Περιεχόμενο
Ο ορισμός των πλημμυρών της Εθνικής Μετεωρολογικής Υπηρεσίας αναφέρει ότι "η πλημμύρα είναι μια υπερχείλιση του νερού πάνω σε γη που είναι συνήθως ξηρό". Οι πλημμύρες συμβαίνουν όταν η βροχή πέσει πιο γρήγορα από ό, τι μπορεί να απορροφήσει το έδαφος ή φυσικά κανάλια μπορούν να μεταφέρουν νερό μακριά.
Τύποι συμβάντων πλημμύρας
Flash Floods
Η κύρια αιτία των θανάτων που σχετίζονται με τις καιρικές συνθήκες στις Ηνωμένες Πολιτείες, οι πλημμυρισμένες πλημμύρες συμβαίνουν εντός έξι ωρών από το γεγονός της βροχής. Οι περισσότερες από τις πλημμύρες που οφείλονται σε φλόγες οφείλονται σε έντονες βροχοπτώσεις από αργές καταιγίδες, επαναλαμβανόμενες καταιγίδες ή τις έντονες βροχοπτώσεις τυφώνων ή τροπικών καταιγίδων.
Πλημμύρες ποταμών
Οι εποχιακές βροχοπτώσεις, οι χιονοστιβάδες ή οι καθυστερημένες καταιγίδες μπορεί να οδηγήσουν σε πλημμύρες των ποταμών. Οι πλημμύρες των ποταμών συμβαίνουν ως μέρος του φυσικού εποχιακού κύκλου και μπορεί να διαρκέσουν μία εβδομάδα ή περισσότερο.
Παράκτιες πλημμύρες
Οι πλημμύρες κατά μήκος των ακτών συμβαίνουν όταν οι καταιγίδες ή οι άνεμοι ωθούν τον ωκεανό μακρύτερα από τις κανονικές παλίρροιες. Τα ακραία συστήματα χαμηλής πίεσης και οι έντονοι άνεμοι στην ξηρά, ιδιαίτερα από τους τυφώνες και τις τροπικές καταιγίδες, προκαλούν παράκτιες πλημμύρες. Τα σεισμικά κύματα, γνωστά ως τσουνάμι ή παλιρροιακά κύματα, που προκλήθηκαν από υποθαλάσσιους σεισμούς ή ηφαιστειακές εκρήξεις προκαλούν επίσης παράκτιες πλημμύρες.
Αστικές πλημμύρες
Καθώς οι αστικές περιοχές μεγαλώνουν, το ίδιο συμβαίνει και με την απειλή πλημμύρας. Τα πεζοδρόμια και τα κτίρια αποτρέπουν τη διείσδυση και αυξάνουν την απορροή. Οι δρόμοι μπορεί να λειτουργούν σε ποτάμια και χαμηλές περιοχές όπως οι υπόγειες διαβάσεις και τα υπόγεια μπορεί να γεμίσουν με νερό.
Φράγματα Παγετώνων και Εμπλοκές Εγγράφων
Μερικές φορές ο πάγος ή άλλα φυσικά υλικά όπως τα δέντρα και οι θάμνοι εμποδίζουν προσωρινά την απορροή. Όταν τα υλικά αυτά συγκρατούν την απορροή, το νερό δημιουργεί πίεση, συμπεριφέροντας σαν φλόγα όταν το προσωρινό φράγμα σπάσει ξαφνικά.
Άλλα γεγονότα πλημμύρας
Μπορεί να συμβούν σοβαρές πλημμύρες όταν θραύονται τα φράγματα ή τα φράγματα ή όταν πρέπει να απελευθερωθεί νερό από τα περιβλήματα για να ανακουφίσει την πίεση. Η τήξη του χιονιού από τη μετακίνηση μάγματος μπορεί επίσης να προκαλέσει ξαφνικά γεγονότα πλημμύρας, όπως με την έκρηξη του Mt. Αγία Ελένη.
Ιδέες σχεδιασμού έργων πλημμύρας
Δύο βασικοί παράγοντες για τις πλημμύρες είναι η βροχόπτωση και η ένταση βροχής, με επιρροές από την τοπογραφία, τις συνθήκες του εδάφους και την κάλυψη εδάφους. Κάθε ένας από αυτούς τους παράγοντες υποδηλώνει πιθανά έργα. Γενικά, ένα έργο σχετικά με τις αιτίες πλημμύρας ή τα αποτελέσματα θα χρησιμοποιήσει μοντέλα.
Η τοπογραφία επηρεάζει το ρυθμό ροής του νερού. Συγκρίνετε την ταχύτητα ροής με βάση τη γωνία κλίσης. Κατασκευάστε ή δημιουργήστε έναν αγωγό για το νερό. Υπολογίστε την ταχύτητα ροής του νερού με τη χρήση ταχύτητας που ισούται με την απόσταση που διαιρείται με το χρόνο. Επαναφέρετε τον αγωγό σε μια πιο απότομη γωνία και υπολογίστε ξανά την ταχύτητα. Συγκρίνετε τις ταχύτητες. Πιθανή ερώτηση: Διπλασιάζει τη γωνία κλίσης και διπλασιάζει την ταχύτητα του νερού;
Εξετάστε πώς το πλάτος ενός καναλιού ροής επηρεάζει την ταχύτητα του νερού. Χρησιμοποιήστε δύο διαφορετικά πλάτη αγωγού. Μετρήστε τις ταχύτητες και συγκρίνετε.
Αξιολογήστε πώς αλλάζει το βάθος του νερού καθώς στενεύει το κανάλι. Οι πλημμύρες με φλας μπορούν να οδηγήσουν σε ένα τοίχο νερού 30 πόδια ψηλά σε ένα στενό φαράγγι. Δημιουργήστε ή κατασκευάστε ένα στενό αγωγό και έναν ευρύ αγωγό. Η ποσότητα του νερού που ρέει πρέπει να είναι η ίδια και για τους δύο αγωγούς. Μετρήστε το ύψος της γραμμής νερού σε κάθε περίπτωση. Εναλλακτικά, δημιουργήστε έναν αγωγό που σταδιακά αλλάζει από ευρεία και ρηχή έως στενή και βαθιά. Σημειώστε τη γραμμή νερού. Επεκτείνετε το έργο συγκρίνοντας την ταχύτητα του νερού στο ευρύ τμήμα με την ταχύτητα στο στενό τμήμα.
Σχεδόν οι μισοί θάνατοι που σχετίζονται με πλημμύρες συμβαίνουν σε αυτοκίνητα. Υπολογίστε τη δύναμη που απαιτείται για να μετακινήσετε ένα μέσο αυτοκίνητο. Πόσο βαθιά πρέπει να είναι το νερό για να μετακινήσετε ένα αυτοκίνητο;
Ορισμένες πλημμύρες προκύπτουν από το σπάσιμο των φραγμάτων πάγου, των λόφων ή των φραγμάτων. Στην πραγματικότητα, ένα από τα χειρότερα σπασίματα φράγματος στην αμερικανική ιστορία ήταν η πλημμύρα του Mayst, 1889, Johnstown. Ερευνήστε και σχεδιάστε ένα φράγμα. Κατασκευάστε ένα μοντέλο του φράγματος σε έναν αγωγό. Προσδιορίστε τη δύναμη που απαιτείται για να σπάσει το φράγμα. Αξιολόγηση και επανασχεδιασμός για βελτίωση. Εναλλακτικά, σχεδιάστε μια γέφυρα για να ελαχιστοποιήσετε τις μαρμελάδες. Αξιολογήστε την πίεση σε μια γέφυρα λόγω των συντριμμιών ή των εμπλοκών πάγου.
Τι μοιάζουν με ιζήματα από μια πλημμύρα; Δημιουργήστε ή δημιουργήστε δύο κανάλια. Τοποθετήστε ένα αλεξίπτωτο σε μια ρηχή γωνία και το άλλο σε μια απότομη γωνία (γενικά, οι πιο απότομες φυσικές κλίσεις κυμαίνονται μεταξύ 45 και 60 μοιρών). Γεμίστε και τους δύο σωληνίσκους με ίσες ποσότητες αργόσουλας, άμμου και βράχων που είναι διατεταγμένες όσο το δυνατόν περισσότερο. Τοποθετήστε ένα σαφές πλαστικό κουτί στο κάτω μέρος κάθε αγωγού. Αφήστε το νερό να ρεύσει κάτω από κάθε αγωγό για να μεταφέρει το λάσπη, την άμμο και τα πετρώματα μέσα στα πλαστικά κουτιά. Συγκρίνετε τις τελικές ρυθμίσεις των ιζημάτων. Εναλλακτικά, αφήστε το νερό και τα ιζήματα να ρέουν έξω. Μετρήστε και συγκρίνετε πόσο μακριά το νερό μεταφέρει τα ιζήματα.
Ο τύπος του εδάφους επηρεάζει το ρυθμό διείσδυσης της βροχής. Χρησιμοποιώντας ρηχά πλαστικά κιβώτια, γεμίστε το με ένα λάσπη, ένα με άμμο και ένα με βότσαλα, γεμίζοντας στην κορυφή του πλαστικού κουτιού. Μπορείτε να επεκτείνετε την ιδέα χρησιμοποιώντας δύο διαφορετικά πλαίσια για κάθε τύπο χώματος, αφήνοντας τα ιζήματα χαλαρά σε ένα κιβώτιο και τοποθετώντας τα ιζήματα σφιχτά στο άλλο. Τοποθετήστε κάθε πλαστικό κουτί σε ένα μεγαλύτερο κιβώτιο για να τραβήξετε την απορροή. Χρησιμοποιήστε ένα σύστημα ψεκαστήρα για να "βροχή" στα κιβώτια. Μετρήστε και συγκρίνετε την ποσότητα νερού που καταβυθίζεται στα ιζήματα και μετρήστε την ποσότητα νερού που τρέχει. Μπορεί επίσης να θέλετε να επαναφέρετε τα πλαίσια και να αυξήσετε το ρυθμό βροχόπτωσης.
Η κάλυψη των φυτών επηρεάζει την απορροή των βροχοπτώσεων. Χρησιμοποιήστε δύο διαφανή πλαστικά δοχεία. Γεμίστε και τα δύο με χώμα. Σπόρους χόρτου φυτών σε ένα δοχείο. Μόλις δημιουργηθεί χόρτα, χρησιμοποιήστε ένα καταιωνιστή για να βρέξει και στα δύο δοχεία. Καταγράψτε και μετρήστε την ποσότητα απορροής. Εναλλακτικά, χρησιμοποιήστε οδοντογλυφίδες για να προσομοιώσετε τα φυτά σε ένα δοχείο. Μετρήστε τις ποσότητες νερού που διεισδύει και το οποίο τρέχει.
Εκπαιδεύστε το κοινό με ένα σχέδιο έκτακτης ανάγκης πλημμύρας. Ερευνήστε τις ζώνες πλημμύρας στην περιοχή. Δημιουργήστε μια εκστρατεία ενημέρωσης του κοινού. Μοιραστείτε λίστες ελέγχου ετοιμότητας έκτακτης ανάγκης Γράψτε ένα άρθρο για το τοπικό χαρτί ή το ενημερωτικό δελτίο. Εργαστείτε με τις τοπικές αρχές για να δημιουργήσετε και να τοποθετήσετε σήματα διαδρομής έκτακτης ανάγκης από περιοχές πλημμύρας.
Έργα Επιστημών του Πολίτη
Τα ηλεκτρονικά σχέδια για την επιστήμη των πολιτών επιτρέπουν στα άτομα να συλλέγουν και να προσθέτουν δεδομένα σε επιστημονικές μελέτες. Το SciStarter και το Citizen Science Alliance (βλ. Πόροι) είναι δύο ηλεκτρονικές τοποθεσίες που αναζητούν δημόσια στοιχεία.