Наводнение — это разлив воды ( или, реже, других жидкостей ), который затопляет землю, которая обычно сухая. [1] В смысле «текущая вода» это слово также может быть применено к притоку прилива . Наводнения являются областью изучения дисциплины гидрологии и вызывают серьезную озабоченность в сельском хозяйстве , гражданском строительстве и здравоохранении . Антропогенные изменения в окружающей среде часто увеличивают интенсивность и частоту наводнений, например, изменения в землепользовании , такие как вырубка лесов и заболоченных земель , изменения в русле водных путей или меры по борьбе с наводнениями , например, с помощью дамб , а также более серьезные экологические проблемы, такие как изменение климата и уровень моря. рост . В частности, увеличение количества осадков и экстремальные погодные явления, вызванные изменением климата , увеличивают серьезность других причин наводнений, что приводит к более интенсивным наводнениям и увеличению риска наводнений. [2] [3]
Наводнение может произойти как перелив воды из водоемов, таких как река , озеро или океан, в котором вода выходит за пределы дамб или прорывает дамбы , в результате чего часть этой воды выходит за свои обычные границы, [4] или это может произойти из-за скоплению дождевой воды на насыщенной почве при площадном паводке. Хотя размер озера или другого водоема будет меняться в зависимости от сезонных изменений количества осадков и таяния снега, эти изменения в размерах вряд ли будут считаться значительными, если только они не затопят имущество или не утопят домашних животных .
Наводнения могут также возникать в реках, когда скорость потока превышает пропускную способность русла реки , особенно на излучинах или извилинах водного пути . Наводнения часто наносят ущерб домам и предприятиям, если они находятся в естественных поймах рек. Хотя ущерб от речных наводнений можно устранить, отойдя от рек и других водоемов, люди традиционно жили и работали возле рек, потому что земля обычно плоская и плодородная , а реки обеспечивают легкий доступ к торговле и промышленности. Помимо ущерба имуществу, наводнение может привести к вторичным последствиям, таким как долгосрочное перемещение жителей и увеличение распространения заболеваний, передающихся через воду , и трансмиссивных заболеваний, передаваемых комарами. [5]
Наводнения могут произойти на плоских или низменных территориях, когда вода поступает за счет осадков или таяния снегов быстрее, чем она может проникнуть или утечь . Избыток скапливается на месте, иногда до опасной глубины. Поверхностная почва может стать насыщенной, что эффективно останавливает инфильтрацию там, где уровень грунтовых вод неглубокий, например в пойме , или в результате сильного дождя в результате одного или серии штормов . Инфильтрация также происходит медленно или незначительно через мерзлую землю, камни, бетон , дорожное покрытие или крыши. Площадное затопление начинается на равнинных участках типа пойм и в локальных понижениях, не связанных с руслом реки, поскольку скорость сухопутного стока зависит от уклона поверхности. В бессточных бассейнах могут наблюдаться площадные затопления в периоды, когда количество осадков превышает испарение. [6]
Наводнения происходят во всех типах рек и русел : от мельчайших временных ручьев во влажных зонах до обычно сухих русл в засушливом климате и крупнейших рек мира . Когда наземный сток возникает на вспаханных полях, это может привести к мутному наводнению , когда отложения подхватываются стоком и переносятся в виде взвеси или грунтовой нагрузки . Локальное наводнение может быть вызвано или усугублено препятствиями для дренажа, такими как оползни , лед , мусор или бобровые плотины.
Медленно нарастающие паводки чаще всего случаются на крупных реках с большой площадью водосбора . Увеличение стока может быть результатом продолжительных дождей, быстрого таяния снега, муссонов или тропических циклонов . Однако на крупных реках могут наблюдаться быстрые паводки в районах с засушливым климатом, поскольку у них могут быть большие бассейны, но маленькие речные русла, а на небольших участках этих бассейнов осадки могут быть очень интенсивными.
Быстрые наводнения, включая ливневые паводки , чаще происходят на небольших реках, реках с крутыми долинами, реках, которые на большей части своей длины текут по непроницаемой местности, или обычно сухих ручьях. Причиной могут быть локализованные конвективные осадки (сильные грозы ) или внезапный выброс из водохранилища, расположенного вверх по течению, образовавшегося за плотиной , оползнем или ледником . В одном случае в результате внезапного наводнения погибло восемь человек, наслаждавшихся водой в воскресенье днем у популярного водопада в узком каньоне. Без каких-либо наблюдаемых осадков скорость потока увеличилась примерно с 50 до 1500 кубических футов в секунду (от 1,4 до 42 м 3 /с) всего за одну минуту. [7] Два более крупных наводнения произошли на одном и том же месте в течение недели, но в те дни у водопада никого не было. Смертоносное наводнение произошло в результате грозы над частью водосборного бассейна, где распространены крутые голые скальные склоны, а тонкая почва уже была насыщена водой.
Внезапные паводки являются наиболее распространенным типом наводнений в обычно сухих руслах засушливых зон, известных как арройо на юго-западе США и многих других названиях в других местах. В таких условиях первая прибывшая паводковая вода истощается, поскольку она смачивает песчаное русло ручья. Таким образом, передняя кромка паводка продвигается медленнее, чем более поздние и более высокие потоки. В результате по мере продвижения паводка вниз по течению подъем гидрографа становится все более быстрым, пока скорость потока не станет настолько велика, что истощение за счет увлажнения почвы станет незначительным.
Прибрежные районы могут быть затоплены штормовыми нагонами в сочетании с высокими приливами и сильными волнами на море, что приводит к тому, что волны выходят за пределы защиты от наводнений, а в тяжелых случаях - к цунами или тропическим циклонам. В эту категорию попадает штормовой нагон тропического или внетропического циклона . Штормовой нагон — это «дополнительный подъем воды, вызванный штормом, сверх прогнозируемых астрономических приливов». [8] Из-за последствий изменения климата (например, повышения уровня моря и увеличения количества экстремальных погодных явлений) и увеличения населения, проживающего в прибрежных районах, ущерб, причиняемый прибрежными наводнениями, увеличился, и от них пострадало больше людей. [9]
Наводнение в эстуариях обычно вызывается сочетанием штормовых нагонов, вызванных ветрами и низким атмосферным давлением , а также большими волнами, встречающимися с высокими речными потоками вверх по течению.
Городское наводнение — это затопление земель или собственности в застроенной среде , особенно в более густонаселенных районах, вызванное осадками, превышающими пропускную способность дренажных систем, таких как ливневая канализация . Городское наводнение – это состояние, которое характеризуется повторяющимся и системным воздействием на сообщества, которое может произойти независимо от того, расположены ли затронутые сообщества в пределах определенных пойм или вблизи какого-либо водоема. [10] Это вызвано, например, разливом рек и озер, ливневыми паводками или таянием снегов . Во время наводнения ливневые воды или вода, выброшенная из поврежденных водопроводов , могут скапливаться на территории собственности и на общественных полосах отчуждения, просачиваться через стены и полы зданий или проникать в здания через канализационные трубы, туалеты и раковины.
В городских районах последствия наводнений могут усугубляться наличием мощеных улиц и дорог, которые увеличивают скорость течения воды. Непроницаемые поверхности предотвращают проникновение осадков в землю, тем самым вызывая более высокий поверхностный сток, который может превышать местную дренажную способность. [11]Катастрофические речные наводнения могут возникнуть в результате серьезных сбоев инфраструктуры , часто обрушения плотин . Это также может быть вызвано изменением дренажного канала в результате оползня , землетрясения или извержения вулкана . Примеры включают прорывные наводнения и лахары . Цунами могут вызвать катастрофические прибрежные наводнения , чаще всего возникающие в результате подводных землетрясений.
Наводнения вызываются многими факторами или комбинацией любого из этих, как правило, продолжительных сильных дождей (локально сконцентрированных или по всей водосборной площади), сильно ускоренного таяния снега , сильных ветров над водой, необычных приливов, цунами или разрушения плотин, дамб , удержания снега . пруды или другие сооружения, удерживающие воду. Наводнения могут усугубляться увеличением площади непроницаемой поверхности или другими стихийными бедствиями, такими как лесные пожары, которые сокращают количество растительности, способной поглощать осадки.
Во время дождя часть воды задерживается в прудах или почве, часть поглощается травой и растительностью, часть испаряется, а остальная часть перемещается по земле в виде поверхностного стока . Наводнения происходят, когда пруды, озера, русла рек, почва и растительность не могут поглотить всю воду.
Ситуация усугубляется деятельностью человека, такой как осушение водно-болотных угодий, которые естественным образом хранят большое количество воды, и строительство мощеных поверхностей, которые не впитывают воду. [12] Вода затем стекает с земли в количествах, которые невозможно переносить по ручьям или удерживать в естественных прудах, озерах и искусственных водоемах . Около 30 процентов всех осадков становится стоком [13] , и это количество может быть увеличено за счет воды от таяния снега.
Разлив рек часто вызывается проливными дождями, иногда усиливающимися из-за таяния снега. Наводнение, которое происходит быстро, практически без предупреждения, называется внезапным наводнением . Ливневые паводки обычно возникают в результате интенсивных дождей на относительно небольшой территории или в том случае, если эта территория уже была насыщена водой из-за предыдущих осадков.
На многих реках происходят периодические наводнения, образующие окружающую местность, известную как пойма . Даже когда количество осадков относительно небольшое, береговые линии озер и заливов могут быть затоплены сильными ветрами (например, во время ураганов ), которые заносят воду в прибрежные районы.
Количество, местоположение и время поступления воды в дренажный канал в результате естественных осадков и контролируемых или неконтролируемых попусков из водохранилища определяют поток в местах ниже по течению. Часть осадков испаряется, часть медленно просачивается через почву, часть может временно задерживаться в виде снега или льда, а часть может вызывать быстрый сток с поверхностей, включая камни, тротуары, крыши и насыщенный или замерзший грунт. Доля выпадающих осадков, быстро достигающих дренажного канала, наблюдалась от нуля при небольшом дожде на сухой ровной земле до 170 процентов при теплом дожде на скопившемся снеге. [14]
Большинство записей об осадках основаны на измеренной глубине воды, полученной в течение фиксированного интервала времени. Частота интересующего порога осадков может быть определена по количеству измерений, превышающих это пороговое значение в течение общего периода времени, за который 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 дождя была меньше фиксированного интервала времени, за который сообщаются измерения. Конвективные осадки (грозы), как правило, приводят к более коротким штормам, чем орографические осадки. Продолжительность, интенсивность и частота осадков важны для прогнозирования наводнений. Кратковременные осадки более значимы для наводнений в небольших водосборных бассейнах. [15]
Наиболее важным фактором подъема, определяющим масштабы наводнения, является площадь водораздела выше по течению от интересующей территории. Интенсивность осадков является вторым по важности фактором для водоразделов площадью менее 30 квадратных миль или 80 квадратных километров. Наклон основного русла является вторым по важности фактором для более крупных водоразделов. Уклон русла и интенсивность осадков становятся третьими по значимости факторами для малых и крупных водоразделов соответственно. [16]
Время концентрации – это время, необходимое для того, чтобы сток из наиболее удаленной точки зоны водосбора вверх по течению достиг точки дренажного канала, контролирующего затопление интересующей территории. Время концентрации определяет критическую продолжительность пика осадков для интересующей территории. [17] Критическая продолжительность интенсивных осадков может составлять всего несколько минут для дренажных сооружений на крышах и парковках, в то время как совокупное количество осадков в течение нескольких дней будет иметь решающее значение для речных бассейнов.
Вода, текущая вниз по склону, в конечном итоге сталкивается с условиями ниже по течению, замедляющими движение. Последним ограничением прибрежных затопленных земель часто является океан или некоторые прибрежные затопленные полосы, образующие естественные озера . В затопленных низинах изменения высоты, такие как приливные колебания, являются важными факторами, определяющими затопление прибрежных районов и эстуариев. Менее предсказуемые события, такие как цунами и штормовые нагоны, также могут вызывать изменения высоты больших водоемов. Высота текущей воды контролируется геометрией канала потока и, особенно, глубиной канала, скоростью потока и количеством наносов в нем. [16] Ограничения канала потока, такие как мосты и каньоны, имеют тенденцию контролировать подъем воды выше ограничения. Фактическая контрольная точка для любого заданного участка дренажа может меняться с изменением высоты воды, поэтому более близкая точка может контролировать более низкие уровни воды, пока более удаленная точка не будет контролировать более высокие уровни воды.
Эффективная геометрия русла паводка может быть изменена в результате роста растительности, накопления льда или мусора или строительства мостов, зданий или дамб внутри русла паводка.
Экстремальные наводнения часто возникают в результате совпадения, например, необычно интенсивных теплых дождей, которые приводят к таянию тяжелого снежного покрова, созданию препятствий для каналов из-за плавучего льда и освобождению небольших водохранилищ, таких как бобровые плотины. [18] Совпадающие события могут привести к тому, что обширные наводнения будут более частыми, чем ожидалось на основе упрощенных статистических моделей прогнозирования, учитывающих только сток осадков, протекающих по беспрепятственным дренажным каналам. [19] Изменение геометрии русла из-за обломков является обычным явлением, когда сильные потоки перемещают вырванную с корнем древесную растительность и поврежденные наводнением конструкции и транспортные средства, включая лодки и железнодорожное оборудование. Недавние полевые измерения во время наводнений в Квинсленде в 2010–2011 годах показали, что любой критерий, основанный исключительно на скорости потока, глубине воды или определенном импульсе, не может учитывать опасности, вызванные колебаниями скорости и глубины воды. [20] Эти соображения далее игнорируют риски, связанные с крупными обломками, увлекаемыми движением потока. [21]
Некоторые исследователи упоминают эффект накопления в городских районах, где транспортные коридоры создаются методом вырубки и засыпки . Насыпи водопропускных труб могут быть преобразованы в водохранилища, если водопропускные трубы засоряются мусором, и поток воды может быть направлен по улицам. В нескольких исследованиях изучались характер потока и его перераспределение на улицах во время ураганов, а также их влияние на моделирование наводнений. [22]
Намеренное затопление земель, которые в противном случае остались бы засушливыми, может иметь место в военных, сельскохозяйственных или речных целях. Это разновидность гидротехники .
Во многих странах при подготовке рисовых полей для выращивания полуводного риса могут возникнуть сельскохозяйственные наводнения .
Наводнение в целях управления рекой может происходить в форме отвода паводковых вод в реку на стадии паводка вверх по течению от территорий, которые считаются более ценными, чем территории, которыми приносятся в жертву таким образом. Это может быть сделано специально , как в случае с преднамеренным прорывом дамб Инженерным корпусом армии США в штате Миссури в 2011 году, [26] или на постоянной основе, как в так называемом overlaten (буквально «сбросе»), преднамеренном пониженный сегмент голландских прибрежных дамб, таких как Берсе Оверлаат на левой дамбе Мааса между деревнями Гассель и Линден, Северный Брабант .
Военное наводнение создает препятствие на поле боя, призванное затруднить движение противника. [27] Это может быть сделано как в наступательных , так и в оборонительных целях. Кроме того, поскольку используемые методы являются формой гидротехники, может быть полезно различать контролируемые наводнения (как в большинстве исторических наводнений в Нидерландах при Голландской Республике и ее государствах-преемниках в этой области [28] [29 ] ] и проиллюстрированы двумя голландскими водными линиями , Стеллинг-ван-Амстердамом , Фризской водной линией , линией Эйссел , линией Пил-Раама и линией Греббе в этой стране) и неконтролируемыми (как во второй осаде Лейдена [ 30] во время первой части Восьмидесятилетней войны , затопление равнины Изер во время Первой мировой войны , [31] и наводнение Валхерена , а также наводнение Вирингермеера во время Второй мировой войны ). Чтобы считаться контролируемым , военное наводнение должно учитывать интересы гражданского населения, позволяя ему своевременно эвакуироваться , делая наводнение обратимым и пытаясь минимизировать неблагоприятное экологическое воздействие наводнения. Это воздействие также может быть неблагоприятным в гидрогеологическом смысле, если наводнение продлится длительное время. [32]
Плотина Итайпу вызвала опасения, что во время конфликта она может быть использована как оружие для затопления Буэнос-Айреса. [33] [34] [35] [36]
Наводнения также могут иметь огромную разрушительную силу. Когда вода течет, она способна снести все виды зданий и объектов, таких как мосты, постройки, дома, деревья и автомобили. Экономический, социальный и природный ущерб окружающей среде являются общими факторами, на которые влияют наводнения, и последствия наводнения для этих территорий могут быть катастрофическими. [37]
В мире произошло множество наводнений, которые нанесли разрушительный ущерб инфраструктуре, природной среде и жизни людей. [37] Риски наводнений можно определить как риск, который наводнения представляют для отдельных лиц, имущества и природного ландшафта, исходя из конкретных опасностей и уязвимости. Степень риска наводнений может повлиять на типы требуемых и реализуемых стратегий смягчения последствий. [38]
Наводнения могут иметь разрушительные последствия для человеческого общества. Наводнения во всем мире становятся все более частыми и серьезными, что приводит к увеличению издержек для общества. [37] Большая часть населения мира проживает в непосредственной близости от основных береговых линий , [39] в то время как многие крупные города и сельскохозяйственные районы расположены вблизи пойм рек . [40] Существует значительный риск увеличения прибрежных и речных наводнений из-за изменения климатических условий. [41]
Основные последствия наводнений включают гибель людей и повреждение зданий и других сооружений, включая мосты, канализационные системы, дороги и каналы. Экономические последствия, вызванные наводнениями, могут быть серьезными. [40]
Ежегодно наводнения наносят странам ущерб на миллиарды долларов, который ставит под угрозу средства к существованию людей. [42] В результате, существуют также значительные социально-экономические угрозы для уязвимого населения во всем мире от наводнений. [42] Например, в Бангладеш в 2007 году в результате наводнения было разрушено более миллиона домов. Ежегодно в Соединенных Штатах наводнения наносят ущерб на сумму более 7 миллиардов долларов. [43]
Паводковые воды обычно затопляют сельскохозяйственные угодья, делая их непригодными для обработки и препятствуя посадке или сбору урожая, что может привести к нехватке продовольствия как для людей, так и для сельскохозяйственных животных. Весь урожай страны может быть потерян в случае экстремального наводнения. Некоторые виды деревьев могут не пережить длительное затопление своей корневой системы. [44]
Наводнение в районах проживания людей также имеет серьезные экономические последствия для пострадавших районов. По оценкам отраслевых экспертов в Соединенных Штатах , влажные подвалы могут снизить стоимость недвижимости на 10–25 процентов и считаются одной из основных причин отказа от покупки дома. [45] По данным Федерального агентства по чрезвычайным ситуациям США (FEMA), почти 40 процентов малых предприятий никогда не открывают свои двери после наводнения. [46] В Соединенных Штатах существует страхование от ущерба, нанесенного наводнением, как домам, так и предприятиям. [47]
Экономические трудности из-за временного спада туризма, затрат на восстановление или нехватки продовольствия, приводящие к росту цен, являются частым последствием сильного наводнения. Воздействие на пострадавших может нанести им психологический ущерб, особенно в случае смерти, серьезных травм и потери имущества.
Смертность, связанная непосредственно с наводнениями, обычно вызвана утоплением ; воды во время наводнения очень глубокие и имеют сильные течения . [48] Смертельные случаи происходят не только от утопления, смертельные случаи связаны с обезвоживанием , тепловым ударом , сердечным приступом и любым другим заболеванием , которое требует медикаментов , которые не могут быть доставлены. [48]
Травмы могут привести к чрезмерной заболеваемости во время наводнения. Травмы получают не только те, кто непосредственно пострадал от наводнения: травмы могут получить спасательные команды и даже люди, доставляющие припасы. Травмы могут произойти в любой момент во время наводнения; до, во время и после. [48] Во время наводнений происходят несчастные случаи, связанные с падением обломков или любого из множества быстро движущихся объектов в воде. После наводнения в ходе спасательных операций может произойти большое количество травм. [48]
Растет число инфекционных заболеваний из-за многих патогенов и бактерий , переносимых водой . Существует множество заболеваний, передающихся через воду , таких как холера , гепатит А , гепатит Е и диарейные заболевания , и это лишь некоторые из них. Желудочно-кишечные заболевания и диарейные заболевания очень распространены из-за нехватки чистой воды во время паводка. Большая часть запасов чистой воды загрязняется во время наводнений. Гепатиты А и Е распространены из-за отсутствия санитарных условий в воде и жилых помещениях, в зависимости от того, где происходит наводнение и насколько подготовлено население к наводнению. [48]
Когда случаются наводнения, люди теряют почти весь свой урожай, скот и запасы продовольствия и сталкиваются с голодом. [49]
Наводнения также часто повреждают передачу электроэнергии , а иногда и выработку электроэнергии , что затем имеет побочные эффекты , вызванные потерей электроэнергии. Это включает в себя потерю систем очистки питьевой воды и водоснабжения, что может привести к потере питьевой воды или серьезному загрязнению воды. Это также может привести к выходу из строя очистных сооружений. Недостаток чистой воды в сочетании со сточными водами человека в паводковых водах повышает риск заболеваний, передающихся через воду , к которым могут относиться брюшной тиф , лямблии , криптоспоридии , холера и многие другие заболевания, в зависимости от места наводнения.
Повреждение дорог и транспортной инфраструктуры может затруднить мобилизацию помощи пострадавшим или оказание неотложной медицинской помощи.
Наводнение может вызвать хроническую влажность в домах, что приведет к росту плесени в помещении и приведет к неблагоприятным последствиям для здоровья, особенно к респираторным симптомам. [50] Респираторные заболевания стали обычным явлением после того, как произошла катастрофа. Это зависит от степени повреждения водой и плесени , которая появляется после происшествия. Исследования показывают, что неблагоприятные последствия для здоровья органов дыхания, вызванные сыростью и плесенью, у тех, кто живет в прибрежных и водно-болотных районах, возрастут на 30–50%. Грибковое загрязнение домов связано с увеличением количества аллергических ринитов и астмы. [51] Трансмиссивные заболевания также растут из-за увеличения стоячей воды после того, как наводнения утихли. Трансмиссивными болезнями являются малярия , денге , болезнь Западного Нила и желтая лихорадка . [48] Наводнения оказывают огромное влияние на психосоциальную целостность жертв . Люди страдают от самых разных потерь и стрессов . Одним из наиболее поддающихся лечению заболеваний при долговременных проблемах со здоровьем является депрессия , вызванная наводнением и всеми трагедиями , которые с ним связаны. [48]
Ниже приведен список самых смертоносных наводнений в мире, в которых показаны события, в которых число погибших превысило 100 000 человек.
Наводнения (в частности, более частые или меньшие по размеру наводнения) также могут принести много пользы, например, пополнить запасы грунтовых вод , сделать почву более плодородной и увеличить количество питательных веществ в некоторых почвах. Паводковые воды обеспечивают столь необходимые водные ресурсы в засушливых и полузасушливых регионах, где осадки могут распределяться очень неравномерно в течение года и уничтожают вредителей на сельскохозяйственных угодьях. Пресноводные паводки особенно играют важную роль в поддержании экосистем в речных коридорах и являются ключевым фактором в сохранении биоразнообразия пойм . [53] Наводнения могут привести к попаданию питательных веществ в озера и реки, что может привести к увеличению биомассы и улучшению рыболовства на несколько лет.
Для некоторых видов рыб затопленная пойма может стать очень подходящим местом для нереста с небольшим количеством хищников и повышенным уровнем питательных веществ или пищи. [54] Рыбы, такие как рыба-погода , используют наводнения, чтобы достичь новых мест обитания. Популяции птиц также могут получить выгоду от увеличения производства продуктов питания, вызванного наводнением. [55]
Наводнение может принести пользу, например, сделать почву более плодородной и обеспечить ее большим количеством питательных веществ. По этой причине периодические наводнения были необходимы для благополучия древних общин вдоль рек Тигр-Ефрат , Нил , Инд , Ганг и Желтая река, среди других.
Жизнеспособность гидроэнергетики , возобновляемого источника энергии, также выше в регионах, подверженных наводнениям.
Во многих странах мира водные пути, подверженные наводнениям, часто тщательно контролируются. Такие защитные сооружения, как водоемы , дамбы , [56] насыпи , резервуары и плотины, используются для предотвращения выхода водных путей из берегов. Когда эта защита терпит неудачу, часто используются экстренные меры, такие как мешки с песком или переносные надувные трубы, чтобы попытаться остановить наводнение. В некоторых частях Европы и Америки проблемы прибрежных наводнений решаются с помощью береговых оборонительных сооружений , таких как морские дамбы , пляжи и барьерные острова .
В прибрежной зоне вблизи рек и ручьев можно принять меры по борьбе с эрозией , чтобы попытаться замедлить или обратить вспять природные силы, которые заставляют многие водные пути извиваться в течение длительных периодов времени. Средства защиты от наводнений, такие как плотины, могут быть построены и поддерживаться с течением времени, чтобы попытаться уменьшить возникновение и силу наводнений. В Соединенных Штатах Инженерный корпус армии США поддерживает сеть таких дамб для защиты от наводнений.
В районах, подверженных городским наводнениям, одним из решений является ремонт и расширение искусственных канализационных систем и инфраструктуры ливневой канализации. Другая стратегия заключается в уменьшении непроницаемых поверхностей на улицах, парковках и зданиях с помощью естественных дренажных каналов, пористого покрытия и водно-болотных угодий (известных под общим названием « зеленая инфраструктура» или «устойчивые городские дренажные системы» (SUDS)). Районы, определенные как подверженные наводнениям, могут быть преобразованы в парки и игровые площадки, способные выдерживать периодические наводнения. Могут быть приняты постановления, требующие от застройщиков удерживать ливневые воды на участке, а также требовать, чтобы здания были приподняты, защищены дамбами и дамбами или спроектированы так, чтобы выдерживать временное наводнение. Владельцы недвижимости также могут сами инвестировать в решения, такие как благоустройство своей территории, чтобы отвести поток воды от здания, а также установку дождевых бочек , водоотливных насосов и обратных клапанов .
В некоторых районах присутствие определенных видов (например, бобров ) может быть полезным для борьбы с наводнениями. Бобры строят и поддерживают бобровые плотины , которые уменьшат высоту паводковых волн, спускающихся по реке (в периоды сильных дождей), а также уменьшат или устранят ущерб человеческим постройкам, [57] [58] за счет небольших наводнений вблизи реки. плотины (часто на сельскохозяйственных угодьях). Помимо этого, они также увеличивают популяцию диких животных и фильтруют загрязняющие вещества (навоз, удобрения, навоз). [57] Министр охраны окружающей среды Великобритании Ребекка Поу заявила, что в будущем бобры можно будет считать «общественным благом», и землевладельцам будут платить за то, чтобы они содержали их на своей земле. [59]
Методы борьбы с наводнениями (или смягчения последствий наводнений, защиты от наводнений или смягчения последствий наводнений ) используются для уменьшения или предотвращения пагубного воздействия паводковых вод. [60] [61] Методы помощи при наводнении используются для уменьшения воздействия паводковых вод или высокого уровня воды. Наводнение может быть вызвано сочетанием как природных процессов, таких как экстремальные погодные условия вверх по течению, так и антропогенных изменений водоемов и стока. Различают структурные и неструктурные меры по борьбе с наводнениями. Структурные методы физически сдерживают паводковые воды, тогда как неструктурные методы этого не делают. Создание жесткой инфраструктуры для предотвращения наводнений, такой как дамбы от паводка , является эффективным средством борьбы с наводнениями. Однако все более распространенная передовая практика в ландшафтном проектировании заключается в том, чтобы больше полагаться на мягкую инфраструктуру и природные системы, такие как болота и поймы рек , для борьбы с увеличением количества воды. Чтобы предотвратить или контролировать прибрежные наводнения , методы управления прибрежными зонами должны учитывать естественные процессы, такие как приливы , а также антропогенное повышение уровня моря .
Борьба с наводнениями и оказание помощи им являются особенно важной частью адаптации к изменению климата и устойчивости к изменению климата . Как повышение уровня моря, так и изменения погоды (изменение климата приводит к более интенсивным и более быстрым дождям) означают, что затопление человеческой инфраструктуры особенно важно во всем мире. [62]
В экологической инженерии борьба с наводнениями включает в себя управление движением паводковых вод, например, перенаправление паводковых стоков с помощью паводковых дамб и шлюзов , а не попытку полностью предотвратить наводнения. Это также включает в себя управление людьми с помощью таких мер, как эвакуация и сухая/влажная изоляция. Предотвращение и смягчение последствий наводнений можно изучать на трех уровнях: на отдельных участках, небольших населенных пунктах и целых городах..jpg/1280px-Greeley,_CO,_September_19,_2013_(12441526333).jpg)
.jpg/1280px-Afghan_Air_Force_-_Jalalabad_Flood_Rescue_(4842784567).jpg)
В Соединенных Штатах Национальная метеорологическая служба дает совет «Повернись, не утони» в случае наводнений; то есть он рекомендует людям покинуть зону наводнения, а не пытаться пересечь ее. На самом базовом уровне лучшая защита от наводнений – это поиск возвышенностей для более ценных видов использования, при этом балансируя предсказуемые риски с выгодами от занятия зон, опасных для наводнений. [63] : 22–23 Критически важные объекты общественной безопасности, такие как больницы, центры экстренных операций, а также полиция, пожарные и спасательные службы, должны быть построены в районах, наименее подверженных риску наводнений. Конструкции, такие как мосты, которые неизбежно должны находиться в зонах опасности наводнения, должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать наводнение. Районы, наиболее подверженные риску наводнений, могут быть использованы для ценных целей, которые могут быть временно заброшены, поскольку люди переходят в более безопасные районы, когда наводнение неизбежно.
Планирование безопасности наводнений включает в себя множество аспектов анализа и проектирования, в том числе:
Каждая тема представляет собой отдельные, но взаимосвязанные вопросы с разным объемом и масштабом во времени, пространстве и участвующих людях. Попытки понять и управлять механизмами, работающими в поймах рек, предпринимались на протяжении как минимум шести тысячелетий. [64] [ нужна страница ]
В Соединенных Штатах Ассоциация управляющих поймами штатов занимается продвижением образования, политик и мероприятий, направленных на смягчение текущих и будущих потерь, затрат и человеческих страданий, вызванных наводнениями, а также на защиту естественных и полезных функций пойм – и все это без причинения вреда. воздействия. [65] Подборку примеров передового опыта по смягчению последствий стихийных бедствий в США можно получить в Федеральном агентстве по чрезвычайным ситуациям. [66]
Работы по очистке после наводнений часто представляют опасность для рабочих и волонтеров, участвующих в этих работах. Потенциальные опасности включают в себя опасность поражения электрическим током , воздействие угарного газа , опасности для опорно-двигательного аппарата , тепловой или холодовой стресс , опасности, связанные с автотранспортными средствами , пожар , утопление и воздействие опасных материалов . Поскольку затопленные места стихийных бедствий нестабильны, уборщики могут столкнуться с острыми зазубренными обломками, биологическими опасностями в паводковой воде, открытыми линиями электропередачи, кровью или другими биологическими жидкостями, а также останками животных и людей. При планировании наводнений и реагировании на них менеджеры обеспечивают работников касками , защитными очками , тяжелыми рабочими перчатками, спасательными жилетами и водонепроницаемыми ботинками со стальными носками и стельками. [67]
Ряд годовых максимальных расходов на участке ручья может быть проанализирован статистически для оценки 100-летнего паводка и паводков других повторяющихся интервалов . Подобные оценки по многим участкам в гидрологически схожем регионе могут быть связаны с измеримыми характеристиками каждого водосборного бассейна, что позволяет косвенно оценить интервалы повторяемости паводков для участков ручьев без достаточных данных для прямого анализа.
Модели физических процессов на участке русла, как правило, хорошо изучены и позволяют рассчитать глубину и площадь затопления для заданных условий русла и заданной скорости потока, например, для использования при картировании пойм и страховании от наводнений . И наоборот, учитывая наблюдаемую область затопления во время недавнего наводнения и условия русла, модель может рассчитать скорость потока. Применительно к различным потенциальным конфигурациям каналов и скоростям потока модель охвата может способствовать выбору оптимальной конструкции модифицированного канала. По состоянию на 2015 год доступны различные модели охвата: либо 1D- модели (уровни паводка, измеренные в канале ), либо 2D- модели (переменная глубина паводка, измеренная по всей пойме). HEC-RAS , [68] модель Центра гидротехники, входит в число наиболее популярных программных продуктов хотя бы потому, что доступно бесплатно. Другие модели, такие как TUFLOW [69] , объединяют 1D и 2D компоненты для определения глубины паводка как в руслах рек, так и во всей пойме.
Модели физических процессов в полноводных водосборных бассейнах еще более сложны. Хотя многие процессы хорошо изучены в определенной точке или на небольшой территории, другие плохо изучены во всех масштабах, а взаимодействие процессов в нормальных или экстремальных климатических условиях может быть неизвестным. Модели бассейна обычно объединяют компоненты процессов, происходящих на поверхности земли (чтобы оценить, сколько осадков или талых снегов достигает русла) с рядом моделей протяженности. Например, модель бассейна может рассчитать гидрограф стока , который может возникнуть в результате 100-летнего шторма, хотя интервал повторения шторма редко равен интервалу повторения связанного с ним наводнения. Бассейновые модели обычно используются для прогнозирования и предупреждения наводнений, а также для анализа последствий изменения землепользования и изменения климата .
В Соединенных Штатах комплексный подход к гидрологическому компьютерному моделированию в реальном времени использует данные наблюдений Геологической службы США (USGS), [70] различных совместных сетей наблюдений , [71] различных автоматических датчиков погоды , Национального оперативного гидрологического дистанционного зондирования NOAA . Центр (NOHRSC), [72] различные гидроэнергетические компании и т. д. в сочетании с количественными прогнозами осадков (QPF) ожидаемых осадков и/или таяния снега для создания ежедневных или по мере необходимости гидрологических прогнозов. [73] NWS также сотрудничает с Министерством окружающей среды Канады по гидрологическим прогнозам, которые затрагивают как США, так и Канаду, например, в районе морского пути Святого Лаврентия .
Глобальная система мониторинга наводнений, «GFMS», компьютерный инструмент, который отображает условия наводнений по всему миру, доступен в Интернете. [74] Пользователи в любой точке мира могут использовать GFMS, чтобы определить, когда в их районе могут произойти наводнения. GFMS использует данные об осадках со спутников НАСА , наблюдающих за Землей, и спутника глобального измерения осадков «GPM». Данные об осадках из GPM объединяются с моделью поверхности земли, которая включает растительный покров, тип почвы и рельеф, чтобы определить, сколько воды впитывается в землю и сколько воды попадает в речной поток .
Пользователи могут просматривать статистику осадков, речного стока, глубины воды и наводнений каждые 3 часа в каждой 12-километровой точке сетки на глобальной карте. Прогнозы по этим параметрам сделаны на 5 дней вперед. Пользователи могут увеличивать масштаб, чтобы увидеть карты затопления (районы, которые, по оценкам, будут покрыты водой) с разрешением в 1 километр. [75]
Прогнозирование наводнений до их возникновения позволяет принять меры предосторожности и предупредить людей [76] , чтобы они могли заранее подготовиться к условиям наводнений. Например, фермеры могут вывозить животных из низменных районов, а коммунальные службы могут принять меры в чрезвычайных ситуациях, чтобы при необходимости изменить маршрут движения. Аварийные службы также могут заранее обеспечить наличие достаточного количества ресурсов для реагирования на чрезвычайные ситуации по мере их возникновения. Люди могут эвакуироваться из затопленных территорий.
Чтобы сделать наиболее точные прогнозы наводнений на водных путях , лучше всего иметь длинный временной ряд исторических данных, которые связывают потоки рек с измеренными прошлыми дождями. [77] Сочетание этой исторической информации со знаниями в реальном времени об объемной емкости водосборных бассейнов, такой как свободная емкость водохранилищ, уровень грунтовых вод и степень насыщения территориальных водоносных горизонтов , также необходимо для наиболее точного расчета наводнений. прогнозы.
Радиолокационные оценки количества осадков и общие методы прогнозирования погоды также являются важными компонентами хорошего прогноза наводнений. В районах, где имеются данные хорошего качества, интенсивность и высоту наводнения можно предсказать с достаточно хорошей точностью и заблаговременно. Результатом прогноза наводнения обычно является максимальный ожидаемый уровень воды и вероятное время его прибытия в ключевые места вдоль водного пути [73] , а также он может позволить рассчитать вероятный статистический период повторяемости наводнения. Во многих развитых странах городские районы, подверженные риску наводнений, защищены от 100-летнего наводнения – то есть наводнения, вероятность возникновения которого составляет около 63% за любой 100-летний период времени.
По данным Северо-восточного центра прогнозов рек (RFC) Национальной метеорологической службы США (NWS) в Тонтоне, штат Массачусетс , практическое правило прогнозирования наводнений в городских районах заключается в том, что примерно за час выпадает не менее 1 дюйма (25 мм) осадков. время, чтобы начать значительное скопление воды на непроницаемых поверхностях . Многие RFC NWS регулярно выпускают Рекомендации по внезапным паводкам и Рекомендации по верховьям вод, в которых указывается общее количество осадков, которое должно выпасть за короткий период времени, чтобы вызвать внезапные паводки или наводнения в более крупных водных бассейнах . [78]
Миф о потопе или миф о потопе — это миф , в котором великое наводнение, обычно посланное божеством или божествами, уничтожает цивилизацию , часто в качестве божественного возмездия . Часто проводятся параллели между водами потопа в этих мифах и первобытными водами , которые появляются в некоторых мифах о сотворении мира , поскольку воды потопа описываются как мера очищения человечества в рамках подготовки к возрождению. В большинстве мифов о потопе также присутствует культурный герой , который «олицетворяет человеческое стремление к жизни». [79]
Мотив мифа о потопе встречается во многих культурах, включая манвантару -сандхью в индуизме , Девкалиона и Пирру в греческой мифологии , повествование о потопе из Книги Бытия , истории о месопотамском наводнении и историю о наводнении Шайеннов .Слово «наводнение» происходит от древнеанглийского flōd , слова, общего для германских языков (сравните немецкий Flut , голландский vlo, происходящий от того же корня, что и в потоке, float ; также сравните с латинским fluctus , flumen ), означающим «текущий поток». воды, прилив, наводнение земли водой, потоп, Ноев потоп; масса воды, река, море, волна». [80] [81] Древнеанглийское слово flōd происходит от протогерманского floduz ( старофризский flod , древнескандинавский floð , среднеголландский vloet , голландский vloed , немецкий Flut и готский flodus происходит от floduz). [80]
Примеры по стране или региону:
Определения из Викисловаря
СМИ из Commons
Новости из Викиновостей
Цитаты из Wikiquote
Тексты из Wikisource
Учебники из Wikibooks
Ресурсы из Викиверситета
