Powódź - Flood

Powódź na ulicy w Morpeth w Anglii. Powodzie nasilają się, a ekstremalne zjawiska pogodowe spowodowane zmianą klimatu powodują opady deszczu ze znacznie większą ilością opadów niż w przeszłości. Miasta i miasteczka zbudowane na zbiornikach wodnych lub z infrastrukturą zaprojektowaną wokół historycznych wzorców opadów są coraz bardziej podatne na powodzie.

Powódź jest przepełnienie wody, która zanurza się ziemi, która jest zazwyczaj suche. W znaczeniu „płynąca woda” słowo to można również odnieść do napływu przypływu . Powodzie są obszarem badań dyscypliny hydrologia i mają duże znaczenie w rolnictwie , budownictwie i zdrowiu publicznym . Zmiany zachodzące w środowisku przez człowieka często zwiększają intensywność i częstotliwość powodzi, na przykład zmiany użytkowania gruntów, takie jak wylesianie i usuwanie terenów podmokłych , zmiany w ciekach wodnych lub kontrola powodzi, np. w przypadku wałów , oraz większe problemy środowiskowe, takie jak zmiany klimatu i poziom morza wzrosnąć . W szczególności zwiększone opady deszczu i ekstremalne zjawiska pogodowe związane ze zmianą klimatu zwiększają dotkliwość innych przyczyn powodzi, prowadząc do bardziej intensywnych powodzi i zwiększonego ryzyka powodziowego.

Powódź może wystąpić jako wylanie się wody ze zbiorników wodnych, takich jak rzeka , jezioro lub ocean , w której woda przekracza lub przerywa wały , w wyniku czego część tej wody wydostaje się ze swoich zwykłych granic, lub może wystąpić w wyniku nagromadzenia wody deszczowej na nasycony grunt w powodzi obszarowej. Chociaż wielkość jeziora lub innego akwenu będzie się zmieniać w zależności od sezonowych zmian opadów i topnienia śniegu, jest mało prawdopodobne, aby te zmiany wielkości były znaczące, chyba że zaleją one dobytek lub utopią zwierzęta domowe .

Powodzi może również występować w rzekach, gdy szybkość przepływu jest większa niż pojemność koryta , zwłaszcza na zakrętach lub meandrami w wodnej . Powodzie często powodują szkody w domach i firmach, jeśli znajdują się na naturalnych równinach zalewowych rzek. Podczas gdy szkody w wyniku powodzi rzecznych można wyeliminować, oddalając się od rzek i innych zbiorników wodnych, ludzie tradycyjnie mieszkali i pracowali nad rzekami, ponieważ ziemia jest zwykle płaska i żyzna, a rzeki zapewniają łatwe podróżowanie i dostęp do handlu i przemysłu. Powodzie mogą prowadzić do wtórnych konsekwencji oprócz zniszczenia mienia, takich jak długotrwałe przesiedlenie mieszkańców i zwiększenie rozprzestrzeniania się chorób przenoszonych przez wodę oraz chorób przenoszonych przez wektory przenoszonych przez komary.

Rodzaje

Współczesny obraz powodzi, która nawiedziła wybrzeże Morza Północnego Niemiec i Danii w październiku 1634 r.
Osoby poszukujące schronienia przed powodzią w Jawa Barat , Java . ok. 1865-1876.
Widok na zalany Nowy Orlean w następstwie huraganu Katrina . Nowy Orlean, ponieważ znajduje się w delcie rzeki i doświadcza huraganów, w przeszłości był bardzo podatny na powodzie. Ekstremalne opady deszczu w Katrinie i słaba konserwacja infrastruktury doprowadziły do przerwania tamy, która zalała dużą część miasta.
„Zwykły” powódź w Wenecji , Włochy .
Powodzi potoku powodu ciężkiego monsunowym deszczu i przypływu w Darwin , Terytorium Północne , Australia .
Powódź w Dżuddzie , obejmująca ulicę Króla Abdullaha w Arabii Saudyjskiej .

Areal

Wiosną powodzie są typowe dla Ostrobothni , płasko położonego obszaru Finlandii . Dom otoczony przez powódź w Ilmajoki , Ostrobotnia Południowa .

Powodzie mogą wystąpić na płaskich lub nisko położonych terenach, gdy woda jest dostarczana przez opady deszczu lub topniejące śniegi szybciej niż może przenikać lub spływać . Nadmiar gromadzi się w miejscu, czasami do niebezpiecznych głębokości. Gleba powierzchniowa może ulec nasyceniu, co skutecznie powstrzymuje infiltrację tam, gdzie zwierciadło wody jest płytkie, na przykład na równinie zalewowej lub w wyniku intensywnych opadów deszczu z jednej lub serii burz . Infiltracja jest również powolna lub nieistotna przez zamarznięty grunt, skałę, beton , bruk lub dachy. Zalewy powierzchniowe zaczynają się na terenach płaskich, takich jak tereny zalewowe, oraz w lokalnych zagłębieniach niepołączonych z korytem cieku, ponieważ prędkość spływu lądowego zależy od nachylenia powierzchni. Baseny endorheiczne mogą doświadczać obszarów zalewania w okresach, gdy opady przewyższają parowanie.

Riverine (Kanał)

Powodzie występują we wszystkich typach kanałów rzecznych i strumieniowych , od najmniejszych efemerycznych strumieni w strefach wilgotnych, przez normalnie suche kanały w suchym klimacie, po największe rzeki świata . Gdy na polach uprawnych występuje przepływ lądowy, może to spowodować błotnistą powódź, w której osadyzbierane przez spływ i przenoszone jako zawiesina lub ładunek dna . Miejscowe powodzie mogą być spowodowane lub nasilone przez przeszkody w odprowadzaniu wody, takie jak osuwiska , lód , gruz lub tamy bobrowe .

Powolne powodzie występują najczęściej na dużych rzekach o dużych zlewniach . Wzrost przepływu może być wynikiem ciągłych opadów deszczu, szybkiego topnienia śniegu, monsunów lub cyklonów tropikalnych . Jednak na dużych rzekach mogą wystąpić gwałtowne powodzie na obszarach o suchym klimacie, ponieważ mogą one mieć duże dorzecza, ale małe koryta rzeczne i opady mogą być bardzo intensywne na mniejszych obszarach tych dorzeczy.

Gwałtowne powodzie, w tym gwałtowne powodzie , częściej występują na mniejszych rzekach, rzekach o stromych dolinach, rzekach płynących przez większą część swojej długości po nieprzepuszczalnym terenie lub normalnie suchych kanałach. Przyczyną mogą być miejscowe opady konwekcyjne (intensywne burze ) lub nagłe uwolnienie z górnego spiętrzenia utworzonego za tamą , osuwiskiem lub lodowcem . W jednym przypadku gwałtowna powódź zabiła osiem osób cieszących się wodą w niedzielne popołudnie przy popularnym wodospadzie w wąskim kanionie. Bez jakiegokolwiek obserwowanego opadów, szybkość przepływu wzrosła od około 50 do około 1500 stóp sześciennych na sekundę (1,4 do 42 m 3 / s) w ciągu jednej minuty. W ciągu tygodnia w tym samym miejscu wystąpiły dwie większe powodzie, ale w tamtych dniach nikogo nie było przy wodospadzie. Śmiertelna powódź była skutkiem burzy z piorunami nad częścią dorzecza, gdzie często występują strome, nagie zbocza skalne, a cienka gleba była już przesiąknięta.

Gwałtowne powodzie są najczęstszym rodzajem powodzi w normalnie suchych kanałach w suchych strefach, znanych jako arroyos w południowo-zachodnich Stanach Zjednoczonych i wielu innych nazwach w innych miejscach. W takim otoczeniu pierwsza woda powodziowa zostaje wyczerpana, ponieważ zwilża piaszczyste dno strumienia. Krawędź natarcia powodzi zatem postępuje wolniej niż późniejsze i wyższe przepływy. W rezultacie wznoszące się ramię hydrografu staje się coraz szybsze, gdy powódź przemieszcza się w dół rzeki, aż natężenie przepływu jest tak duże, że zubożenie przez zwilżanie gleby staje się nieistotne.

Estuarium i przybrzeżne

Powodzie w ujściach rzek są zwykle spowodowane kombinacją wezbrań sztormowych spowodowanych przez wiatry i niskie ciśnienie atmosferyczne oraz duże fale napotykające wysokie przepływy rzek.

Obszary przybrzeżne mogą być zalewane przez fale sztormowe połączone z wysokimi przypływami i dużymi falami na morzu, co skutkuje falami przewyższającymi ochronę przeciwpowodziową lub, w ciężkich przypadkach, przez tsunami lub cyklony tropikalne. Do tej kategorii należy fala sztormowa , pochodząca z cyklonu tropikalnego lub pozatropikalnego . Badania z NHC (National Hurricane Center) wyjaśnia: „fala sztormowa to dodatkowy wzrost wody generowane przez burzę, poza przewidywanych pływów astronomicznych. Storm wzrost nie powinien być mylony z burzy fali, która jest zdefiniowana jako poziom wody wzrost ze względu na połączenie przypływu sztormowego i przypływu astronomicznego. Ten wzrost poziomu wody może spowodować ekstremalne powodzie na obszarach przybrzeżnych, szczególnie gdy przypływ sztormowy zbiega się z przypływem wiosennym, powodując w niektórych przypadkach przypływy sztormowe dochodzące do 20 stóp lub więcej.

Powodzie miejskie

Powódź na Water Street w Toledo w stanie Ohio, 1881 r.

Powodzie miejskie to zalanie gruntów lub nieruchomości w środowisku zabudowanym , zwłaszcza na obszarach gęściej zaludnionych, spowodowane przez opady deszczu, które przytłaczają wydajność systemów odwadniających, takich jak kanalizacja deszczowa . Chociaż czasami są wywoływane przez zdarzenia, takie jak gwałtowne powodzie lub topnienie śniegu , powodzie miejskie są stanem charakteryzującym się powtarzalnymi i systemowymi skutkami dla społeczności, które mogą wystąpić niezależnie od tego, czy dotknięte nią społeczności znajdują się na wyznaczonych obszarach zalewowych lub w pobliżu akwenu wodnego. Oprócz potencjalnego przelewania się rzek i jezior, woda roztopowa, deszczowa lub wypływająca z uszkodzonych sieci wodociągowych może gromadzić się na terenie posesji i na drogach publicznych, przesączać się przez ściany i podłogi budynków lub cofać się do budynków przez rury kanalizacyjne, toalety i zlewy .

Na obszarach miejskich skutki powodzi mogą nasilić istniejące utwardzone ulice i drogi, które zwiększają prędkość przepływu wody. Nieprzepuszczalne powierzchnie zapobiegają wnikaniu deszczu do gruntu, powodując w ten sposób większy spływ powierzchniowy, który może przekraczać lokalną zdolność drenażową.

Przepływy powodziowe na terenach zurbanizowanych stanowią zagrożenie zarówno dla ludności, jak i infrastruktury. Niektóre niedawne katastrofy obejmują podtopienia Nîmes (Francja) w 1998 r. i Vaison-la-Romaine (Francja) w 1992 r., powódź Nowego Orleanu (USA) w 2005 r. oraz powódź w Rockhampton , Bundaberg , Brisbane w latach 2010-2011 lato w Queensland (Australia). Przepływy powodziowe w środowiskach miejskich badano stosunkowo niedawno, pomimo wielu stuleci powodzi. W ostatnich badaniach uwzględniono kryteria bezpiecznej ewakuacji osób na terenach zalanych.

Katastrofalny

Katastrofalne powodzie rzeczne są zwykle związane z poważnymi awariami infrastruktury, takimi jak zawalenie się zapory, ale mogą być również spowodowane modyfikacją kanału odwadniającego w wyniku osuwiska , trzęsienia ziemi lub erupcji wulkanu . Przykłady obejmują powodzie i lahary . Tsunami może powodować katastrofalne powodzie przybrzeżne , najczęściej spowodowane podmorskimi trzęsieniami ziemi.

Powoduje

Powódź spowodowana cyklonem Hudhud w Visakhapatnam

Czynniki wzrostu

Ilość, lokalizacja i czas, w którym woda dociera do kanału odwadniającego z naturalnych opadów i kontrolowanych lub niekontrolowanych uwolnień ze zbiorników, determinuje przepływ w dalszych lokalizacjach. Niektóre opady odparowują, inne powoli przesiąkają przez glebę, inne mogą być tymczasowo zamaskowane jako śnieg lub lód, a niektóre mogą powodować szybkie spływanie z powierzchni, w tym skał, chodników, dachów oraz nasyconej lub zamarzniętej gleby. Odsetek opadów, które szybko docierają do kanału odwadniającego, zaobserwowano od zera w przypadku lekkich opadów na suchym, płaskim terenie do nawet 170 procent w przypadku ciepłego deszczu na nagromadzonym śniegu.

Większość zapisów opadów opiera się na zmierzonej głębokości wody otrzymanej w ustalonym przedziale czasowym. Częstotliwość interesującego progu opadów można określić na podstawie liczby pomiarów przekraczających tę wartość progową w całym okresie czasu, dla którego dostępne są obserwacje. Poszczególne punkty danych są konwertowane na intensywność poprzez podzielenie każdej zmierzonej głębokości przez okres czasu między obserwacjami. Intensywność ta będzie mniejsza niż rzeczywista intensywność szczytowa, jeśli czas trwania opadów deszczu był krótszy niż ustalony przedział czasu, dla którego raportowane są pomiary. Opady konwekcyjne (burze) powodują krótsze czasy trwania burz niż opady orograficzne. Czas trwania, intensywność i częstotliwość opadów deszczu są ważne dla przewidywania powodzi. Krótkotrwałe opady mają większe znaczenie dla powodzi w małych zlewniach.

Najważniejszym czynnikiem określającym wielkość powodzi jest powierzchnia zlewni powyżej obszaru zainteresowania. Intensywność opadów jest drugim najważniejszym czynnikiem dla działów wodnych o powierzchni mniejszej niż około 30 mil kwadratowych lub 80 kilometrów kwadratowych. Nachylenie głównego kanału jest drugim najważniejszym czynnikiem w przypadku większych zlewni. Nachylenie kanału i intensywność opadów stają się trzecimi najważniejszymi czynnikami odpowiednio dla małych i dużych działów wodnych.

Czas koncentracji to czas wymagany do odpływu z najbardziej odległego punktu obszaru odpływu górnego do punktu kanału odwadniającego kontrolującego zalanie obszaru zainteresowania. Czas koncentracji określa krytyczny czas trwania opadów szczytowych dla obszaru zainteresowania. Krytyczny czas trwania intensywnych opadów może wynosić tylko kilka minut w przypadku konstrukcji odwadniających dachy i parkingi, podczas gdy skumulowane opady w ciągu kilku dni miałyby krytyczne znaczenie dla dorzeczy.

Czynniki spadku

Woda spływająca w dół zbocza ostatecznie napotyka na warunki spowalniające ruch. Ostatecznym ograniczeniem na terenach zalewowych przybrzeżnych jest często ocean lub niektóre przybrzeżne zalewy, które tworzą naturalne jeziora . W przypadku zalewania nizin zmiany wysokości, takie jak wahania pływów, są istotnymi determinantami powodzi przybrzeżnych i przyujściowych. Mniej przewidywalne zdarzenia, takie jak tsunami i fale sztormowe, mogą również powodować zmiany wysokości w dużych zbiornikach wodnych. Wysokość płynącej wody jest kontrolowana przez geometrię kanału przepływowego, a zwłaszcza przez głębokość kanału, prędkość przepływu i ilość osadów w nim. Ograniczenia kanału przepływowego, takie jak mosty i kaniony, mają tendencję do kontrolowania wysokości wody powyżej ograniczenia. Rzeczywisty punkt kontrolny dla dowolnego zasięgu drenażu może się zmieniać wraz ze zmianą wysokości wody, więc bliższy punkt może kontrolować przy niższych poziomach wody, dopóki bardziej odległy punkt nie będzie kontrolował przy wyższych poziomach wody.

Efektywna geometria koryta może zostać zmieniona przez wzrost roślinności, nagromadzenie lodu lub gruzu lub budowę mostów, budynków lub wałów w obrębie koryta.

Zbieg okoliczności

Ekstremalne powodzie są często wynikiem zbiegów okoliczności, takich jak niezwykle intensywne, ciepłe opady, które powodują topnienie ciężkiego śniegu, tworzenie przeszkód w kanałach z pływającego lodu i uwalnianie niewielkich spiętrzeń, takich jak tamy bobrów . Zbiegi okoliczności mogą powodować, że rozległe powodzie będą częstsze niż przewidywano na podstawie uproszczonych statystycznych modeli predykcyjnych, uwzględniających jedynie spływy opadów atmosferycznych płynących przez niezakłócone kanały odwadniające. Modyfikacja geometrii kanału na skutek gruzu jest powszechna, gdy silne przepływy przemieszczają wyrwaną roślinność drzewną oraz konstrukcje i pojazdy uszkodzone przez powódź, w tym łodzie i sprzęt kolejowy . Niedawne pomiary terenowe podczas powodzi w Queensland w latach 2010–2011 wykazały, że jakiekolwiek kryterium oparte wyłącznie na prędkości przepływu, głębokości wody lub określonym pędzie nie może uwzględniać zagrożeń powodowanych przez wahania prędkości i głębokości wody. Rozważania te ignorują dalej ryzyko związane z dużymi zanieczyszczeniami porywanymi przez ruch przepływowy.

Niektórzy badacze wspomnieli o efekcie magazynowania w obszarach miejskich z korytarzami transportowymi utworzonymi przez wykop i nasyp . Wypełnienia przepustów mogą zostać przekształcone w zwałowania, jeśli przepusty zostaną zablokowane przez gruz, a przepływ może zostać przekierowany wzdłuż ulic. W kilku badaniach analizowano wzorce przepływu i redystrybucję na ulicach podczas burz oraz ich wpływ na modelowanie powodzi.

Efekty

Efekty pierwotne

Główne skutki powodzi to utrata życia i uszkodzenia budynków i innych konstrukcji, w tym mostów, systemów kanalizacyjnych , dróg i kanałów.

Powodzie często uszkadzają również przenoszenie mocy, a czasem wytwarzanie energii , co z kolei wywołuje efekt domina spowodowany utratą mocy. Obejmuje to utratę uzdatniania wody pitnej i dostaw wody, co może skutkować utratą wody pitnej lub poważnym zanieczyszczeniem wody. Może również powodować utratę urządzeń do odprowadzania ścieków. Brak czystej wody w połączeniu ze ściekami ludzkimi w wodach powodziowych zwiększa ryzyko chorób przenoszonych przez wodę , które mogą obejmować dur brzuszny , giardia , cryptosporidium , cholerę i wiele innych chorób w zależności od miejsca powodzi.

„Stało się to w 2000 r., gdy setki ludzi w Mozambiku uciekło do obozów dla uchodźców po tym, jak rzeka Limpopo zalała ich domy. Wkrótce zachorowali i zmarli na cholerę, która jest rozprzestrzeniana przez niehigieniczne warunki, oraz malarię, rozprzestrzenianą przez komary, które rozwijają się na wezbrane brzegi rzeki”.

Uszkodzenia dróg i infrastruktury transportowej mogą utrudnić mobilizację pomocy dla poszkodowanych lub udzielenie pomocy medycznej w nagłych wypadkach.

Wody powodziowe zazwyczaj zalewają grunty rolne, czyniąc grunty bezużytecznymi i uniemożliwiając sadzenie lub zbiór upraw, co może prowadzić do niedoborów żywności zarówno dla ludzi, jak i zwierząt gospodarskich. W ekstremalnych warunkach powodzi mogą zostać utracone całe zbiory dla danego kraju. Niektóre gatunki drzew mogą nie przetrwać długotrwałego zalewania ich systemów korzeniowych.

Utrata życia

Poniżej znajduje się lista najbardziej śmiertelnych powodzi na świecie, pokazująca wydarzenia, w których liczba ofiar śmiertelnych wyniosła 100 000 osób lub więcej.

Liczba zgonów Wydarzenie Lokalizacja Rok
2 500 000–3 700 000 1931 Chiny powodzie Chiny 1931
900 000–2 000 000 1887 Powódź Żółtej Rzeki Chiny 1887
500 000–700 000 1938 powódź Żółtej Rzeki Chiny 1938
231 000 Awaria zapory Banqiao , wynik tajfunu Nina . Około 86 000 osób zmarło z powodu powodzi, a kolejne 145 000 zmarło podczas kolejnej choroby. Chiny 1975
230 000 2004 tsunami na Oceanie Indyjskim Indonezja 2004
145 000 1935 powódź Jangcy Chiny 1935
100 000+ Powódź św. Feliksa , fala sztormowa Holandia 1530
100 000 Powódź w Hanoi i delcie Rzeki Czerwonej Wietnam Północny 1971
100 000 1911 powódź Jangcy Chiny 1911

Skutki wtórne i długoterminowe

Powódź po cyklonie Bangladeszu w 1991 roku , w której zginęło około 140 000 osób.
Powodzi w pobliżu Key West , Florida , Stany Zjednoczone od huraganu Wilma „s burzy fali w październiku 2005 r.
Powódź na ulicy Natal, Rio Grande do Norte , Brazylia w kwietniu 2013 r.
Drobne powodzie na parkingu przy ulicy Juniper w Atlancie w Wigilię Bożego Narodzenia w wyniku burzy spowodowanej zdarzeniem El Nino. Ten sam El Nino spowodował rekordowe wzloty w styczniu w Atlancie
Gwałtowne powodzie spowodowane ulewnym deszczem padającym w krótkim czasie.
Dziesiątki wiosek zostały zalane podczas deszczu popchnął rzek północno Bangladeszu nad bankami na początku października 2005. Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) na NASA „s Terra satelita uchwycił górny obraz z zalanych Ghaghat i Atrai Rivers w dniu 12 października, 2005. Głęboki błękit rzek rozpościera się na całej wsi na obrazie powodzi.

Częstym następstwem poważnych powodzi są trudności gospodarcze spowodowane przejściowym spadkiem turystyki, kosztami odbudowy lub niedoborem żywności prowadzącym do wzrostu cen. Oddziaływanie na poszkodowanych może spowodować szkody psychiczne poszkodowanych, w szczególności w przypadku śmierci, poważnych obrażeń i utraty mienia.

Powodzie miejskie mogą powodować chroniczne wilgotne domy, prowadząc do rozwoju pleśni w pomieszczeniach i powodując niekorzystne skutki zdrowotne, zwłaszcza objawy ze strony układu oddechowego. Powodzie miejskie mają również poważne konsekwencje gospodarcze dla dotkniętych nimi dzielnic. W Stanach Zjednoczonych eksperci branżowi szacują, że mokre piwnice mogą obniżyć wartość nieruchomości o 10–25 procent i są wymieniane wśród głównych powodów nie kupowania domu. Według amerykańskiej Federalnej Agencji Zarządzania Kryzysowego (FEMA) prawie 40 procent małych firm nigdy nie otwiera ponownie swoich drzwi po katastrofie powodziowej. W Stanach Zjednoczonych ubezpieczenie od szkód powodziowych w domach i firmach jest dostępne.

Powodzie mogą mieć również ogromną siłę niszczącą. Gdy woda płynie, ma zdolność burzenia wszelkiego rodzaju budynków i obiektów, takich jak mosty, konstrukcje, domy, drzewa, samochody… Na przykład w Bangladeszu w 2007 r. powódź była odpowiedzialna za zniszczenie więcej niż jednego milion domów. Co roku w Stanach Zjednoczonych powodzie powodują straty w wysokości ponad 7 miliardów dolarów. [1]

Korzyści

Powodzie (w szczególności częstsze lub mniejsze powodzie) mogą również przynieść wiele korzyści, takich jak uzupełnienie wód gruntowych , zwiększenie żyzności gleby i zwiększenie ilości składników odżywczych w niektórych glebach. Wody powodziowe zapewniają bardzo potrzebne zasoby wodne w regionach suchych i półsuchych , gdzie opady mogą być bardzo nierównomiernie rozłożone w ciągu roku i zabijają szkodniki na gruntach rolniczych. Powodzie słodkowodne odgrywają szczególnie ważną rolę w utrzymaniu ekosystemów w korytarzach rzecznych i są kluczowym czynnikiem w utrzymaniu bioróżnorodności terenów zalewowych . Powodzie mogą rozprzestrzeniać składniki odżywcze do jezior i rzek, co może prowadzić do zwiększenia biomasy i poprawy rybołówstwa na kilka lat.

W przypadku niektórych gatunków ryb zalane równiny zalewowe mogą stanowić bardzo odpowiednie miejsce do tarła z niewielką liczbą drapieżników i zwiększonym poziomem składników odżywczych lub pożywienia. Ryby, takie jak pogoda pogodowa , wykorzystują powodzie, aby dotrzeć do nowych siedlisk. Populacje ptaków mogą również skorzystać na zwiększeniu produkcji żywności spowodowanej powodziami.

Okresowe powodzie miały zasadnicze znaczenie dla dobrobytu starożytnych społeczności między innymi wzdłuż Tygrysu i Eufratu , Nilu , Indusu , Gangesu i Żółtej Rzeki . Opłacalność energii wodnej , odnawialnego źródła energii, jest również wyższa w regionach podatnych na powodzie.

Planowanie bezpieczeństwa powodziowego

Następstwa powodzi w Kolorado, 2013 r.
Ratunek powodziowy w Nangarharze w Afganistanie w 2010 r. w towarzystwie afgańskich sił powietrznych i doradców lotniczych USAF

W Stanach Zjednoczonych National Weather Service udziela porad „Zawróć, nie utoń” w przypadku powodzi; oznacza to, że zaleca, aby ludzie wydostali się z obszaru powodzi, zamiast próbować go przekroczyć. Na najbardziej podstawowym poziomie najlepszą obroną przed powodzią jest szukanie wyższego terenu dla zastosowań o wysokiej wartości, przy równoczesnym zrównoważeniu przewidywalnego ryzyka z korzyściami wynikającymi z zajmowania stref zagrożenia powodziowego. Obiekty o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa społeczności, takie jak szpitale, centra ratunkowe, policja, straż pożarna i służby ratownicze , powinny być budowane na obszarach najmniej zagrożonych powodzią. Konstrukcje, takie jak mosty, które nieuchronnie muszą znajdować się na obszarach zagrożonych powodzią, powinny być zaprojektowane tak, aby były odporne na zalanie. Obszary najbardziej zagrożone powodzią można wykorzystać do wartościowych celów, które można by tymczasowo porzucić, ponieważ ludzie wycofują się do bezpieczniejszych obszarów, gdy powódź jest nieuchronna.

Planowanie bezpieczeństwa przeciwpowodziowego obejmuje wiele aspektów analizy i inżynierii, w tym:

  • obserwacja dawnych i obecnych wysokości powodziowych oraz terenów zalewowych,
  • analizy modeli statystycznych, hydrologicznych i hydraulicznych,
  • mapowanie obszarów zalanych i wysokości powodziowych dla przyszłych scenariuszy powodziowych,
  • długoterminowe planowanie i regulacja zagospodarowania przestrzennego,
  • projektowanie inżynierskie i budowa konstrukcji do kontroli lub odporności na zalanie,
  • monitorowanie średnioterminowe, prognozowanie i planowanie reagowania kryzysowego oraz
  • krótkoterminowe operacje monitorowania, ostrzegania i reagowania.

Każdy temat przedstawia odrębne, ale powiązane pytania o różnym zakresie i skali w czasie, przestrzeni i zaangażowanych ludziach. Próby zrozumienia i zarządzania mechanizmami działającymi na terenach zalewowych były podejmowane od co najmniej sześciu tysiącleci.

W Stanach Zjednoczonych Stowarzyszenie Stanowych Menedżerów Obszarów Zalewowych działa na rzecz promowania edukacji, polityk i działań, które łagodzą obecne i przyszłe straty, koszty i ludzkie cierpienie spowodowane przez powodzie oraz chronią naturalne i korzystne funkcje równin zalewowych – a wszystko to bez powodowania negatywnych wpływy. Portfolio przykładów najlepszych praktyk w zakresie łagodzenia skutków katastrof w Stanach Zjednoczonych jest dostępne w Federalnej Agencji Zarządzania Kryzysowego.

Kontrola

W wielu krajach na całym świecie drogi wodne narażone na powodzie są często starannie zarządzane. Obronne, takie jak polder przeciwpowodziowy , wałów przeciwpowodziowych , zapór , zbiorników i jazów są stosowane, aby zapobiec przepełnieniu wodnych swoich banków. Gdy te zabezpieczenia zawodzą, często stosuje się środki awaryjne, takie jak worki z piaskiem lub przenośne nadmuchiwane rurki, aby powstrzymać powódź. Powodziom przybrzeżnym zajęto się w niektórych częściach Europy i obu Ameryk za pomocą umocnień brzegowych , takich jak mury morskie , zasilanie plaż i wyspy barierowe .

W strefie nadbrzeżnej w pobliżu rzek i strumieni można podjąć środki kontroli erozji , aby spróbować spowolnić lub odwrócić naturalne siły, które powodują, że wiele dróg wodnych meandruje przez długi czas. Kontrole powodziowe, takie jak tamy, mogą być budowane i utrzymywane przez dłuższy czas, aby spróbować ograniczyć występowanie i dotkliwość powodzi. W Stanach Zjednoczonych Korpus Inżynieryjny Armii Stanów Zjednoczonych utrzymuje sieć takich tam przeciwpowodziowych.

Na obszarach narażonych na powodzie miejskie jednym z rozwiązań jest naprawa i rozbudowa sztucznych systemów kanalizacyjnych i infrastruktury deszczowej. Inną strategią jest zmniejszenie nieprzepuszczalnych powierzchni na ulicach, parkingach i budynkach poprzez naturalne kanały odwadniające, porowatą nawierzchnię i tereny podmokłe (łącznie znane jako zielona infrastruktura lub zrównoważone miejskie systemy odwadniające (SUDS)). Obszary zidentyfikowane jako zagrożone powodzią można przekształcić w parki i place zabaw, które tolerują sporadyczne powodzie. Mogą zostać przyjęte rozporządzenia wymagające od deweloperów zatrzymywania wody deszczowej na miejscu oraz wymagania podniesienia budynków, zabezpieczenia ich wałami przeciwpowodziowymi i wałami lub zaprojektowania tak, aby wytrzymały tymczasowe zalanie. Właściciele nieruchomości mogą również samodzielnie zainwestować w rozwiązania, takie jak zagospodarowanie terenu w celu odprowadzenia wody z budynku oraz zainstalowanie beczek na deszczówkę , pomp ściekowych i zaworów zwrotnych .

Na niektórych obszarach obecność niektórych gatunków (takich jak bobry ) może być korzystna ze względu na ochronę przeciwpowodziową. Bobry budują i utrzymują tamy bobrowe, które zmniejszą wysokość fal powodziowych płynących w dół rzeki (w okresach ulewnych deszczów) oraz zmniejszą lub wyeliminują uszkodzenia konstrukcji ludzkich, kosztem niewielkich powodzi w pobliżu zapór (często na terenach rolniczych) . Poza tym zwiększają populację dzikich zwierząt i filtrują zanieczyszczenia (obornik, nawozy, gnojowica). Rebecca Pow, brytyjska minister środowiska, stwierdziła, że ​​w przyszłości bobry będą uważane za „dobro publiczne”, a właściciele ziemscy otrzymają wynagrodzenie za posiadanie ich na swojej ziemi.

Analiza informacji o powodzi

Szereg rocznych maksymalnych przepływów w zasięgu strumienia może być analizowany statystycznie w celu oszacowania 100-letniej powodzi i powodzi o innych przedziałach nawrotów tam. Podobne szacunki z wielu miejsc w hydrologicznie podobnym regionie mogą być powiązane z mierzalnymi cechami każdego zlewni, aby umożliwić pośrednie oszacowanie przedziałów nawrotów powodzi dla zasięgów cieków bez wystarczających danych do bezpośredniej analizy.

Modele procesów fizycznych zasięgu kanału są ogólnie dobrze zrozumiane i obliczają głębokość i obszar zalewania dla danych warunków kanału i określonego natężenia przepływu, na przykład do zastosowania w mapowaniu terenów zalewowych i ubezpieczeniach przeciwpowodziowych . Odwrotnie, biorąc pod uwagę obserwowany obszar zalewowy niedawnej powodzi i warunki w kanale, model może obliczyć natężenie przepływu. Stosowany do różnych potencjalnych konfiguracji kanałów i natężenia przepływu, model zasięgu może przyczynić się do wyboru optymalnego projektu dla zmodyfikowanego kanału. Od 2015 roku dostępne są różne modele zasięgu, albo modele 1D (poziomy powodzi mierzone w kanale ) lub modele 2D (zmienne głębokości powodzi mierzone na obszarze zalewowym). HEC-RAS , model Centrum Inżynierii Hydraulicznej, jest jednym z najpopularniejszych programów , choćby dlatego, że jest dostępny bezpłatnie. Inne modele, takie jak TUFLOW, łączą komponenty 1D i 2D w celu wyznaczenia głębokości powodziowych w obu kanałach rzecznych i całej równinie zalewowej.

Fizyczne modele procesów kompletnych zlewni są jeszcze bardziej złożone. Chociaż wiele procesów jest dobrze poznanych w danym punkcie lub na małym obszarze, inne są słabo poznane we wszystkich skalach, a interakcje między procesami w normalnych lub ekstremalnych warunkach klimatycznych mogą być nieznane. Modele dorzecza zazwyczaj łączą elementy procesu powierzchni lądu (w celu oszacowania ilości opadów deszczu lub roztopów śniegu docierających do kanału) z serią modeli zasięgu. Na przykład model zlewni może obliczyć hydrogram spływu, który może wynikać z 100-letniej burzy, chociaż okres powtarzania się burzy rzadko jest równy okresowi towarzyszącej powodzi. Modele dorzecza są powszechnie stosowane w prognozowaniu i ostrzeganiu przed powodziami, a także w analizie skutków zmiany użytkowania gruntów i zmian klimatycznych .

Prognozowanie powodzi

Przewidywanie powodzi przed ich wystąpieniem pozwala na podjęcie środków ostrożności i ostrzeganie ludzi, aby mogli wcześniej przygotować się na warunki powodziowe. Na przykład rolnicy mogą usuwać zwierzęta z nisko położonych obszarów, a usługi komunalne mogą w razie potrzeby wprowadzić przepisy awaryjne w celu zmiany trasy usług. Służby ratunkowe mogą również przygotować z wyprzedzeniem odpowiednie zasoby, aby móc reagować na pojawiające się sytuacje awaryjne. Ludzie mogą ewakuować obszary, które mają zostać zalane.

Aby przygotować najdokładniejsze prognozy powodzi dla dróg wodnych , najlepiej jest dysponować długimi szeregami czasowymi danych historycznych, które wiążą przepływy strumieni ze zmierzonymi zdarzeniami opadowymi w przeszłości. Połączenie tych historycznych informacji z wiedzą w czasie rzeczywistym na temat pojemności wolumetrycznej zlewni, takiej jak wolne moce w zbiornikach, poziom wód gruntowych i stopień nasycenia obszarów wodonośnych, jest również potrzebne do opracowania najdokładniejszych prognoz powodzi.

Oszacowania radarowe opadów i ogólne techniki prognozowania pogody są również ważnymi składnikami dobrego prognozowania powodzi. Na obszarach, gdzie dostępne są dane dobrej jakości, intensywność i wysokość powodzi można przewidzieć z dość dobrą dokładnością i długim czasem realizacji. Wynikiem prognozy powodzi jest zazwyczaj maksymalny oczekiwany poziom wody i prawdopodobny czas jej przybycia do kluczowych lokalizacji wzdłuż drogi wodnej, a także może pozwolić na obliczenie prawdopodobnego statystycznego okresu powrotu powodzi. W wielu krajach rozwiniętych obszary miejskie zagrożone powodzią są chronione przed powodzią 100-letnią – czyli powodzią, której prawdopodobieństwo wystąpienia w dowolnym okresie 100-letnim wynosi około 63%.

Według amerykańskiego National Weather Service (NWS) Northeast River Forecast Center (RFC) w Taunton w stanie Massachusetts, praktyczną zasadą prognozowania powodzi na obszarach miejskich jest to, że w ciągu około godziny potrzeba co najmniej 25 mm opadów deszczu. czas w celu rozpoczęcia znacznego zatapiania wody na nieprzepuszczalnych powierzchniach . Wiele NWS RFC rutynowo wydaje wytyczne dotyczące powodzi błyskawicznych i wytyczne dotyczące wody wodociągowej , które wskazują ogólną ilość opadów, które musiałyby spaść w krótkim czasie, aby spowodować gwałtowne powodzie lub zalania w większych zbiornikach wodnych .

W Stanach Zjednoczonych zintegrowane podejście do komputerowego modelowania hydrologicznego w czasie rzeczywistym wykorzystuje obserwowane dane z US Geological Survey (USGS), różne kooperatywne sieci obserwacyjne , różne automatyczne czujniki pogodowe , Narodowe Operacyjne Hydrologiczne Centrum Teledetekcji NOAA (NOHRSC), różne przedsiębiorstwa hydroelektryczne itp. w połączeniu z ilościowymi prognozami opadów (QPF) przewidywanych opadów deszczu i/lub topnienia śniegu w celu wygenerowania dziennych lub potrzebnych prognoz hydrologicznych. NWS współpracuje również z Environment Canada w zakresie prognoz hydrologicznych, które dotyczą zarówno USA, jak i Kanady, np. w rejonie toru wodnego Świętego Wawrzyńca .

Globalny system monitorowania powodzi, „GFMS”, narzędzie komputerowe, które mapuje warunki powodziowe na całym świecie, jest dostępny online . Użytkownicy na całym świecie mogą korzystać z GFMS, aby określić, kiedy na ich obszarze mogą wystąpić powodzie. GFMS wykorzystuje dane o opadach z satelitów obserwujących Ziemię NASA i satelity Global Precipitation Measurement , "GPM". Dane o opadach z GPM są połączone z modelem powierzchni ziemi, który obejmuje pokrycie roślinnością, typ gleby i ukształtowanie terenu, aby określić, ile wody wsiąka w ziemię i ile wody wpływa do strumienia .

Użytkownicy mogą przeglądać statystyki opadów deszczu, przepływu strumienia, głębokości wody i powodzi co 3 godziny w każdym 12-kilometrowym punkcie siatki na mapie globalnej. Prognozy dla tych parametrów to 5 dni w przyszłość. Użytkownicy mogą powiększyć widok, aby zobaczyć mapy zalewów (obszary, które według szacunków są pokryte wodą) w rozdzielczości 1 kilometra.

Społeczeństwo i kultura

Mity i religia

Mity powodziowe (wielkie, niszczące cywilizację powodzie) są szeroko rozpowszechnione w wielu kulturach.

Wydarzenia potopowe w postaci boskiej zemsty zostały również opisane w tekstach religijnych. Jako doskonały przykład, narracja o powodzi z Księgi Rodzaju odgrywa znaczącą rolę w judaizmie , chrześcijaństwie i islamie .

Etymologia

Słowo „flood” pochodzi od staroangielskiego słowa „ flod” , które jest wspólne dla języków germańskich (porównaj niemiecki Flut , holenderski vloed od tego samego rdzenia, co w flow, float ; porównaj także z łacińskim fluctus , flumen ).

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki