Definícia povodne Národnej meteorologickej služby uvádza, že „povodeň predstavuje pretečenie vody na pevninu, ktorá sa nachádza normálne suché. “Záplavy sa vyskytujú, keď dážď padá rýchlejšie, ako dokáže zem absorbovať alebo ako prirodzené kanály znesú vodu preč.
Typy povodňových udalostí
Bleskové povodne
Hlavnou príčinou úmrtí v USA súvisiacich s počasím je prívalová povodeň, ktorá sa stane do šiestich hodín po daždi. Väčšina prívalových povodní sa vyskytuje v dôsledku silných dažďov z pomaly sa rozvíjajúcich búrok, opakovaných búrok alebo silných dažďov hurikánov alebo tropických búrok.
Riečne povodne
Sezónne dažde, topenie snehu alebo zastavené búrky môžu viesť k povodniam riek. Riečne povodne sa vyskytujú ako súčasť prirodzeného sezónneho cyklu a môžu trvať týždeň alebo viac.
Pobrežné povodne
Povodne pozdĺž pobrežia sa stávajú, keď búrky alebo vetry tlačia oceán ďalej ako bežné línie prílivu a odlivu. Extrémne nízkotlakové systémy a intenzívny pobrežný vietor, najmä pred hurikánmi a tropickými búrkami, spôsobujú pobrežné záplavy. Seizmické morské vlny, známejšie ako tsunami alebo prílivové vlny, vyvolané podmorskými zemetraseniami alebo sopečnými výbuchmi, spôsobujú tiež pobrežné záplavy.
Mestské povodne
S rastom mestských oblastí rastie aj povodeň. Dlažba a budovy zabraňujú infiltrácii a zvyšujú odtok. Z ulíc sa môžu stať tečúce rieky a nízke oblasti, ako sú podchody a suterény, sa môžu naplniť vodou.
Ľadové priehrady a džemy
Odtok niekedy dočasne blokuje ľad alebo iné prírodné materiály, ako sú stromy a kry. Keď tieto materiály zadržiavajú odtok, voda vytvára tlak a správa sa ako blesková povodeň, ak sa dočasná hrádza náhle pretrhne.
Ostatné povodňové udalosti
Pri pretrhnutí hrádzí alebo hrádzí alebo pri uvoľnení vody z nádrží na uvoľnenie tlaku môže dôjsť k silným záplavám. Topenie snehu pohybom magmy môže tiež spôsobiť náhle povodňové udalosti, ako napríklad pri výbuchu Mt. v roku 1980. Svätá Helena.
Nápady na návrh povodňového projektu
Dva kľúčové faktory povodní sú množstvo zrážok a intenzita zrážok s vplyvmi z topografie, pôdnych podmienok a pôdneho pokryvu. Každý z týchto faktorov naznačuje možné projekty. Všeobecne platí, že projekt zameraný na príčiny alebo následky povodní bude využívať modely.
Topografia ovplyvňuje rýchlosť prúdenia vody. Porovnajte rýchlosť prúdenia na základe uhla sklonu. Postavte alebo vytvorte žľab pre vodu. Vypočítajte rýchlosť prúdenia vody pomocou rýchlosti rovnej vzdialenosti delenej časom. Znova nastavte žľab do strmšieho uhla a znova vypočítajte rýchlosť. Porovnajte rýchlosti. Potenciálna otázka: Zdvojnásobenie uhla svahu tiež zdvojnásobuje rýchlosť vody?
Zvážte, ako šírka kanála ovplyvňuje prúd vody. Použite dve rôzne šírky žľabu. Zmerajte rýchlosti a porovnajte.
Vyhodnoťte, ako sa hĺbka vody mení, keď sa kanál zužuje. Bleskové povodne môžu vyústiť do vodnej steny vysokej 30 stôp v úzkom kaňone. Vytvorte alebo postavte úzky žľab a široký žľab. Množstvo pretečenej vody musí byť pre obidve sklzy rovnaké. V každom prípade zmerajte výšku vodovodného potrubia. Alternatívne vytvorte žľab, ktorý sa postupne mení zo širokého a plytkého na úzky a hlboký. Označte vodnú čiaru. Rozšírte projekt porovnaním rýchlosti vody v širokom úseku s rýchlosťou v úzkom úseku.
Takmer polovica úmrtí na prívalové povodne sa stane v automobiloch. Vypočítajte silu potrebnú na pohyb priemerného automobilu. Aká hlboká musí byť voda, aby sa mohlo auto pohybovať?
Niektoré povodne sú výsledkom pretrhnutia ľadových priehrad, hrádzí alebo priehrad. Jedným z najhorších prelomov priehrad v histórii USA bola v skutočnosti povodeň v Johnstowne 31. mája 1889. Výskum a návrh priehrady. Postavte model priehrady cez žľab. Určte silu potrebnú na pretrhnutie hrádze. Vyhodnoťte a prepracujte, aby ste sa zlepšili. Prípadne navrhnite most, aby ste minimalizovali zasekávanie trosiek. Vyhodnoťte tlak na moste spôsobený nečistotami alebo zaseknutím ľadu.
Ako vyzerajú usadené usadeniny z povodne? Postavte alebo vytvorte dva sklzy. Jeden žľab umiestnite do plytkého uhla a druhý do strmšieho uhla (najstrmšie prirodzené svahy sa všeobecne pohybujú v rozmedzí 45 až 60 stupňov). Naplňte obidve sklzy rovnakým množstvom bahna, piesku a hornín usporiadaných čo najviac podobne. Na spodok každého žľabu položte priehľadnú plastovú škatuľu. Cez každý žľab nechajte prúdiť vodu, aby sa bahno, piesok a kamene dostali do plastových krabíc. Porovnajte konečné usporiadanie sedimentov. Alternatívne nechajte vodu a usadeniny odtekať. Zmerajte a porovnajte, ako ďaleko voda prenáša sedimenty.
Typ pôdy ovplyvňuje rýchlosť infiltrácie zrážok. Pomocou plytkých plastových škatúľ jednu naplňte bahnom, jednu pieskom a druhú kamienkami, naplňte ich až po vrch plastovej škatule. Myšlienku môžete rozšíriť tak, že pre každý typ pôdy použijete dva rôzne boxy, pričom v jednom boxe necháte voľne usadené sedimenty a v druhom ich pevne zabalíte. Umiestnite každú plastovú škatuľu do väčšej škatule, aby ste zachytili odtekajúcu vodu. Na „dážď“ na boxy použite postrekovací systém. Zmerajte a porovnajte množstvo vody, ktoré klesá do sedimentov, a zmerajte množstvo vody, ktorá odteká. Možno budete tiež chcieť resetovať polia a zvýšiť mieru zrážok.
Rastlinný kryt ovplyvňuje odtok zrážok. Použite dve priehľadné plastové nádoby. Naplňte obe zeminou. Zasaďte trávne semeno do jednej nádoby. Len čo sa tráva usadí, na obidve nádoby pršajte pomocou postrekovača. Zachyťte a zmerajte množstvo odtoku. Alternatívne použite špáradlá na simuláciu rastlín v jednej nádobe. Zmerajte množstvo vody, ktoré infiltruje a odtečie.
Vzdelávať verejnosť projektom povodňovej pohotovosti. Preskúmajte povodňové zóny v tejto oblasti. Vytvorte kampaň na zvýšenie povedomia verejnosti. Zdieľajte kontrolné zoznamy pohotovostnej pripravenosti. Napíš článok pre miestny príspevok alebo spravodajstvo. Spolupracujte s miestnymi orgánmi na vytvorení a zverejnení značiek núdzových únikových ciest z povodňových zón.
Občianske vedecké projekty
Online vedecké projekty pre občanov umožňujú jednotlivcom zhromažďovať a pridávať údaje k vedeckým štúdiám. SciStarter a Citizen Science Alliance (pozri Zdroje) sú dve online stránky, ktoré sa snažia o vstup verejnosti.