תוֹכֶן
הגדרת ההצפה של שירות מזג האוויר הלאומי קובעת כי "שיטפון הוא הצפת מים על יבשה בדרך כלל." שיטפונות קורים כאשר גשם יורד מהר יותר מכפי שהאדמה יכולה לספוג או שתעלות טבעיות יכולות להוביל מים.
סוגי אירועי שיטפון
שיטפונות הבזק
הגורם המוביל למקרי מוות במזג אוויר בארצות הברית, שיטפונות הבזק מתרחשים תוך שש שעות מאירוע הגשם. מרבית שיטפונות הפלאש מתרחשים בגלל גשמים עזים מסופות רעמים נעות איטיות, סופות רעמים חוזרות ונשנות או גשמים עזים של הוריקנים או סערות טרופיות.
שיטפונות נהר
גשמים עונתיים, שלג נמס או סערות דחופות עלולים להוביל לשיטפונות בנהר. שיטפונות נחלים מתרחשים כחלק מהמחזור העונתי הטבעי ויכולים להימשך שבוע ואף יותר.
שיטפונות החוף
שיטפונות לאורך קו החוף קורים כאשר סערות או רוחות דוחפים את האוקיאנוס רחוק יותר מקווי הגאות הרגילים. מערכות קיצוניות בלחץ נמוך ורוחות עזות על החוף, בעיקר מהוריקנים וסופות טרופיות, גורמות להצפות בחוף. גלי ים סיסמיים, הידועים יותר בשם צונאמי או גלי גאות ושפל, המופעלים על ידי רעידות אדמה מתחת למים או התפרצויות געשיות גורמים אף הם לשיטפונות החוף.
שיטפונות עירוניים
ככל שהאזורים העירוניים צומחים כך גם איום ההצפות. ריצוף ומבנים מונעים חדירה ומגדילים את הנגר. רחובות יכולים להפוך לנהרות זורמים ואזורים נמוכים כמו מעברים ומרתפים עשויים להתמלא במים.
סכיני קרח ופקקי עצים
לפעמים קרח או חומרים טבעיים אחרים כמו עצים ושיחים חוסמים באופן זמני נגר. כאשר חומרים אלה מעכבים נגר, המים בונים לחץ, מתנהגים כמו שיטפון אם הסכר הזמני נשבר לפתע.
אירועי שיטפון אחרים
שיטפונות חמורים עלולים להתרחש כאשר שקעים או סכרים נשברים או כאשר יש לשחרר מים מהנקעים כדי להקל על הלחץ. התכה של שלג על ידי תנועת מאגמה עלולה גם היא לגרום לאירועי שיטפון פתאומיים, כמו עם התפרצות הר. סנט הלנס.
רעיונות לעיצוב פרוייקטים מבול
שני גורמים עיקריים בשיטפונות הם כמות הגשמים ועוצמת הגשמים, עם השפעות מטופוגרפיה, תנאי אדמה וכיסוי קרקע. כל אחד מהגורמים הללו מציע פרויקטים אפשריים. באופן כללי, פרויקט בנושא גורמים או תוצאות לשיטפון ישתמש במודלים.
טופוגרפיה משפיעה על קצב זרימת המים. השווה את מהירות הזרימה על בסיס זווית השיפוע. בנה או צור מחיקה למים. חשב את מהירות זרימת המים באמצעות מהירות שווה למרחק מחולק לפי זמן. אפס את הנתיב לזווית תלולה יותר וחשב שוב את המהירות. השווה בין המהירויות. שאלה אפשרית: האם הכפלת זווית המדרון מכפילה גם את מהירות המים?
שקול כיצד רוחב תעלת נחל משפיע על מהירות המים. השתמש בשני רוחבים שונים של מצנח. מדוד את המהירויות והשווה.
הערך כיצד עומק המים משתנה ככל שמצטמצמים התעלות. שיטפונות הבזק יכולים לגרום לחומת מים בגובה 30 מטר בקניון צר. צור או בנה חריץ צר ומערכת חבלה רחבה. כמות המים הזורמת חייבת להיות זהה לשני התעלות. מודדים את גובה קו המים בכל מקרה. לחילופין, צור מחליקה שמשתנה בהדרגה מרחב ורדוד לצר ועמוק. סמנו את קו המים. הרחב את הפרויקט על ידי השוואה בין מהירות המים בקטע הרחב למהירות בקטע הצר.
כמעט מחצית מקרי המוות שקשורים לשיטפונות מתרחשים במכוניות. חשב את הכוח הנדרש להעברת רכב ממוצע. כמה עמוק צריכים להיות מים כדי להזיז מכונית?
שיטפונות מסוימים נובעים משבירת סכרי קרח, שדרות או סכרים. למעשה, אחת משבירות הסכר הגרועות ביותר בתולדות ארצות הברית הייתה השיטפון של ג'ונסטאון ב- 31 במאי 1889. חקר ועיצוב סכר. בנה דגם של הסכר על גבי מצנח. קבע את הכוח הנדרש לשבירת הסכר. הערך ותכנן מחדש כדי לשפר. לחלופין, תכנן גשר כדי למזער את חסימות הפסולת. הערך את הלחץ על גשר בגלל פסולת או פקקי קרח.
איך נראים משקעי משקע משיטפון? בנה או צור שני מצבים. מקם מצנח אחד בזווית רדודה והשני בזווית תלולה יותר (באופן כללי המדרונות הטבעיים התלולים ביותר נעים בין 45 ל 60 מעלות). מלאו את שתי התעלות בכמויות שוות של סחף, חול וסלעים המסודרים כמה שיותר זהים. הניחו קופסת פלסטיק ברורה בתחתית כל מצנח. תן למים לזרום דרך כל מצנח כדי לשאת את הקלע, החול והסלעים לתוך קופסאות הפלסטיק. השווה את הסידורים הסופיים של משקעים. לחלופין, אפשר למים ולמשקעים לזרום החוצה. מדדו והשוו עד כמה המים נושאים את המשקעים.
סוג הקרקע משפיע על קצב הסתננות הגשמים. השתמש בקופסאות פלסטיק רדודות, מילא אחת עם סחף, אחת עם חול ואחת עם חלוקי נחל, מילאה לראש קופסת הפלסטיק. אתה יכול להרחיב את הרעיון על ידי שימוש בשתי קופסאות שונות לכל סוג אדמה, להשאיר משקעים רופפים בתיבה אחת ואורזים את המשקעים בחוזקה בשני. מניחים כל קופסת פלסטיק בקופסה גדולה יותר כדי לתפוס נגרר. השתמש במערכת ממטרה כדי "לרדת גשם" על הקופסאות. מדדו והשוו את כמות המים ששוקעים במשקעים ומדדו את כמות המים הזורמת. אולי תרצה גם לאפס את התיבות ולהגדיל את שיעור הגשמים.
כיסוי הצמח משפיע על נגר הגשמים. השתמש בשני מיכלי פלסטיק ברורים. מלא את שניהם באדמה. נטע זרעי דשא במיכל אחד. לאחר שהתבסס דשא, השתמש בממטר למטרות גשם על שני המכולות. ללכוד ולמדוד את כמות הנגר. לחלופין, השתמשו בקיסמים כדי לדמות צמחים במיכל אחד. מדדו את כמויות המים החודרות ושאורות.
חנך את הציבור עם פרויקט חירום לשיטפון. חקר את אזורי השיטפון באזור. צור קמפיין מודעות לציבור. שתף רשימת רשימות מוכנות לשעת חירום. כתוב מאמר לעיתון המקומי או למהדורת החדשות. יש לעבוד עם הרשויות המקומיות כדי ליצור ולפרסם שלטי נתיבי בריחה מחירום מאזורי שיטפון.
פרויקטים של מדעי האזרח
פרויקטים מדעיים מקוונים של האזרחים מאפשרים לאנשים לאסוף ולהוסיף נתונים למחקרים מדעיים. SciStarter ו- Citizen Science Alliance (ראה משאבים) הם שני אתרים מקוונים המחפשים תשומות ציבוריות.