Визначення повені Національної служби погоди зазначає, що "підтоплення - це перелив води на землю, яка є зазвичай сухо. "Затоплення трапляється, коли дощ падає швидше, ніж земля може поглинути, або природні канали несуть воду далеко.
Типи Повені
Спалахи
Основна причина смертності, пов’язаної з погодою в Сполучених Штатах, спалахи повені трапляються протягом шести годин після дощу. Більшість спалахів відбувається через сильні дощі від повільних гроз, багаторазових гроз або сильних дощів ураганів або тропічних штормів.
Річкові повені
Сезонні дощі, танення снігу або бурхливі шторми можуть призвести до повені річок. Річкові повені відбуваються як частина природного сезонного циклу і можуть тривати тиждень і більше.
Прибережні паводки
Повені вздовж узбережжя трапляються, коли шторми або вітри штовхають океан далі, ніж звичайні лінії припливів. Екстремальні системи низького тиску та інтенсивні прибережні вітри, особливо від ураганів та тропічних штормів, спричиняють повені в прибережних районах. Морські сейсмічні хвилі, більш відомі як цунамі або припливні хвилі, спричинені підводними землетрусами або виверженнями вулканів, також спричиняють повені в прибережних районах.
Міські повені
У міру зростання міських територій зростає загроза повені. Бруківка та будівлі запобігають проникненню та збільшують стік води. Вулиці можуть стати потоками річок, а низькі ділянки, такі як підземні переходи та підвали, можуть заповнитися водою.
Крижані дамби та затори
Іноді лід або інші природні матеріали, такі як дерева та чагарники, тимчасово перешкоджають стоку. Коли ці матеріали стримують стік, вода створює тиск, поводячись як злива, якщо тимчасова дамба прорветься раптово.
Інші події повеней
Сильне затоплення може статися, коли дамби або дамби пробиваються або коли вода повинна виходити з водосховищ, щоб послабити тиск. Танення снігу рухом магми може також спричинити раптові паводкові події, як із виверженням гори 1980 р. Сент-Еленс.
Ідеї дизайну проекту "Повінь"
Двома ключовими факторами підтоплення є кількість опадів та інтенсивність опадів із впливом рельєфу, стану ґрунту та ґрунтового покриву. Кожен із цих факторів передбачає можливі проекти. Загалом, проект щодо причин або наслідків повеней буде використовувати моделі.
Топографія впливає на швидкість потоку води. Порівняйте швидкість потоку на основі кута нахилу. Побудуйте або створіть жолоб для води. Обчисліть швидкість потоку води, використовуючи швидкість, рівну відстані, поділену на час. Скиньте жолоб на більш крутий кут і знову обчисліть швидкість. Порівняйте швидкості. Потенційне запитання: чи подвоєння кута нахилу також подвоює швидкість води?
Поміркуйте, як ширина русла потоку впливає на швидкість води. Використовуйте дві різні ширини жолоба. Виміряйте швидкості та порівняйте.
Оцініть, як змінюється глибина води при звуженні русла. Внаслідок повені може виникнути стіна води заввишки 30 футів у вузькому каньйоні. Створіть або побудуйте вузький жолоб і широкий жолоб. Кількість води, що тече, повинна бути однаковою для обох жолобів. Виміряйте висоту водяної лінії в кожному випадку. По черзі створіть жолоб, який поступово змінюється від широкого та неглибокого до вузького та глибокого. Позначте водопровід. Розширте проект, порівнюючи швидкість води у широкій ділянці зі швидкістю у вузькій ділянці.
Майже половина смертей, пов'язаних із спалахом паводків, трапляється в автомобілях. Обчисліть силу, необхідну для руху середнього автомобіля. Якою глибиною повинна бути вода для руху автомобіля?
Деякі повені виникають внаслідок прориву льодових дамб, дамб або дамб. Насправді, одним з найгірших проривів дамб в історії США був повінь Джонстаун 31 травня 1889 року. Дослідження та проектування дамби. Побудуйте модель дамби через жолоб. Визначте силу, необхідну для прориву дамби. Оцініть та переробіть для вдосконалення. Як варіант, спроектуйте міст, щоб мінімізувати скупчення сміття. Оцініть тиск на міст через сміття або затори льоду.
Як виглядають осадові відкладення від повені? Побудуйте або створіть два жолоби. Розмістіть один жолоб під невеликим кутом, а другий під крутішим кутом (загалом, найкрутіші природні схили коливаються в межах від 45 до 60 градусів). Наповніть обидві жолоби рівною кількістю мулу, піску та скель, розташованих якомога більше однаково. Помістіть прозору пластикову коробку внизу кожного жолоба. Нехай вода стікає по кожному жолобу, щоб нести мул, пісок і каміння в пластикові ящики. Порівняйте остаточне розташування відкладень. Крім того, нехай вода і відкладення витікають. Виміряйте та порівняйте, наскільки вода несе осади.
Тип ґрунту впливає на швидкість просочування опадів. Використовуючи неглибокі пластикові ящики, заповніть одну мулом, одну піском, а другу галькою, заповнивши доверху пластикову коробку. Ви можете продовжити ідею, використовуючи два різні ящики для кожного типу грунту, залишаючи відклади вільними в одній коробці та щільно упаковуючи осад в іншу. Помістіть кожну пластикову коробку у більшу коробку, щоб зловити стік. Використовуйте спринклерну систему для «дощу» на ящиках. Виміряйте та порівняйте кількість води, яка занурюється у відклади, та вимірюйте кількість води, яка стікає. Можливо, ви також захочете скинути рамки та збільшити кількість опадів.
Рослинний покрив впливає на стік опадів. Використовуйте дві прозорі пластикові ємності. Засипте обидва грунтом. Посадіть насіння трави в одну ємність. Як тільки трава закріпиться, використовуйте спринклер для дощу на обидві ємності. Захоплення та вимірювання кількості стоку. Крім того, використовуйте зубочистки для імітації рослин в одному контейнері. Виміряйте кількість води, яка просочується і стікає.
Навчіть громадськість за допомогою проекту з надзвичайних ситуацій, пов’язаних з повенями. Дослідити зони повені в районі. Створити інформаційну кампанію. Поділіться контрольними списками готовності до надзвичайних ситуацій. Напишіть статтю для місцевих газет або новин. Спільна робота з місцевою владою щодо створення та розміщення знаків аварійних шляхів евакуації із зон повені.
Громадянські наукові проекти
Інтернет-наукові проекти для громадян дозволяють людям збирати та додавати дані до наукових досліджень. SciStarter та Citizen Science Alliance (див. Ресурси) - це два веб-сайти, які шукають внесок громадськості.