Содержание
В определении наводнения Национальной метеорологической службы говорится, что «наводнение - это перетекание воды на землю, которая обычно сухая». Наводнение происходит, когда дождь падает быстрее, чем земля может поглотить или естественные каналы могут унести воду.
Типы наводнений
Паводки
Ведущие причины смертельных случаев, связанных с погодой в Соединенных Штатах, внезапные наводнения случаются в течение шести часов после дождя. Большинство ливневых паводков происходят из-за проливных дождей из-за медленно движущихся гроз, повторяющихся гроз или проливных дождей ураганов или тропических штормов.
Речные наводнения
Сезонные дожди, таяние снега или заторможенные штормы могут привести к паводкам в реках. Речные паводки происходят как часть естественного сезонного цикла и могут длиться неделю или более.
Прибрежные наводнения
Наводнения вдоль береговых линий происходят, когда штормы или ветры толкают океан дальше, чем обычные линии прилива. Чрезвычайные системы низкого давления и сильные береговые ветры, особенно от ураганов и тропических штормов, вызывают прибрежные наводнения. Сейсмические морские волны, более известные как цунами или приливные волны, вызванные подводными землетрясениями или извержениями вулканов, также вызывают прибрежные наводнения.
Городские наводнения
По мере роста городских районов возрастает и опасность наводнений. Тротуар и здания предотвращают инфильтрацию и увеличивают сток. Улицы могут стать текущими реками, а низкие участки, такие как подземные переходы и подвалы, могут заполняться водой.
Ледяные плотины и бревна
Иногда лед или другие природные материалы, такие как деревья и кустарники, временно блокируют сток. Когда эти материалы задерживают сток, вода создает давление, которое ведет себя как внезапное наводнение, если временная плотина внезапно прорывается.
Другие Наводнения
Сильное затопление может произойти, когда дамбы или дамбы разрушатся, или когда из водостоков нужно будет сбросить воду, чтобы сбросить давление. Таяние снега под действием магмы может также вызвать внезапные наводнения, как, например, в 1980 году извержение горы. Сент-Хеленс.
Идеи Проекта Потопа
Двумя ключевыми факторами наводнения являются количество осадков и интенсивность осадков, которые зависят от топографии, состояния почвы и почвенного покрова. Каждый из этих факторов предполагает возможные проекты. В общем, проект по причинам или результатам наводнения будет использовать модели.
Топография влияет на скорость потока воды. Сравните скорость потока на основе угла наклона. Постройте или создайте желоб для воды. Рассчитайте скорость потока воды, используя скорость, равную расстоянию, деленному на время. Сбросьте желоб на более крутой угол и снова рассчитайте скорость. Сравните скорости. Потенциальный вопрос: удваивает ли угол наклона также удвоение скорости воды?
Рассмотрим, как ширина ручья влияет на скорость воды. Используйте две разные ширины желоба. Измерьте скорости и сравните.
Оцените, как изменяется глубина воды при сужении канала. В результате внезапных наводнений в узком каньоне может образоваться стена воды высотой 30 футов. Создать или построить узкий желоб и широкий желоб. Количество протекающей воды должно быть одинаковым для обоих желобов. Измерьте высоту ватерлинии в каждом случае. Альтернативно, создайте желоб, который постепенно изменяется от широкого и мелкого к узкому и глубокому. Отметьте линию воды. Расширьте проект, сравнив скорость воды в широком разделе со скоростью в узком разделе.
Почти половина смертей от наводнений происходит в автомобилях. Рассчитайте силу, необходимую для перемещения среднего автомобиля. Насколько глубока должна быть вода, чтобы двигать машину?
Некоторые наводнения возникают в результате разрушения ледяных плотин, дамб или плотин. Фактически, одним из худших прорывов плотины в истории США было наводнение в Джонстауне 31 мая 1889 года. Исследуйте и спроектируйте плотину. Постройте модель плотины через желоб. Определите силу, необходимую для разрушения плотины. Оценка и редизайн для улучшения. В качестве альтернативы спроектируйте мост, чтобы минимизировать застревание мусора. Оцените давление на мосту из-за мусора или ледяных пробок.
Как выглядят осадочные отложения в результате наводнения? Постройте или создайте два желоба. Поместите один желоб под небольшим углом, а другой - под более крутым (обычно самые крутые естественные склоны находятся в диапазоне от 45 до 60 градусов). Заполните оба желоба равным количеством ила, песка и камней, расположенных как можно ближе друг к другу. Поместите прозрачную пластиковую коробку в нижней части каждого желоба. Дайте воде стечь через каждый желоб, чтобы перенести ил, песок и камни в пластиковые ящики. Сравните окончательное расположение отложений. Кроме того, позвольте воде и осадкам вытечь. Измерьте и сравните, как далеко вода переносит отложения.
Тип почвы влияет на скорость инфильтрации осадков. Используя неглубокие пластиковые коробки, заполните одну илом, одну песком и одну галькой, заполнив верхнюю часть пластиковой коробки. Вы можете расширить идею, используя две разные коробки для каждого типа почвы, оставляя отложения в одной коробке и плотно упаковывая отложения в другой. Поместите каждую пластиковую коробку в большую коробку, чтобы поймать сток. Используйте спринклерную систему для «дождя» на ящиках. Измерьте и сравните количество воды, которая попадает в донные отложения, и измерьте количество воды, которая стекает. Вы также можете сбросить настройки и увеличить количество осадков.
Растительный покров влияет на дождевой сток. Используйте два прозрачных пластиковых контейнера. Заполните оба с почвой. Посадите семена травы в один контейнер. Как только трава установится, используйте дождеватель, чтобы пролить дождь на оба контейнера. Захватить и измерить количество стока. Альтернативно, используйте зубочистки, чтобы моделировать растения в одном контейнере. Измерьте количество воды, которая проникает и стекает.
Просвещать население с помощью проекта по ликвидации последствий наводнения. Исследуйте зоны затопления в этом районе. Создайте кампанию по информированию общественности. Разделите контрольные списки готовности к чрезвычайным ситуациям. Напишите статью для местной газеты или новостей. Работать с местными властями над созданием и размещением знаков аварийного выхода из зон затопления.
Гражданские научные проекты
Онлайн-проекты гражданских наук позволяют людям собирать и добавлять данные в научные исследования. SciStarter и Citizen Science Alliance (см. Раздел «Ресурсы») - это два онлайн-сайта, ищущих общественный вклад