveällä osalla kapean osan nopeuteen.
Lähes puolet äkillisistä tulvista johtuvista kuolemista tapahtuu autoissa. Laske keskimääräisen auton liikuttamiseen tarvittava voima. Kuinka syvää veden on oltava auton liikuttamiseksi?
Jotkut tulvat johtuvat jääpatojen, levojen tai patojen murtamisesta. Itse asiassa yksi pahimmista padon rikkoutumisista Yhdysvaltojen historiassa oli 31. toukokuuta 1889 Johnstownin tulva. Tutki ja suunnittele patoa. Rakenna paton malli kourun yli. Määritä paton murtamiseen tarvittava voima. Arvioi ja suunnittele uudelleen parantamiseksi. Vaihtoehtoisesti voit suunnitella sillan roskien tukkeutumisen minimoimiseksi. Arvioi roskojen tai jääpalojen aiheuttama paine sillalle.
Miltä tulvan sedimenttikerrostumat näyttävät? Rakenna tai luo kaksi kourua. Sijoita toinen kouru matalaan ja toinen jyrkempään kulmaan (yleensä jyrkimmät luonnolliset rinteet vaihtelevat välillä 45-60 astetta). Täytä molemmat kourut yhtä suurella määrällä lietettä, hiekkaa ja kiviä, jotka on järjestetty mahdollisimman samankaltaisesti. Aseta kirkas muovilaatikko jokaisen kourun alaosaan. Anna veden virrata jokaisen kourun läpi kuljettaakseen lietettä, hiekkaa ja kiviä muovilaatikoihin. Vertaa sedimenttien lopullisia järjestelyjä. Vaihtoehtoisesti anna veden ja sedimenttien virrata ulos. Mittaa ja vertaa kuinka kaukana vesi kuljettaa sedimenttejä.
Maaperätyyppi vaikuttaa sateen tunkeutumisen nopeuteen. Täytä yksi matalilla muovilaatikoilla lieteellä, toinen hiekalla ja toinen kivillä täyttämällä muovilaatikon yläosaan. Voit laajentaa ideaa käyttämällä kahta erilaista laatikkoa kullekin maaperätyypille, jättämällä sedimentit irti yhdessä laatikossa ja pakkaamalla sedimentit tiiviisti toiseen. Aseta kukin muovilaatikko suurempaan laatikkoon valumisen varalta. Käytä sprinklerijärjestelmää "sateen" laatikoihin. Mittaa ja vertaa sedimentteihin uppoavan veden määrää ja mittaa valuvan veden määrä. Saatat myös haluta nollata laatikot ja lisätä sademäärää.
Kasvipeite vaikuttaa sateiden valumiseen. Käytä kahta kirkasta muoviastiaa. Täytä molemmat maaperällä. Istuta ruohonsiemeniä yhteen astiaan. Kun ruoho on vakiintunut, käytä sadetta molemmissa astioissa. Ota talteen ja mittaa valumisen määrä. Simuloi kasveja yhdessä astiassa vaihtoehtoisesti hammastikkuilla. Mittaa tunkeutuvan ja valuvan veden määrät.
Kouluta yleisöä tulvien hätäprojektilla. Tutki alueen tulvavyöhykkeitä. Luo tiedotuskampanja. Jaa hätävalmiuden tarkistusluettelot. Kirjoita artikkeli paikallista lehteä tai uutislähetystä varten. Yhteistyössä paikallisten viranomaisten kanssa hätätilanteiden merkkien luomiseksi ja sijoittamiseksi tulvavyöhykkeiltä.
Kansalaisten tiedeprojektit
Kansalaisten tieteellisten projektien avulla ihmiset voivat kerätä ja lisätä tietoja tieteellisiin tutkimuksiin. SciStarter ja Citizen Science Alliance (katso Resurssit) ovat kaksi verkkosivustoa, jotka etsivät julkista panosta.