Наводнение - Flood

Для использования в других целях см. Наводнение (значения).

Наводнение на улице
Современная картина наводнения, обрушившегося на Северное море побережье Германия и Дания в октябре 1634 г.
Люди ищут убежища от наводнения в Джава Тенгах, Ява. ок. 1865–1876 гг.
Вид на затопленный Новый Орлеан после ураган Катрина
«Обычное» затопление Венеция, Италия.
Затопление ручья из-за сильного муссонный дождь и прилив Дарвин, Северная территория, Австралия.
Джидда Наводнение, охватывающее улицу Короля Абдаллы в Саудовская Аравия.
Наводнение рядом Ки-Уэст, Флорида, Соединенные Штаты из Ураган Вильма с штормовая волна в октябре 2005 г.
Наводнение на улице Натал, Риу-Гранди-ду-Норти, Бразилия в апреле 2013 г.
Незначительное наводнение на стоянке у Джунипер-стрит Атланта в канун Рождества из-за грозы, вызванной событием Эль-Ниньо. То же самое Эль-Ниньо вызвало рекордные январские максимумы в Атланте.
Флэш-флуд вызвано сильным дождем, выпавшим за короткий промежуток времени.
Десятки деревень были затоплены дождем, когда реки северо-западного Бангладеш над своими банками в начале октября 2005 г. Спектрорадиометр среднего разрешения (MODIS) на НАСА с Terra спутник сделал верхний снимок затопленного Гхагхата и Атрай Риверс 12 октября 2005 г. Глубокая синева рек покрывает сельскую местность на изображении наводнения.

А наводнение это перелив воды, который затопляет землю, обычно сухую.[1] В смысле «текущая вода» это слово также может применяться к притоку прилив. Наводнения - это область изучения дисциплины гидрология и вызывают серьезную озабоченность в сельское хозяйство, гражданское строительство и здравоохранение. Человеческие изменения в окружающей среде часто увеличивают интенсивность и частоту наводнений, например, изменения в землепользовании, такие как вырубка леса и удаление заболоченных земель, изменения курса водного пути, например, с дамбы, и более крупные экологические проблемы, такие как изменение климата и повышение уровня моря.

Наводнения считаются вторым после лесных пожаров самым распространенным стихийным бедствием на Земле.

Наводнение может произойти как перелив воды из водоемов, например река, озеро, или океан, в котором вода выходит за пределы или разбивается дамбы, в результате чего часть этой воды выходит за его обычные границы,[2] или это может произойти из-за скопления дождевой воды на насыщенной почве в результате наводнения. Хотя размер озера или другого водоема будет меняться в зависимости от сезонных изменений осадки и таяние снега, эти изменения в размере вряд ли будут считаться значительными, если они не затоплены. свойство или же тонуть домашние животные.

Наводнения также могут возникать в реках, когда скорость потока превышает пропускную способность русло реки, особенно на поворотах или извилины в водный путь. Наводнения часто наносят ущерб домам и предприятиям, если они находятся в естественных поймах рек. Хотя ущерб, нанесенный речным паводком, можно устранить, удалившись от рек и других водоемов, люди традиционно жили и работали у рек, потому что земля обычно плоская и плодородный и потому, что реки обеспечивают легкий доступ к торговле и промышленности.

Этимология

Слово «наводнение» происходит от Древнеанглийский плыть, слово общее для Германские языки (сравнивать Немецкий Flut, нидерландский язык vloed из того же корня, что и в поток, плавать; также сравните с латинский флюктус, Flumen).

Основные типы

Ареал

Весной паводки весьма типичны в Остроботния, ровный участок в Финляндия. Затопленный дом в Ильмайоки, Южная Остроботния.

Наводнения могут происходить на равнинных или низменных участках, когда вода поступает в результате дождя или таяния снега быстрее, чем это может быть проникнуть или же убегать. Излишки накапливаются на месте, иногда на опасной глубине. Поверхность почва может стать насыщенным, что эффективно останавливает инфильтрацию там, где уровень грунтовых вод неглубокий, такой как пойма, или от сильного дождя из одного или серия штормов. Проникновение через мерзлую землю, скалы, конкретный, мощение или крыши. Затопление площадей начинается на плоских участках, таких как поймы и в локальных котловинах, не связанных с руслом ручья, потому что скорость сухопутный поток зависит от уклона поверхности. Эндорейские бассейны может наблюдаться затопление территории в периоды, когда количество осадков превышает испарение.[3]

Riverine (канал)

Наводнения происходят во всех типах река и транслировать каналы, от самых маленьких эфемерные потоки во влажных зонах до нормально-сухие каналы в засушливом климате к самый большой в мире реки. Когда на пахотных полях возникает наземный сток, это может привести к грязное наводнение куда отложения находятся подобраны побегом и перевозится как взвешенное вещество или нагрузка на кровать. Локальное наводнение может быть вызвано или усугублено препятствиями для дренажа, такими как оползни, лед, обломки, или же бобр плотины.

Медленно поднимающиеся паводки чаще всего возникают на крупных реках с большими водосборные территории. Увеличение стока может быть результатом продолжительных дождей, быстрого таяния снега, муссоны, или же тропические циклоны. Однако на крупных реках могут происходить быстрые наводнения в районах с сухим климатом, поскольку они могут иметь большие бассейны, но русла малых рек и осадки могут быть очень интенсивными в меньших районах этих бассейнов.

Быстрые наводнения, в том числе паводки, чаще встречаются на небольших реках, реках с крутыми долинами, реках, которые на протяжении большей части своей длины текут по непроницаемой местности, или обычно сухих руслах. Причина может быть локализована конвективные осадки (интенсивный грозы ) или внезапный выброс из водохранилища выше по течению, созданного за плотина, оползень, или ледник. В одном случае в воскресенье днем ​​в результате внезапного наводнения погибли восемь человек, наслаждающихся водой у популярного водопада в узком каньоне. Без каких-либо наблюдаемых осадков скорость потока увеличилась примерно с 50 до 1500 кубических футов в секунду (с 1,4 до 42 м3/ с) всего за одну минуту.[4] Два больших наводнения произошли на том же месте за неделю, но в те дни у водопада никого не было. Смертоносное наводнение произошло в результате грозы над частью водосборного бассейна, где часто встречаются крутые голые скалы и тонкая почва уже пропиталась водой.

Внезапные паводки являются наиболее распространенным типом наводнений в обычно сухих руслах в засушливых зонах, известных как Arroyos на юго-западе США и многие другие имена в других местах. В этом случае первая прибывшая паводковая вода истощается по мере увлажнения песчаного русла ручья. Таким образом, передняя кромка паводка продвигается медленнее, чем более поздние и более высокие потоки. В результате восходящая конечность гидрограф становится все быстрее по мере того, как наводнение движется вниз по течению, пока скорость потока не станет настолько большой, что истощение из-за увлажнения почвы станет незначительным.

Устье и прибрежные

Наводнение в эстуарии обычно вызывается комбинацией штормовых нагонов, вызванных ветры и низкий барометрическое давление и большие волны, встречающиеся с высокими речными потоками вверх по течению.

Прибрежные районы могут быть затоплены штормовыми нагонами в сочетании с высокими приливами и сильными волнами на море, что приведет к тому, что волны будут преодолевать защиту от наводнений или, в тяжелых случаях, цунами или тропические циклоны. А штормовая волна, либо из тропический циклон или внетропический циклон, попадает в эту категорию. Исследование NHC (Национальный центр ураганов) объясняет: «Штормовой нагон - это дополнительный подъем воды, вызванный штормом, сверх прогнозируемых астрономических приливов. Штормовая волна не следует путать со штормовым приливом, который определяется как повышение уровня воды из-за сочетания штормового нагона и астрономического прилива. Это повышение уровня воды может вызвать сильное наводнение в прибрежных районах, особенно когда штормовой нагон совпадает с весенним приливом, в результате чего штормовые приливы достигают в некоторых случаях 20 футов и более ».[5]

Городское наводнение

Наводнение на Уотер-стрит в Толедо, штат Огайо, 1881 год.

Городское наводнение - это затопление земли или собственности в застроенная среда, особенно в более густонаселенных районах, вызванных осадками, превышающими пропускную способность дренажных систем, таких как ливневая канализация. Хотя иногда это может быть вызвано такими событиями, как внезапное наводнение или таяние снега городское наводнение - это состояние, характеризующееся его повторяющимся и системным воздействием на общины, которое может происходить независимо от того, находятся ли затронутые общины в пределах обозначенных пойм или около любого водоема.[6] Помимо потенциального разлива рек и озер, таяния снегов, ливневая вода или вода, выпущенная из поврежденного водопровод могут накапливаться на территории и в общественных местах, просачиваться через стены и полы зданий или дублироваться в здания через канализационные трубы, туалеты и раковины.

В городских районах последствия наводнения могут усугубляться существующими мощеными улицами и дорогами, которые увеличивают скорость текущей воды. Непроницаемые поверхности предотвращать попадание дождевых осадков в землю, тем самым вызывая повышенный поверхностный сток, который может превышать местную дренажную способность.[7]

Паводковые потоки в урбанизированных районах представляют опасность как для населения, так и для инфраструктуры. Некоторые недавние катастрофы включают наводнения Ним (Франция) в 1998 г. и Vaison-la-Romaine (Франция) в 1992 г., затопление Жители Нового Орлеана (США) в 2005 г., и наводнение в г. Rockhampton, Bundaberg, Брисбен летом 2010–2011 гг. Квинсленд (Австралия). Потоки наводнений в городской среде стали изучаться относительно недавно, несмотря на многовековые наводнения.[8] В некоторых недавних исследованиях рассматривались критерии безопасной эвакуации людей из затопленных территорий.[9]

Катастрофический

Катастрофическое затопление реки обычно связано с серьезными сбоями инфраструктуры, такими как обрушение плотины, но они также могут быть вызваны модификацией дренажного канала из оползень, землетрясение или же извержение вулкана. Примеры включают прорывные наводнения и лахары. Цунами может вызвать катастрофические прибрежное наводнение, чаще всего в результате подводных землетрясений.

Причины

Наводнение из-за Циклон Худхуд в Вишакхапатнам

Факторы подъема

Количество, местоположение и время поступления воды в дренажный канал от естественных осадков и контролируемых или неконтролируемых попусков из водохранилища определяют поток в местах ниже по течению. Некоторые осадки испаряются, некоторые медленно просачиваются через почву, некоторые могут временно удерживаться в виде снега или льда, а некоторые могут производить быстрый сток с поверхностей, включая камни, тротуар, крыши, а также насыщенный или мерзлый грунт. Доля выпадающих осадков, быстро достигающих дренажного канала, составляет от нуля для легкого дождя на сухой ровной поверхности до 170 процентов для теплого дождя на скопившемся снегу.[10]

Большинство записей об осадках основаны на измеренной глубине воды, полученной за фиксированный интервал времени. Частота Представляющее интерес пороговое значение количества осадков может быть определено из количества измерений, превышающих это пороговое значение в течение общего периода времени, для которого доступны наблюдения. Отдельные точки данных преобразуются в интенсивность путем деления каждой измеренной глубины на период времени между наблюдениями. Эта интенсивность будет меньше фактической пиковой интенсивности, если продолжительность выпадения дождя было меньше фиксированного интервала времени, для которого сообщаются измерения. Явления конвективных осадков (грозы), как правило, приводят к более коротким штормам, чем орографические осадки. Продолжительность, интенсивность и частота дождевых осадков важны для прогнозирования наводнений. Кратковременные осадки более значительны для наводнений в небольших водосборных бассейнах.[11]

Наиболее важным фактором подъема по склону при определении величины наводнения является земельная площадь водораздела выше по течению от интересующей территории. Интенсивность дождя является вторым по важности фактором для водосборов площадью менее 30 квадратных миль или 80 квадратных километров. Уклон основного русла - второй по важности фактор для больших водосборов. Уклон русла и интенсивность дождя становятся третьими по важности факторами для малых и больших водосборов соответственно.[12]

Время концентрации - время, необходимое для того, чтобы сток из наиболее удаленной точки водосборной зоны выше по течению достиг точки дренажного канала, контролирующего затопление интересующей территории. Время концентрации определяет критическую продолжительность пикового количества осадков для интересующей области.[13] Критическая продолжительность интенсивных дождей может составлять всего несколько минут для дренажных конструкций крыш и автостоянок, в то время как совокупное количество осадков за несколько дней будет критическим для речных бассейнов.

Факторы спада

Вода, текущая вниз по склону, в конечном итоге встречает условия ниже по течению, замедляющие движение. Последним ограничением прибрежных затопляемых земель часто является океан или несколько прибрежных полос затопления, которые образуют естественные озера. При затоплении низменностей изменения высот, такие как приливные колебания, являются важными детерминантами прибрежных и эстуарных наводнений. Менее предсказуемые события, такие как цунами и штормовые нагоны, также могут вызывать перепады высот в больших водоемах. Высота проточной воды определяется геометрией проточного канала и особенно глубиной русла, скоростью потока и количеством отложений в нем.[12] Ограничения канала потока, такие как мосты и каньоны, как правило, контролируют высоту воды выше ограничения. Фактическая контрольная точка для любого заданного участка дренажа может изменяться с изменением высоты воды, поэтому более близкая точка может контролировать более низкие уровни воды, пока более удаленная точка не контролирует более высокие уровни воды.

Эффективная геометрия паводкового канала может быть изменена из-за роста растительности, накопления льда или мусора или строительства мостов, зданий или дамб в паводковом русле.

Совпадение

Экстремальные паводки часто возникают в результате совпадений, таких как необычно интенсивные теплые ливни, тающие сильные снежные покровы, создание препятствий для каналов плавучим льдом и выпуск небольших водохранилищ, таких как бобр плотины.[14] Совпадающие события могут привести к тому, что обширные наводнения будут происходить чаще, чем ожидалось. упрощенные модели статистического прогнозирования с учетом только стока атмосферных осадков, протекающего по беспрепятственным дренажным каналам.[15] Изменение геометрии канала обломками является обычным явлением, когда сильные потоки перемещают вырванную с корнем древесную растительность и поврежденные наводнением конструкции и транспортные средства, включая лодки и Железнодорожный оборудование. Недавние полевые измерения во время Наводнения в Квинсленде 2010-11 гг. показали, что ни один критерий, основанный исключительно на скорости потока, глубине воды или удельном импульсе, не может учитывать опасности, вызванные колебаниями скорости и глубины воды.[8] Эти соображения далее игнорируют риски, связанные с большим мусором, увлекаемым движением потока.[9]

Некоторые исследователи упоминали эффект хранения в городских районах с транспортными коридорами, созданными вырезать и заполнить. Извлеченные насыпи могут быть преобразованы в водохранилища, если водопропускные трубы засоряются обломками, и потоки могут быть отклонены по улицам. В нескольких исследованиях изучались модели потоков и их перераспределение на улицах во время штормов, а также их влияние на моделирование наводнений.[16]

Последствия

Первичные эффекты

Основные последствия наводнения включают: потеря жизни и повреждение зданий и других сооружений, включая мосты, канализация системы, дороги и каналы.

Наводнения также часто наносят ущерб передача энергии и иногда выработка энергии, который затем имеет побочные эффекты вызвано потерей мощности. Это включает в себя потерю алкоголя очистка воды и водоснабжение, что может привести к потере питьевой воды или серьезному загрязнению воды. Это также может вызвать выход из строя канализационных очистных сооружений. Отсутствие чистой воды в сочетании с человеческие сточные воды в паводковых водах повышается риск передаваемые через воду заболевания, который может включать брюшной тиф, лямблии, криптоспоридиум, холера и многие другие болезни в зависимости от места наводнения.

"Это произошло в 2000 году, когда сотни людей в Мозамбике бежали в лагеря беженцев после Река Лимпопо затопили их дома. Вскоре они заболели и умерли от холеры, которая распространяется в антисанитарных условиях, и от малярии, распространяемой комарами, которые размножались на набухших берегах реки ". [17]

Повреждение дорог и транспортной инфраструктуры может затруднить мобилизацию помощи пострадавшим или оказание неотложной медицинской помощи.

Наводнение после 1991 Бангладеш циклон, в результате которого погибло около 140 000 человек.

Паводковые воды, как правило, затопляют сельскохозяйственные угодья, делая землю непригодной для обработки и препятствуя посадке или уборке урожая, что может привести к нехватке продуктов питания как для людей, так и для сельскохозяйственных животных. Весь урожай для страны может быть потерян в условиях экстремального наводнения. Некоторые виды деревьев могут не выдержать длительного затопления корневой системы.[18]

Вторичные и отдаленные эффекты

Экономические трудности из-за временного спада в сфере туризма, затрат на восстановление или нехватки продовольствия, ведущие к росту цен, являются обычным последствием сильных наводнений. Воздействие на пострадавших может нанести психологический ущерб пострадавшим, в частности, в случае смерти, серьезных травм и утраты имущества.

Городское наводнение может вызвать хроническую влажность домов, что приведет к росту домашняя форма и приводящие к неблагоприятным последствиям для здоровья, особенно респираторным симптомам.[19] Городское наводнение также имеет серьезные экономические последствия для пострадавших районов. в Соединенные Штаты, по оценкам отраслевых экспертов, влажные подвалы могут снизить стоимость недвижимости на 10–25 процентов и являются одной из основных причин отказа от покупки дома.[20] По данным США Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям (FEMA), почти 40 процентов малых предприятий никогда не открывают свои двери после наводнения.[21] В Соединенных Штатах, страхование доступен для защиты домов и предприятий от наводнения.[22]

Наводнения также могут иметь огромную разрушительную силу. Когда вода течет, она способна разрушить все виды зданий и объектов, такие как мосты, строения, дома, деревья, автомобили ... Например, в Бангладеш в 2007 году наводнение привело к разрушению более чем одного объекта. миллион домов. Ежегодно в Соединенных Штатах наводнения наносят ущерб на сумму более 7 миллиардов долларов. [1]

Преимущества

Наводнения (в частности, более частые или небольшие наводнения) также могут принести много преимуществ, например, подзарядку грунтовые воды, делая почву больше плодородный и увеличение питательные вещества в некоторых почвах. Паводковые воды обеспечивают столь необходимые водные ресурсы в засушливый и полузасушливый регионы, где осадки могут очень неравномерно распределяться в течение года и убивают вредителей на сельскохозяйственных угодьях. Пресноводные наводнения особенно важны для сохранения экосистемы в речных коридорах и являются ключевым фактором сохранения поймы биоразнообразие.[23] Наводнение может распространять питательные вещества в озера и реки, что может привести к увеличению биомасса и улучшенный рыболовство несколько лет.

Для некоторых видов рыб затопленная пойма может быть очень подходящим местом для нерест с небольшим количеством хищников и повышенным уровнем питательных веществ или пищи.[24] Рыба, такая как погодная рыба, используйте наводнения для достижения новых мест обитания. Популяции птиц также могут получить прибыль от увеличения производства продуктов питания, вызванного наводнениями.[25]

Периодические наводнения были необходимы для благополучия древних сообществ вдоль Тигр-Евфрат Реки, река Нил, то Река Инд, то Ганг и Желтая река среди прочего. Жизнеспособность гидроэнергетика, возобновляемого источника энергии, также выше в регионах, подверженных наводнениям.

Планирование безопасности от наводнений

Последствия наводнения в Колорадо, 2013 г.
Спасение от наводнения в Нангархар, Афганистан в 2010 году в сопровождении Афганские ВВС и советники ВВС США по воздуху

В Соединенных Штатах Национальная служба погоды дает при наводнениях совет «Разворачивайся, не топай»; то есть он рекомендует людям покинуть зону наводнения, а не пытаться ее пересечь. На самом базовом уровне лучшая защита от наводнений - это поиск более высоких площадей для высокоэффективного использования, при этом уравновешивая предсказуемые риски и выгоды от занятия зон опасности наводнений.[26]:22–23 Важнейшие объекты общественной безопасности, такие как больницы, центры экстренной помощи, полиция, пожарные и спасать службы, должны быть построены в районах с наименьшим риском затопления. Конструкции, такие как мосты, которые неизбежно должны находиться в зонах опасности наводнения, должны быть спроектированы таким образом, чтобы выдерживать наводнения. Районы, наиболее подверженные риску затопления, можно было бы использовать в ценных целях, от которых можно было бы временно отказаться, поскольку люди отступают в более безопасные районы, когда наводнение неизбежно.

Планирование защиты от наводнений включает многие аспекты анализа и проектирования, в том числе:

  • наблюдение за предыдущими и нынешними высотами наводнения и затопленными территориями,
  • статистический, гидрологический, и анализ гидравлических моделей,
  • картографирование затопляемых территорий и высот наводнений для будущих сценариев наводнений,
  • долгосрочный планирование землепользования и регулирование,
  • инженерный дизайн и строительство сооружений для борьбы с наводнениями,
  • среднесрочный мониторинг, прогнозирование, и планирование аварийного реагирования, и
  • краткосрочный мониторинг, предупреждение, и ответные операции.

Каждая тема представляет собой отдельные, но связанные вопросы с разным объемом и масштабом во времени, пространстве и вовлеченных людях. Попытки понять механизмы, действующие в поймах рек, и управлять ими предпринимались не менее шести тысячелетий.[27][страница нужна ]

В Соединенных Штатах Ассоциация менеджеров по управлению поймами штатов работает над продвижением образования, политики и мероприятий, направленных на снижение текущих и будущих потерь, издержек и человеческих страданий, вызванных наводнениями, а также на защиту естественных и полезных функций пойм - и все это без неблагоприятных последствий ударов.[28] Портфолио лучшая практика примеры для смягчение последствий стихийных бедствий в США можно получить в Федеральном агентстве по чрезвычайным ситуациям.[29]

Контроль

Основная статья: Борьба с наводнениями

Во многих странах мира водные пути, подверженные наводнениям, часто подвергаются тщательному управлению. Защиты, такие как бассейны задержания, дамбы,[30] насыпи, резервуары, и плотины используются для предотвращения выхода водных путей из берегов. Когда эта защита терпит неудачу, экстренные меры, такие как мешки с песком или переносные надувные трубы часто используются, чтобы попытаться остановить наводнение. Прибрежные наводнения были решены в некоторых частях Европы и Америки с помощью береговая оборона, Такие как морские стены, питание на пляже, и барьерные острова.

в прибрежная зона возле рек и ручьев, борьба с эрозией Могут быть предприняты меры, чтобы попытаться замедлить или обратить вспять естественные силы, которые заставляют многие водные пути изгибаться в течение длительного периода времени. Средства защиты от наводнений, такие как плотины, могут быть построены и поддерживаться в рабочем состоянии с течением времени, чтобы попытаться уменьшить возникновение и силу наводнений. В Соединенных Штатах Инженерный корпус армии США поддерживает сеть таких противопаводковых дамб.

В районах, подверженных наводнениям в городах, одним из решений является ремонт и расширение искусственных канализационных систем и инфраструктуры ливневой канализации. Другая стратегия - уменьшить непроницаемые поверхности на улицах, парковках и зданиях с помощью естественных дренажных каналов. пористое покрытие, и водно-болотные угодья (вместе известные как зеленая инфраструктура или же устойчивые городские дренажные системы (СУДС)). Районы, определенные как подверженные наводнениям, могут быть преобразованы в парки и детские площадки, которые могут выдерживать периодические наводнения. Могут быть приняты постановления, требующие от застройщиков удерживать ливневые стоки на территории и требовать, чтобы здания были подняты, защищены заливные стены и дамбы, или спроектированы так, чтобы выдерживать временное затопление. Владельцы недвижимости также могут сами инвестировать в решения, такие как благоустройство своей собственности, чтобы отвести поток воды от здания и установку. дождевые бочки, отстойники, и обратные клапаны.

В некоторых районах присутствие определенных видов (например, бобры ) может быть полезно для борьбы с наводнениями. Бобры строят и содержат бобровые плотины которые уменьшат высоту паводковых волн, движущихся вниз по реке (в периоды сильных дождей), и уменьшат или устранят повреждения человеческих построек,[31][32] ценой небольшого наводнения возле плотин (часто на сельскохозяйственных угодьях). Помимо этого, они также увеличивают популяцию диких животных и фильтруют загрязнители (навоз, удобрения, жидкий навоз).[33]. Министр Великобритании Ребекка Плау заявила, что в будущем бобры могут считаться «общественным благом» и землевладельцам будут платить за то, чтобы они содержались на своей земле.[34]

Анализ информации о наводнении

Может быть проанализирована серия максимальных годовых расходов на участке реки. статистически оценить 100-летнее наводнение и наводнения других интервалы повторения там. Подобные оценки для многих участков в гидрологически подобном регионе могут быть связаны с измеримыми характеристиками каждого водосборного бассейна, чтобы позволить косвенная оценка интервалов повторяемости паводков для участков водотока без достаточных данных для прямого анализа.

Физические модели процессов на участках русла, как правило, хорошо изучены и позволяют рассчитывать глубину и площадь затопления для заданных русловых условий и заданного расхода, например, для использования в картировании поймы и страхование от наводнения. И наоборот, учитывая наблюдаемую площадь затопления во время недавнего наводнения и условия в русле, модель может рассчитать расход. Применяемая к различным потенциальным конфигурациям каналов и расходам, модель протяженности может способствовать выбору оптимальной конструкции модифицированного канала. С 2015 года доступны модели с разным вылетом. 1D модели (уровни паводков, измеренные в канал ) или же 2D модели (переменная глубина затопления, измеренная по протяженности поймы). HEC-RAS,[35] модель «Гидротехнический центр» - одна из самых популярных программного обеспечения, хотя бы потому, что он доступен бесплатно. Другие модели, такие как TUFLOW[36] объедините компоненты 1D и 2D, чтобы получить глубину затопления в обоих руслах реки и всей пойме.

Модели физических процессов полных дренажных бассейнов еще сложнее. Хотя многие процессы хорошо изучены в определенной точке или на небольшой территории, другие плохо изучены на всех уровнях, а взаимодействие процессов в нормальных или экстремальных климатических условиях может быть неизвестным. Модели бассейнов обычно объединяют компоненты процессов на поверхности суши (чтобы оценить, сколько осадков или снеготаяния достигает русла) с серией моделей протяженности. Например, модель бассейна может рассчитать сток гидрограф это может произойти в результате 100-летнего шторма, хотя интервал повторяемости шторма редко равен интервалу повторяемости связанного с ним наводнения. Бассейновые модели обычно используются для прогнозирования наводнений и предупреждений, а также для анализа последствий изменения землепользования и изменение климата.

Прогнозирование наводнений

Основные статьи: Прогнозирование наводнений и Угроза наводнения

Предвидение наводнений до их возникновения позволяет принять меры предосторожности и предупредить людей[37] чтобы их можно было заранее подготовить к условиям наводнения. Например, фермеры могут вывозить животных из низинных территорий, а коммунальные службы могут принять меры в чрезвычайных ситуациях, чтобы при необходимости изменить маршруты служб. Аварийные службы также могут заранее предусмотреть достаточно ресурсов для реагирования на чрезвычайные ситуации по мере их возникновения. Люди могут эвакуироваться из зон затопления.

Чтобы делать наиболее точные прогнозы наводнений для водные пути, лучше всего иметь длинные временные ряды исторических данных, которые связаны ручьи для измерения прошлых осадков.[38] Связывание этой исторической информации с знания в реальном времени об объемной емкости водосборных бассейнов, такой как резервная емкость водохранилищ, уровни грунтовых вод и степень насыщенность площади водоносные горизонты также необходимо для составления наиболее точных прогнозов наводнений.

Радар оценки осадков и общие прогноз погоды методы также являются важными компонентами хорошего прогнозирования наводнений. В районах, где доступны данные хорошего качества, интенсивность и высоту наводнения можно спрогнозировать с достаточно хорошей точностью и достаточным временем заблаговременности. Результатом прогноза наводнения обычно является максимальный ожидаемый уровень воды и вероятное время его прибытия в ключевые точки вдоль водного пути.[39] а также это может позволить вычислить вероятный статистический период повторяемости наводнения. Во многих развитых странах городские районы, подверженные риску затопления, защищены от 100-летнего наводнения - наводнения, вероятность возникновения которого составляет около 63% за любой 100-летний период времени.

По данным США Национальная служба погоды (NWS) Центр прогнозов северо-восточной реки (RFC) в Тонтон, Массачусетс, эмпирическое правило для прогнозирования наводнений в городских районах состоит в том, что требуется не менее 1 дюйма (25 мм) осадков примерно за час, чтобы начать значительные пруд воды на непроницаемые поверхности. Многие RFC NWS обычно выпускают указания по внезапным наводнениям и указаниям по верховьям, в которых указывается общее количество осадков, которые должны выпасть за короткий период времени, чтобы вызвать внезапные наводнения или наводнения на больших площадях. водные бассейны.[40]

В США комплексный подход к гидрологическому компьютерному моделированию в реальном времени использует данные наблюдений с Геологическая служба США (USGS),[41] разные совместные сети наблюдений,[42] разные автоматизированные датчики погоды, то NOAA Национальный оперативный гидрологический центр дистанционного зондирования (NOHRSC),[43] разные гидроэлектростанция компании и т. д. в сочетании с количественные прогнозы осадков (QPF) ожидаемых осадков и / или таяния снега для создания ежедневных или по мере необходимости гидрологических прогнозов.[39] NWS также сотрудничает с Environment Canada по гидрологическим прогнозам, которые влияют как на США, так и на Канаду, например, в районе Морской путь Святого Лаврентия.

Доступна Глобальная система мониторинга наводнений, «GFMS», компьютерный инструмент, который отображает условия наводнений по всему миру. онлайн. Пользователи в любой точке мира могут использовать GFMS, чтобы определить, когда в их районе могут произойти наводнения. GFMS использует данные об осадках из НАСА спутники наблюдения Земли и Спутник глобального измерения осадков, "GPM." Данные об осадках от GPM объединены с моделью поверхности земли, которая включает растительный покров, тип почвы и рельеф, чтобы определить, сколько воды впитывается в землю и сколько воды поступает в ручей.

Пользователи могут просматривать статистику осадков, речного стока, глубины воды и наводнения каждые 3 часа, каждые 12 часов. километр точка сетки на глобальной карте. Прогнозы по этим параметрам - на 5 дней вперед. Пользователи могут увеличивать масштаб, чтобы увидеть карты затопления (предполагаемые участки, покрытые водой) с разрешением 1 км.[44][45]

Смертоносные наводнения

Основная статья: Список самых смертоносных наводнений

Ниже приведен список самых смертоносных наводнений в мире, показывающий события, в которых погибло не менее 100 000 человек.

Список погибшихМероприятиеМесто расположенияГод
2,500,000–3,700,000[46]1931 Китай наводненияКитай1931
900,000–2,000,0001887 Наводнение Желтой рекиКитай1887
500,000–700,0001938 наводнение Желтой рекиКитай1938
231,000Плотина Баньцяо отказ, результат Тайфун Нина. Приблизительно 86 000 человек погибли от наводнения и еще 145 000 умерли во время последующей болезни.Китай1975
230,000Цунами 2004 года в Индийском океанеИндонезия2004
145,0001935 Янцзы разлив рекиКитай1935
100,000+Наводнение святого Феликса, штормовая волнаНидерланды1530
100,000Ханой и Дельта Красной реки наводнениеСеверный Вьетнам1971
100,0001911 Янцзы разлив рекиКитай1911

В мифе и религии

Мифы о потопе (великие, разрушающие цивилизацию наводнения) широко распространены во многих культурах.

События наводнения в виде божественное возмездие также были описаны в религиозных текстах. В качестве яркого примера Повествование о потопе в Бытие играет важную роль в Иудаизм, христианство и ислам.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Словарь MSN Encarta, Наводнение, Проверено 28 декабря 2006 г., В архиве на 2009-10-31
  2. ^ Глоссарий по метеорологии (июнь 2000 г.) Наводнение В архиве 2007-08-24 на Wayback Machine, Проверено 9 января 2009 г.
  3. ^ Джонс, Миртл (2000). «Затопление грунтовых вод в ледниковой местности южной части Пьюджет-Саунда, Вашингтон». Получено 2015-07-23.
  4. ^ Хьялмарсон, Ялмар В. (декабрь 1984 г.). «Внезапное наводнение в Танке Верде Крик, Тусон, Аризона». Журнал гидротехники. 110 (12): 1841–1852. Дои:10.1061 / (ASCE) 0733-9429 (1984) 110: 12 (1841).
  5. ^ «Обзор штормовых нагонов». noaa.gov. Получено 3 декабря 2015.
  6. ^ Центр технологий соседства, Чикаго, штат Иллинойс, «Распространенность и стоимость наводнений в городах», Май 2013
  7. ^ Адаптация городов к изменению климата в Европе - ЕЭЗ
  8. ^ а б Браун, Ричард; Шансон, Юбер; Макинтош, Дэйв; Мадхани, Джей (2011). Измерения турбулентной скорости и концентрации взвешенных наносов в городской среде на пойме реки Брисбен в Гарденс-Пойнт 12–13 января 2011 г.. Отчет о гидравлической модели № CH83 / 11. п. 120. ISBN  978-1-74272-027-2.
  9. ^ а б Шансон, Х., Браун, Р., Макинтош, Д. (26 июня 2014 г.). «Стабильность человеческого тела в паводковых водах: наводнение 2011 года в центральном деловом районе Брисбена». В Л. Тумбес (ред.). Гидротехнические сооружения и общество - инженерные проблемы и крайности. Брисбен, Австралия: Материалы 5-го Международного симпозиума IAHR по гидротехническим сооружениям (ISHS2014). pp. 1–9. Дои:10.14264/uql.2014.48. ISBN  978-1-74272-115-6.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  10. ^ Babbitt, Harold E. & Doland, James J., Water Supply Engineering, McGraw-Hill Book Company, 1949
  11. ^ Simon, Andrew L., Basic Hydraulics, John Wiley & Sons, 1981, ISBN  0-471-07965-0
  12. ^ а б Simon, Andrew L., Practical Hydraulics, John Wiley & Sons, 1981, ISBN  0-471-05381-3
  13. ^ Urquhart, Leonard Church, Civil Engineering Handbook, McGraw-Hill Book Company, 1959
  14. ^ Abbett, Robert W., American Civil Engineering Practice, John Wiley & Sons, 1956
  15. ^ Министерство внутренних дел США, Bureau of Reclamation, Design of Small Dams, United States Government Printing Office, 1973
  16. ^ Werner, MGF; Hunter, NM; Bates, PD (2006). "Identifiability of Distributed Floodplain Roughness Values in Flood Extent Estimation". Journal of Hydrology. 314 (1–4): 139–157. Bibcode:2005JHyd..314..139W. Дои:10.1016/j.jhydrol.2005.03.012.
  17. ^ Society, National Geographic (2011-11-07). "flood". Национальное географическое общество. Получено 2020-11-30.
  18. ^ Stephen Bratkovich, Lisa Burban, et al., "Flooding and its Effects on Trees", USDA Forest Service, Northeastern Area State and Private Forestry, St. Paul, MN, September 1993
  19. ^ Indoor Air Quality (IAQ) Scientific Findings Resource Bank (IAQ-SFRB), "Health Risks or Dampness or Mold in Houses" В архиве 2013-10-04 at the Wayback Machine
  20. ^ Center for Neighborhood Technology, Chicago IL "The Prevalence and Cost of Urban Flooding", May 2013
  21. ^ "Protecting Your Businesses", last updated March 2013
  22. ^ "National Flood Insurance Program". FloodSmart.gov. Получено 2015-07-06.
  23. ^ WMO/GWP Associated Programme on Flood Management, "Environmental Aspects of Integrated Flood Management", 2007
  24. ^ Extension of the Flood Pulse Concept, Retrieved on 2012-06-12
  25. ^ Birdlife soars above Botswana's floodplains В архиве 2011-02-09 at the Wayback Machine (2010-10-15), Retrieved on 2012-06-12
  26. ^ Eychaner, J.H. (2015) Lessons from a 500-year record of flood elevations, Association of State Floodplain Managers, Technical Report 7, Accessed 2015-06-27
  27. ^ Dyhouse, G., "Flood modelling Using HEC-RAS (First Edition)", Haestad Press, Waterbury (USA) 2003
  28. ^ "Association of State Floodplain Managers". Получено 2015-07-13.
  29. ^ "Best Practices Portfolio". Federal Emergency Management Agency. Получено 2015-07-06.
  30. ^ Henry Petroski (2006). Levees and Other Raised Ground. 94. American Scientist. pp. 7–11.
  31. ^ Beavers cut flooding and pollution and boost wildlife populations
  32. ^ River Otter Beaver Trial: Science and Evidence Report
  33. ^ Beavers cut flooding and pollution and boost wildlife populations
  34. ^ Beaver families win legal right to remain
  35. ^ United States Army Corps of Engineers, Davis, CA, Hydrologic Engineering Center
  36. ^ BMT WBM Pty Ltd., Brisbane, Queensland, "TUFLOW Flood and Tide Simulation Software" В архиве 2008-06-27 at the Wayback Machine
  37. ^ "Flood Warnings". Environment Agency. 2013-04-30. Получено 2013-06-17.
  38. ^ "Australia rainfall and river conditions". Bom.gov.au. Получено 2013-06-17.
  39. ^ а б Connelly, Brian A; Braatz, Dean T; Halquist, John B; Deweese, Michael M; Larson, Lee; Ingram, John J (1999). "Advanced Hydrologic Prediction System". Journal of Geophysical Research. 104 (D16): 19, 655. Bibcode:1999JGR...10419655C. Дои:10.1029/1999JD900051. Получено 4 февраля 2013.
  40. ^ "FFG". Получено 29 января 2013.
  41. ^ "WaterWatch". 4 February 2013. Получено 4 февраля 2013.
  42. ^ "Community Collaborative Rain, Hail and Snow Network". Получено 4 февраля 2013.
  43. ^ "NOHRSC". 2 May 2012. Получено 4 февраля 2013.
  44. ^ "Predicting Floods". science.nasa.gov. Получено 2015-07-22.
  45. ^ ScienceCasts: Predicting Floods. YouTube. 21 July 2015. Получено 13 января 2016 - через YouTube.
  46. ^ Worst Natural Disasters In History В архиве 2008-04-21 at the Wayback Machine (2012-06-07), Retrieved on 2012-06-12

Библиография

внешняя ссылка