Jak zmierzyć intensywność powodzi?

Według US Geological Survey, dwa krytyczne czynniki wpływają na powodzie spowodowane opadami deszczu: czas trwania i intensywność opadów – tempo, z jakim pada. Dużo opadów w krótkim czasie może spowodować znaczne powodzie. Jednak nawet bardziej szkodliwe niż powodzie deszczowe mogą być gwałtowne powodzie spowodowane czynnikami nieopadowymi, takimi jak zalanie Nowy Orlean w 2005 r., spowodowany pęknięciem tamy i tsunami na Oceanie Indyjskim w 2004 r., śmiertelną falą spowodowaną trzęsieniem ziemi pod morze. Nagłe topnienie lodu w górach może spowodować wezbranie rzek i wylanie ich brzegów. Niezależnie od tego, czy jest to poważna powódź wywołana przez powolną burzę z piorunami, czy gwałtowne powodzie wywołane przez huraganowy sztorm, eksperci hydrolodzy mogą zmierzyć wysokość powodzi, prędkość wody i inne właściwości, które ujawniają jej surowość.

USGS ma tysiące miejsc w całym kraju, które monitorują stan strumienia, wysokość rzeki i przepływ strumienia – ilość wody przepływającej w danym momencie. Mierniki w tych miejscach mierzą „wysokość miernika”, termin odnoszący się do wysokości wody w strumieniu. Wskaźniki te umożliwiają agencji monitorowanie dróg wodnych i ostrzeganie ludzi o groźnych powodziach, które mogą wystąpić. Po wystąpieniu powodzi pomagają również badaczom powodzi określić szczytową wysokość powodzi. Rejestrując dane o powodziach, mogą lepiej planować rozwój wokół drogi wodnej i prowadzić historyczne zapisy etapów przepływu, które występują w czasie.

Istnieje kilka rodzajów sprzętu, który gromadzi ważne dane hydrologiczne. Obejmują one miernik z taśmą pływakową – często umieszczany w studni piętrzącej, aby mierzyć poziom wody podczas wznoszenia się i opadania. Studnia piętrząca chroni sprzęt, a także ogranicza wahania rzeki, strumienia lub innego elementu terenu, przez który przepływa woda. Przetworniki ciśnienia mierzą ciśnienie wytwarzane przez słup wody nad urządzeniem pomiarowym. Inne urządzenia to manometr, czujnik pływakowy, wskaźnik łatowy i rejestrator wodny. Pomiary powodzi różnią się w zależności od miejsca, ponieważ powodzie zaczynają się na różnych poziomach w różnych obszarach.

W miejscach, w których nie umieszczono mierników, urzędnicy USGS muszą stosować inne techniki w celu określenia wysokości, na jaką osiągnęła powódź. Jedną z metod jest po prostu bycie w danym miejscu jako obserwator, gdy nastąpi powódź. Gdy nie jest to możliwe, badacze mogą szukać wskazówek, które pomogą im określić, jak wysokie wody powodziowe wzrosły w danym momencie. Na przykład mogą sprawdzać wysokość znaku wysokiego poziomu wody na budynkach i drzewach. Błoto pokrywające część rośliny może również wskazywać, jak wysoko wezbrała woda deszczowa z powodzi.

Możliwe jest ustalenie innych ważnych informacji o powodzi na podstawie danych, które już posiadają hydrolodzy. Uzbrojeni w wysokość wody w określonym miejscu, mogą użyć sprzętu geodezyjnego, aby poprowadzić linię do znanej stacji pomiaru wysokości. Umożliwia im to określenie rzeczywistej szczytowej wysokości miernika powodzi. Badacze mogą również wykorzystać zdobyte informacje do obliczenia maksymalnego przepływu strumienia powodzi — największej ilości wody, która przepływa przez dane miejsce w określonym czasie. Mogą również określić interwał powtarzania się zdarzenia powodziowego, zwany również okresem powrotu. Przedział ten wyraża prawdopodobieństwo wystąpienia kolejnej powodzi, która jest równa lub większa od analizowanej powodzi.

Tempo, z jakim poruszają się wody powodziowe, jest ważne, ponieważ woda powoduje więcej szkód, im szybciej się porusza. Jednym ze sposobów określenia natężenia przepływu w drodze wodnej jest użycie znacznika. Badacz wlewa kolorowy barwnik do wody i mierzy czas, w jakim kolor przemieści się w inne miejsce w dół rzeki. Radioizotopy i znaczniki chemiczne można również stosować, jeśli wody są tak burzliwe, że barwnik szybko się rozprasza. Aktualne mierniki pomagają badaczom dokładniej określić prędkość wody. Kiedy muszą zmierzyć przepływy powodziowe na dużych rzekach, obniżają metry prądu do wody z mostu lub kabli napowietrznych przymocowanych do konstrukcji nad rzeką.