Новое исследование Майкла Сингера и его коллег из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре представляет изменение парадигмы в анализе опасности наводнений, которое может изменить способ оценки такого риска в будущем. Результаты опубликованы в журнале Geophysical Research Letters.Существующие анализы связывают опасность наводнений с частотой возникновения паводков. Однако они не принимают во внимание способность речных каналов принимать их.
Исследователи представляют новый метод, который сравнивает влияние пропускной способности канала и потока на частоту возникновения опасности наводнения. Они также документируют, как со временем изменилась опасность наводнений в более чем 400 ручьях по всей территории Соединенных Штатов.«Наши результаты показывают, что изменения в границах речного русла напрямую влияют на тенденции опасности наводнений в США», — сказал Сингер, младший научный сотрудник Института исследований Земли UCSB. «Мы показываем, что для точного расчета опасности наводнения и страховых взносов для речных бассейнов, пропускную способность канала необходимо учитывать вместе с потоком ручья».Ведущий автор Луиза Слейтер, доктор философии.
Студент Университета Сент-Эндрюс в Шотландии собрал недавно оцифрованные данные Геологической службы США (USGS). Используя сложные процессы фильтрации, она сократила исходный набор данных из 11000 станций до 401, которые были хорошо распределены по стране, и разработала процедуру разделения воздействия гидрологии и геоморфологии на опасность наводнений. В среднем данные исследования охватывали от 40 до 60 лет для каждого местоположения.
Чтобы найти относительные величины двух компонентов данных — количества воды, а также размера и состояния канала — исследователи разделили эти факторы, а затем исследовали, как они могут взаимодействовать друг с другом. Количество воды также известно как эффект частоты потока; размер канала и условия (морфология) упоминаются как пропускная способность канала.«Если будет больше воды, поступающей из водораздела, но канал будет каким-то образом расширен, это компенсирует увеличившийся поток воды», — пояснил Сингер. «Эти два фактора, потенциально взаимодействующие друг с другом, могут не измениться или могут увеличить количество изменений в том или ином направлении».Результаты показали, что важные тенденции в морфологии канала во времени были в три раза чаще, чем тенденции, связанные с количеством воды, что указывает на то, что изменения в геометрии канала имеют тенденцию компенсировать увеличение потока воды. «Это вызвало тревогу», — сказал Сингер. «Это говорит о том, что во многих областях, которые мы, возможно, не считали имеющими тенденции к риску наводнений, на самом деле есть тенденции».
Например, на Тихоокеанском Северо-Западе увеличение опасности наводнений связано с эффектом пропускной способности канала, поскольку каналы заполняются отложениями или растительностью, которые препятствуют потоку воды. «Морфология русла оказывает большое влияние на опасность наводнений, поэтому опасность наводнений здесь недооценивается», — отметил Сингер.«В долине реки Миссисипи происходит обратное», — добавил он. «Это область, в которой люди могут переоценить влияние увеличившегося потока реки, потому что каналы приспосабливаются к ускоренному гидрологическому циклу».
Исследование демонстрирует, что 10-летние тенденции пропускной способности каналов существенно влияют на частоту долгосрочных наводнений и что опасность наводнений существенно меняется на большинстве изученных участков. «Основываясь на нашем анализе, мы утверждаем, что для разработки соответствующих стратегий управления или установления страховых взносов от наводнения для любого местоположения необходимо учитывать как частоту потока, так и влияние на пропускную способность канала при опасности наводнения», — заключил Сингер.