Dlaczego powodzie uderzają inaczej latem i zimą

Powodzie nie mają ścisłego kalendarza. Na europejskich szerokościach geograficznych mogą one mieć miejsce w dowolnym miesiącu roku. Jeśli jednak spojrzeć na statystyki, pojawiają się pewne wzorce. Powódź na Renie następuje zwykle 1,5 razy w roku. Elba radzi sobie z 1,7. Odra – z dwoma. Dunaj zdobywa koronę trzema corocznymi powodziami.

Naukowcy dzielą te zdarzenia na dwie różne kategorie: powodzie letnie i powodzie zimowe. Różnica polega nie tylko na temperaturze. Są to prędkość, źródło i niebezpieczeństwo.

Jak letnie burze powodują powodzie w górach

Letnie powodzie mogą być gwałtowne i szybkie. Zwykle powstają w wyniku intensywnych opadów deszczu w lecie, takich jak ulewa po potężnej burzy. Najbardziej narażone są małe zlewiska, zwłaszcza górne biegu na obszarach górskich. Poziom wody szybko się podnosi. Wylewa się w ogromnych ilościach.

Powodzie zimowe działają inaczej. Tutaj opady i topnienie śniegu powodują powstawanie dużych ilości spływu, ale ich wznoszenie i opadanie następuje powoli. Niebezpieczeństwo przesuwa się w dolne partie systemu rzecznego. Tutaj występują wysokie stany wody z kilku dopływów. Kiedy te prądy zderzają się, dolny bieg staje się punktem ciśnienia.

Dlaczego Europa Środkowa cierpi z powodu powodzi wczesnym latem, podczas gdy tropiki czekają do lipca

Lokalizacja determinuje czas. W Europie Środkowej pierwsze miesiące lata są okresem wysokiego ryzyka. W regionach, w których regularnie roztapia się śnieg późną zimą, występują wiosenne powodzie. Obszary tropikalne są dotknięte porą deszczową.

W tropikach półkuli północnej największe przepływy obserwuje się od lipca do września. Szczyt Gangesu, Nilu Białego i Irawadi w sierpniu. Na półkuli południowej szczytowe przepływy przesuwają się z lutego na kwiecień, co zbiega się z lokalną porą deszczową.

Czy wysoki lub niski poziom wody w rzece jest niezwykły? Nie. Wahanie jest normalne. Rzeka staje się nieprzewidywalna i niebezpieczna tylko wtedy, gdy powoduje nadzwyczajne powodzie w społecznościach, w których ludzie nie byli odpowiednio przygotowani.

Efekt nasycenia gleby, który zamienia deszcz w powódź

To jest mechanizm, który zamienia deszcz w katastrofę. Kiedy pojemność gleby jest pełna, gleba jest nasycona wodą. Dzieje się tak często po długich okresach deszczowych w listopadzie lub grudniu na naszych szerokościach geograficznych. Jeśli ponownie mocno spadnie deszcz, gleba zachowuje się tak, jakby była wyłożona asfaltem.

Cała woda deszczowa spływa po powierzchni do strumieni i rzek. Woda gromadzi się w strumieniach, ale nie może zostać wystarczająco szybko odprowadzona. Tworzy się fala powodziowa.

Typowy układ pogodowy to naprzemienne występowanie frontów zimnych przynoszących śnieg i frontów ciepłych powodujących jego topnienie, czemu towarzyszą dodatkowe ulewne opady deszczu. Właśnie tak doszło do świątecznej powodzi na Renie w 1993 roku.

Z każdą powodzią poziom wody w rzece szybko się podnosi. W przypadku dużych rzek powódź może sięgać nawet 25-krotności minimalnego poziomu wody. W przypadku rzek średniej wielkości wskaźnik ten może osiągnąć 250-krotność. W skrajnych przypadkach obserwowano powodzie do 1350-krotności minimalnego poziomu wody.

Dlaczego górskie potoki niszczą mosty, a powodzie następują stopniowo

Na obszarach górskich wystarczy ograniczona przestrzennie surowa pogoda, aby strumienie wezbrały w niszczycielski sposób. Koryto rzeki ma niewielki przekrój, zwłaszcza w głęboko wciętych, wąskich dolinach. To nadaje fali powodziowej ogromną siłę. Ze względu na strome zbocze woda szybko spływa w dół doliny.

Tam, gdzie przelewa się przez brzegi, burzy domy i mosty. Wsparte siłą żwiru i gruzu, które niesie, zniszczenie następuje szybko. Katastrofa często zdarza się w mgnieniu oka.

Rzeki nizinne opowiadają zupełnie inną historię. W przypadku ogromnych strumieni równinnych powodzie narastają stopniowo na większym obszarze zlewni. Jedna fala powodziowa w górnym biegu dopływu może być lokalnie niszczycielska, ale w dolnym biegu głównej rzeki jest prawie nieodczuwalna.

Aby spowodować powódź w dole rzeki, potrzebny jest znacznie większy dopływ wody. Wyjątkowo obfite opady deszczu powinny występować przez długi czas na dużym obszarze zlewni. Wysokie powodzie z dopływów muszą kumulować się w rzece głównej.

Zagrożenie osiąga szczyt, gdy rzeka zawiera już więcej wody niż normalnie podczas normalnego okresu niskich przepływów, a następnie podczas następnego normalnego sezonu powodziowego otrzymuje jeszcze więcej nietypowych przepływów w wyniku dużych opadów. Ten przyrostowy wzrost ostrzega o wyjątkowych powodziach z tygodniowym wyprzedzeniem. Kiedy w końcu uformuje się fala powodziowa, nie wdziera się ona nagle na równinę. Na podstawie warunków hydrograficznych w górnym i środkowym biegu można nawet dość dokładnie przewidzieć jego przybycie.

Dane o największych odnotowanych wezbraniach wody

Skalę tych wydarzeń trudno ogarnąć bez liczb. W poniższej tabeli wymieniono niektóre z najwyższych zarejestrowanych poziomów wody w wybranych rzekach, mierzone w metrach wysokości.

Co naprawdę powoduje katastrofalne powodzie?

Największe i najbardziej niszczycielskie powodzie powstają na skutek wezbrania rzek w wyniku ciągłych lub nagłych ulew lub nagłego topnienia śniegu. Przepuszczalność gleby jest decydującym czynnikiem. Określa, ile wód powierzchniowych wpływa do rzek. Jeśli powierzchnia gleby jest nadal zamarznięta, nawet niewielkie opady mogą spowodować rozległe powodzie.

Na Syberii sytuacja się pogarsza. Duże rzeki płyną z południa na północ. Jednocześnie dryfujący lód w obszarach delt blokuje naturalny odpływ do morza. Co roku rozległe krajobrazy przekształcają się w niedostępne tereny podmokłe.

Ostatecznie warunki prowadzące do powodzi i zalań są następujące:
– Ciągłe ulewne deszcze
– Topniejący śnieg
– Zniszczenie zapór i/lub zapór

Fizyka jest zgodna. Niebezpieczeństwo leży w tym, dokąd spływa woda i jak szybko gleba może ją wchłonąć.

Dlaczego działalność człowieka powoduje pogorszenie powodzi

Można założyć, że powodzie to po prostu pech. Kwestia natury. Ale przyjrzyj się bliżej. Ludzie aktywnie niszczą systemy, które wcześniej wchłaniały wodę. To nie jest subtelna gra. To jest agresywny efekt.

Wylesianie na obszarach górskich pozbawia glebę systemów korzeniowych, które utrzymują ją na miejscu. Bez tej zielonej warstwy deszcz pada na gołą ziemię, zmywa wierzchnią warstwę gleby w dół i szybciej spływa do rzek. Powodzie występują na nizinach w dole rzeki.

Potem jest beton. Utwardziliśmy tereny zalewowe. Na terenach niegdyś zarośniętych gąbką budowaliśmy galerie handlowe, autostrady i osiedla mieszkaniowe. Teraz, kiedy pada deszcz, woda nie ma dokąd odpłynąć. Nie wchłania się. Spływa w dół.

Rolnictwo również odgrywa tutaj brudną rolę. Przekształcenie pastwisk w grunty orne wiąże się z użyciem ciężkiego sprzętu i nawozów chemicznych. To zagęszcza glebę. Ziemia zamienia się w cegłę. Deszcz nie może wnikać głęboko. Wpada do strumieni, gwałtownie zwiększając przepływ wody, gdy rzeka już wezbrała.

A gdzie budujemy? W strefach niebezpiecznych. Spójrz na Bangladesz. Gęstość zaludnienia w tych podatnych na powodzie deltach jest zdumiewająca. Umieszczamy nasze domy, firmy i nasze życie dokładnie tam, gdzie płynie woda. Dodaj do tego podnoszący się poziom mórz na skutek efektu cieplarnianego i masz przepis na katastrofę, którą sam sobie spowodowałeś.

Dwustronny miecz powodziowy

Wydaje się to sprzeczne z intuicją. Jak katastrofa może się przydać? Może. Powodzie są brudne, niszczycielskie i śmiertelne. Ale są też nawozem.

Weźmy pod uwagę Deltę Nilu. Przed budową Wysokiej Tamy w Asuanie coroczne powodzie powodowały osadzanie się na polach bogatego w składniki odżywcze mułu. Ten naturalny cykl nawadniania i nawożenia umożliwił rozkwit cywilizacji egipskiej. Bez tego corocznego spłukiwania ten szczególnie wysoki plon mógłby nigdy nie powstać. Powodzie były motorem rolnictwa.

Ale szkody są poważne. Jeśli powódź nastąpi tuż przed zbiorami, plony zostaną utracone. Zapasy żywności się kurczą. Historia jest pełna takich momentów. W Chinach, kiedy Rzeki Żółta lub Jangcy wylały z brzegów, liczba ofiar śmiertelnych późniejszej klęski głodu często przewyższała liczbę osób zabitych przez samą wodę. Powódź nie tylko ich utopiła. To ich zagłodziło.

Jest też wtórny zabójca. Choroby. Woda powodziowa to mieszanina ścieków, gleby i gruzu. Staje się wylęgarnią cholery i innych patogenów. Woda cofa się, ale choroba rozprzestrzenia się.

Praktyczne strategie ochrony przeciwpowodziowej

Nie możemy powstrzymać deszczu. Ale możemy kontrolować szkody. Stara sztuczka jest prosta. Buduj na palach. W niektórych częściach Azji Południowo-Wschodniej domy wznosi się na palach, co umożliwia przepływ pod nimi corocznych powodzi. Jest to ochrona pasywna, która działa z wodą, a nie przed nią.

Pomagają także bariery strukturalne. Śluzy i tamy powstrzymują rzekę. Ale działają tylko wtedy, gdy są utrzymywane, a ciśnienie nie przekracza ich granic.

Roślinność jest najskuteczniejszym buforem. Trawy, krzewy i drzewa stabilizują glebę. Lasy są w tym mistrzami. Luźna struktura gleby leśnej działa jak gigantyczna gąbka. Pochłania opady atmosferyczne, opóźnia spływ i wyrównuje bilans wodny. Bez tej pokrywy roślinnej spływ powierzchniowy następuje natychmiast i gwałtownie.

Zbiorniki pełnią funkcję amortyzatorów. Gromadzą wodę w okresach szczytowych i powoli ją oddają. Jezioro Bodeńskie w Niemczech robi to dla Renu. Bierze udział w letniej powodzi i zatrzymuje ją, stopniowo wypuszczając wodę, tak aby rzeka w dole rzeki nie podnosiła się gwałtownie.

W Ameryce Północnej w planowaniu miast przyjęto model podziału na strefy dla terenów zalewowych. Chodzi o stratyfikację ryzyka. Nie buduje się fabryki czy kompleksu mieszkalnego w najbardziej niebezpiecznym miejscu. Umieszczasz tam łatwopalne (niekrytyczne) przedmioty. Kosztowna, krytyczna infrastruktura zlokalizowana jest w najbezpieczniejszej strefie, jak najdalej od brzegu. Jest to logiczny sposób na zmniejszenie kosztów katastrofy.

Zmiana przepisów w Niemczech po 2002 roku

Lato 2002 roku było sygnałem pobudki. Powodzie były niszczycielskie. Infrastruktura zawiodła. Rząd zareagował. Latem 2004 roku Bundestag uchwalił „Ustawę o poprawie prewencyjnej ochrony przeciwpowodziowej”.

Podstawowa recepta jest jasna. Zatrzymaj budowę na terenach zalewowych. Kropka. Brak nowych stref mieszkalnych i komercyjnych na obszarach zagrożonych powodzią. Jeśli teren zostanie zalany, pozostaje terenem zalewowym.

Rolnictwo stoi w obliczu nowych, trudnych przepisów. Na obszarach o dużej erozji i spływie rolnictwo jest całkowicie zabronione. W innych obszarach rzecznych zagrożonych powodzią rolnictwo jest dozwolone tylko pod pewnymi warunkami. Na tych obszarach zabronione jest stosowanie szkodliwych pestycydów i nawozów. Gleba jest zbyt wrażliwa; chemikalia po prostu przedostaną się do układu wodnego.

Plan przewiduje także odwrócenie tamy. Przywrócenie naturalnej szerokości brzegów rzek. Niech rzeka oddycha. To przejście od walki z wodą do zarządzania przestrzenią wokół niej.

Wydarzenia 2002 roku pokazały, że sam beton nie wystarczy. Potrzebujesz przestrzeni. Potrzebujemy natury. Musimy zaakceptować fakt, że niektóre tereny są przeznaczone dla rzeki, a nie dla nas. Prawo stara się kodyfikować tę rzeczywistość. To powolny proces. Zmiana przepisów dotyczących zagospodarowania przestrzennego jest trudniejsza niż zbudowanie muru. Ale to jedyny sposób, aby zatrzymać cykl zniszczenia.