홍수의 작동 원리

물 은 지구상 에서 가장 유용한 것 중 하나입니다 . 우리는 그것을 마시고, 목욕하고, 그것으로 청소하고, 음식을 요리하는 데 사용합니다. 대부분의 경우 완전히 양성입니다. 그러나 충분히 많은 양의 칫솔을 헹구는 데 사용하는 것과 똑같은 재료가 자동차를 뒤집고 집을 무너뜨리고 심지어 사람을 죽일 수도 있습니다.

홍수는 다른 어떤 기상 현상보다 지난 백년 동안 수백만 명의 목숨을 앗아갔습니다. 뉴올리언스의 허리케인 카트리나와 미얀마를 강타한 2008년 사이클론은 홍수로 인해 발생할 수 있는 광범위한 피해의 최근 사례입니다.

이 기사에서 우리는 무엇이 물의 성질을 그렇게 빠르게 변화시키는지 알아내고 그것이 일어날 때 어떤 일이 일어나는지 알아볼 것입니다. 우리는 홍수 의 부정적인 영향 과 몇 가지 이점을 살펴볼 것 입니다. 우리는 또한 인간의 건축물이 어떻게 홍수를 억제할 수 있는지 또는 어떤 경우에는 홍수를 일으킬 수 있는지 조사할 것입니다.

내용물

1. 물, 모든 곳의 물
2. 궁색하여
3. 강으로 데려가줘
4. 지옥 또는 높은 물이 온다

홍수가 어떻게 작용 하는지 이해하려면 지구에서 물이 어떻게 작용하는지 알아야 합니다. 지구상의 물의 총량은 수백만 년 동안 상당히 일정하게 유지되었습니다(그 당시 그 분포는 상당히 다양했지만). 매일 극소량의 물이 대기 중으로 손실되고 있으며 강한 자외선에 의해 물 분자가 분해될 수 있지만 화산 활동에 의해 지구 내부에서도 새로운 물이 방출됩니다 . 생성되는 물의 양과 손실되는 물의 양은 거의 같습니다.

언제든지 이 양의 물은 다양한 형태로 존재합니다. 그것은 바다, 강, 비에서와 같이 액체일 수 있습니다. 북극과 남극의 빙하에서와 같이 단단합니다. 또는 공기 중의 보이지 않는 수증기와 같이 기체 상태입니다. 물은 바람의 흐름에 의해 행성 주위를 이동할 때 상태에서 상태로 변합니다.. 바람의 흐름은 태양의 가열 활동에 의해 생성됩니다. 태양은 북쪽과 남쪽보다 먼 지역보다 지구의 적도 주변 지역에서 더 많이 비추기 때문에 지구 표면에 열 불일치가 발생합니다. 따뜻한 지역에서는 뜨거운 공기가 대기로 상승하여 찬 공기를 비어 있는 공간으로 끌어들입니다. 더 시원한 지역에서는 찬 공기가 가라앉아 따뜻한 공기를 빈 공간으로 끌어들입니다. 지구의 자전은 이 순환을 깨뜨리므로 지구 전체에 걸쳐 몇 개의 더 작은 기류 순환이 있습니다.

이러한 기류 주기에 의해 구동되는 지구의 물 공급은 자체 주기로 움직입니다. 태양이 바다를 데우면 바다 표면의 액체 물 이 공기 중의 수증기로 증발 합니다. 태양은 이 공기(수증기 및 모든 것)를 가열하여 대기를 통해 상승하고 바람의 흐름에 따라 운반됩니다. 이 수증기가 상승함에 따라 다시 냉각되어 액체 물방울(또는 고체 얼음 결정)으로 응축 됩니다. 이러한 물방울의 집합을 구름 이라고 합니다 . 구름이 더 시원한 환경으로 이동하면 더 많은 물이 이 물방울에 응결될 수 있습니다. 이런 식으로 물이 충분히 쌓이면 물방울이 무거워져 강수 형태로 공기 중으로 떨어집니다.(비, 눈, 진눈깨비 또는 우박). 이 물 중 일부는 대규모 지하 저수지에 모이지만 대부분은 강과 개울을 형성하여 바다로 흘러들어가 물을 시작점으로 되돌립니다.

전반적으로 대기의 풍류는 상당히 일정합니다. 연중 특정 시기에 해류는 전 세계적으로 특정한 방식으로 움직이는 경향이 있습니다. 결과적으로 특정 위치는 일반적으로 매년 같은 종류의 기상 조건을 경험합니다. 하지만 하루하루 날씨를 예측할 수 없습니다. 풍류와 강수는 주로 지리 및 주변 기상 조건과 같은 많은 요인의 영향을 받습니다. 수많은 요인이 무한한 다양한 방식으로 결합하여 모든 종류의 날씨를 생성합니다. 때때로 이러한 요소는 비정형적인 양의 액체 물이 한 영역에 모이는 방식으로 상호 작용합니다. 예를 들어, 상황에 따라 때때로 허리케인 이 형성됩니다., 가는 곳마다 많은 양의 비를 퍼붓는다. 허리케인이 한 지역에 머물거나 여러 허리케인이 해당 지역을 이동하는 경우 토지는 평소보다 훨씬 더 많은 강수량을 받습니다.

수로는 시간이 지남에 따라 천천히 형성되기 때문에 그 크기는 일반적으로 해당 지역에 축적되는 물의 양에 비례합니다 . 갑자기 물의 양이 훨씬 많아지면 정상적인 수로가 범람하고 물이 주변 땅으로 퍼집니다. 가장 기본적인 수준에서 이것은 홍수입니다. 육지에 물이 비정상적으로 축적되는 것입니다.

엄청난 양의 비를 가져오는 일련의 폭풍이 홍수의 가장 흔한 원인이지만 다른 것도 있습니다. 다음 섹션에서는 홍수가 시작되는 몇 가지 방법과 그 규모를 결정하는 몇 가지 요인을 살펴보겠습니다.

지난 절에서 우리는 한 지역에 비정형적인 양의 물이 모일 때 홍수가 발생하는 것을 보았다. 이러한 일이 발생할 수 있는 방법에는 여러 가지가 있으며 그럴 때 발생하는 이벤트도 광범위합니다.

대부분의 사람들에게 익숙한 홍수 유형은 비정상적으로 많은 수의 폭풍우가 상당히 짧은 시간에 지역을 강타할 때 발생합니다. 이 경우 물을 바다로 돌리는 강과 개울이 압도됩니다. 다른 계절의 변화하는 온도는 다른 날씨 패턴으로 이어집니다. 예를 들어, 겨울에는 바다 위의 공기가 육지 위의 공기보다 따뜻하여 바람의 흐름이 육지에서 바다로 이동할 수 있습니다. 그러나 여름에는 육지의 공기가 가열되어 바다의 공기보다 따뜻해집니다. 이것은 바람의 흐름을 역전시켜 바다에서 더 많은 물을 끌어올려 육지로 운반합니다. 이번 장마바람 시스템은 일년 내내 기후와 완전히 다른 강한 비를 유발할 수 있습니다. 일부 지역에서는 녹은 눈으로 인한 과도한 물 때문에 이 홍수가 악화될 수 있습니다.

아마도 계절적 홍수의 가장 잘 알려진 예는 이집트의 나일 강의 연간 확장일 것입니다. 고대 이집트에서는 강의 근원지에서 우기에 비가 내리면 여름 동안 수로가 상당한 거리로 확장되었습니다. 이 경우 홍수는 재앙이 아니라 신의 선물이었습니다. 팽창하는 물은 강둑을 따라 비옥한 토사를 남길 것이고, 강이 다시 가라앉으면 그 지역을 이상적인 농경지로 만들 것입니다. 이것은 이집트 사막에서 문명이 번성할 수 있었던 주요 요인 중 하나입니다. 요즘에는 상류에 있는 댐으로 강이 막혀 여름 비를 모아 일년 내내 쏟아 붓습니다. 이것은 이집트 농장이 일년 내내 작물을 재배할 수 있도록 파종 시즌을 연장했습니다.

범람의 또 다른 일반적인 원인은 평소보다 더 내륙으로 바다의 범위를 확장하는 비정상적인 조수 활동입니다. 이것은 해수를 비정상적인 방향으로 밀어내는 특정 바람 패턴으로 인해 발생할 수 있습니다. 또한 지진 해일 , 즉 지각의 변화로 인해 발생하는 바다의 큰 파도 로 인해 발생할 수도 있습니다 .

인공 댐을 만들 때 홍수가 발생할 수도 있습니다.휴식. 우리는 우리 자신의 목적에 맞게 강의 흐름을 수정하기 위해 댐을 건설합니다. 기본적으로 댐은 큰 저수지에 하천의 물을 모으기 때문에 자연이 결정하는 것이 아니라 강의 흐름을 증감할 시기를 결정할 수 있습니다. 엔지니어들은 축적될 가능성이 있는 모든 양의 물을 견딜 수 있는 댐을 건설합니다. 그러나 때때로 엔지니어가 예측한 것보다 더 많은 물이 축적되어 댐 구조가 압력을 받아 파손됩니다. 이런 일이 발생하면 엄청난 양의 물이 한꺼번에 방출되어 격렬한 물의 "벽"이 땅을 가로질러 밀어냅니다. 1889년에 펜실베니아 주 존스타운에서 그러한 홍수가 발생했습니다. 마을 사람들은 홍수가 닥칠 것이라는 경고를 받았지만 많은 사람들은 이 경고를 근거 없는 공황이라고 일축했습니다. 돌진하는 물의 벽이 2개 이상 부딪혔을 때,불과 몇 분 만에 000명이 사망했습니다.

홍수의 심각성은 일정 기간 동안 축적되는 물의 양뿐만 아니라 이 물을 처리할 수 있는 토지의 능력에 달려 있습니다. 우리가 보았듯이 이것의 한 요소는 한 지역의 강과 시내의 크기입니다. 그러나 똑같이 중요한 요소는 토지의 흡수성 입니다. 비가 오면 흙은 일종의 스펀지 역할을 합니다. 토지가 포화 상태일 때, 즉 가능한 모든 물을 흡수하면 더 이상 축적된 물은 유출수로 흘러야 합니다 .

일부 재료는 다른 재료보다 훨씬 빨리 포화됩니다. 이것이 어떻게 작동하는지 확인하려면 물통을 밖에 가져다가 다양한 표면을 적셔보세요. 숲 한가운데 흙은 훌륭한 스펀지다. 여러 양동이의 물을 버리면 물이 바로 잠길 수 있습니다. 암석은 흡수성이 좋지 않습니다. 물을 전혀 흡수하지 않는 것 같습니다. 단단한 점토는 그 사이 어딘가에 떨어집니다. 일반적으로 농작물을 위해 경작된 토양은 경작되지 않은 토지보다 흡수력이 떨어지므로 농장 지역은 자연 지역보다 홍수를 겪을 가능성이 더 높습니다.

주변의 흡수성이 가장 낮은 표면 중 하나는 콘크리트입니다. 다음 섹션에서는 콘크리트, 아스팔트 및 기타 인간 건축물이 홍수에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 알아보겠습니다.

마지막 섹션에서 홍수의 정도는 지표면의 특성뿐만 아니라 해당 지역에 축적된 물의 양에 의해 결정된다는 것을 보았습니다. 문명이 확장됨에 따라 인간은 다양한 방식으로 풍경을 변화시켰습니다. 서구 세계에서 가장 중요한 변화 중 하나는 아스팔트와 콘크리트로 땅을 덮는 것입니다. 분명히, 이러한 표면은 주변의 최고의 스펀지가 아닙니다. 축적되는 거의 모든 비는 유출수가 됩니다. 좋은 배수 시스템이 없는 공업화된 지역에서, 심각한 홍수를 일으키기 위해 많은 비가 필요하지 않을 수 있습니다.

로스앤젤레스와 같은 일부 도시에서는 이 문제를 방지하기 위해 콘크리트 홍수 구호 수로를 건설했습니다. 비가 많이 내리면 물이 이 수로로 흘러 들어가 물이 ​​더 잘 흡수될 수 있는 도시 밖으로 사행합니다. 그러나 이러한 종류의 시스템은 범람의 원인이 될 수 있습니다. 콘크리트와 아스팔트로 한 지역을 덮는 것은 본질적으로 지구의 천연 스펀지의 일부를 잘라내는 것이므로 스펀지의 나머지 부분에는 처리해야 할 물이 훨씬 더 많습니다.

비슷한 문제가 제방 , 즉 범람을 방지하기 위해 강을 따라 세워진 큰 벽 에서도 발생할 수 있습니다 . 이러한 구조는 강의 자연 제방을 확장하여 훨씬 더 많은 물이 강을 통해 흐를 수 있도록 합니다. 그러나 한 지역에서 물을 차단하는 데는 효과적일 수 있지만 일반적으로 제방이 없는 라인 아래 지역에서는 문제를 더 악화시킵니다. 그 지역은 강 위로 더 멀리 퍼졌을 모든 홍수 물을 얻습니다. 제방의 또 다른 위험은 댐처럼 부서질 수 있다는 것입니다. 이 경우 단기간에 많은 양의 물이 육지로 흘러나옵니다. 이것은 가장 위험한 홍수 상태를 유발할 수 있습니다.

사람들은 해안선을 따라 범람을 통제하는 데 많은 성공을 거두지 못했습니다. 이 지역의 과도한 물은 침식으로 인해 인공 구조물에 특히 파괴적입니다. 이 침식을 제어하는 ​​한 가지 방법은 물이 땅과 만나는 곳에 울타리와 벽을 만드는 것입니다. 이것은 파도의 힘을 억제하여 해변을 마모시키지 않습니다. 그러나 구조는 또한 해변 형성 과정을 방해합니다. 물이 해안으로 이동하는 것을 차단하면 바다는 모래를 분배할 수 없고 아름다운 해변을 얻을 수 없습니다.

울타리와 벽의 또 다른 문제는 그들이 할 수 있는 것이 너무 많다는 것입니다. 기본적으로 해변은 압도적인 바다의 힘에 의해 형성되는 환경을 변화시키고 있습니다. 그것들은 본질적 으로 파도의 역동적인 작용에 의해 침식되고 움직인다고 가정 합니다. 홍수는 이 과정의 일반적인 부분이며 우리가 무엇을 하든 계속될 것입니다.

많은 내륙 지역에서도 마찬가지입니다. 강은 풍경의 안정적이고 움직이지 않는 특징으로 보일 수 있지만 실제로는 활기차고 역동적인 존재입니다. 이것은 특히 미국의 미시시피와 중국의 양쯔강과 황허강과 같은 큰 강에 해당됩니다. 시간이 지남에 따라 이러한 수로가 확장되고 경로가 크게 바뀌며 흐름 방향이 바뀔 수도 있습니다. 이러한 이유로 강둑 주변의 토지는 홍수에 매우 취약합니다.

불행하게도, 강은 문명을 위한 자연적인 흐름이기도 합니다. 무엇보다도, 그들은 물, 비옥한 토양 및 쉬운 운송 수단의 지속적인 공급을 제공합니다. 수위가 낮을 때 사람들은 강둑을 따라 건물을 짓고 모든 혜택을 누립니다. 어느 순간 물이 움직일 때가 오고, 범람원을 따라 지은 사람들은 자신이 불건전한 땅에 살고 있다는 것을 금세 알아차립니다. 이 지역에 대규모 공사가 진행되면 홍수 피해가 치명적일 수 있습니다.

다음 섹션에서는 일반 물이 얼마나 큰 피해를 줄 수 있는지 알아보기 위해 다양한 종류의 홍수 피해를 살펴보겠습니다.

홍수로 인한 최악의 피해인 인명과 가옥의 손실은 주로 흐르는 물의 힘에 의해 발생합니다. 홍수가 나면 61cm(2피트)의 물은 차를 씻어낼 만큼의 힘으로 움직일 수 있으며 15cm(6인치)의 물은 발을 넘어뜨릴 수 있습니다. 물, 심지어 많은 양의 물이 그런 벽을 채울 수 있다는 것이 놀랍게 보일 수 있습니다. 결국, 당신은 흔들리지 않고 바다에서 평화롭게 수영 할 수 있습니다. 그것은 엄청난 양의 움직이는 물입니다. 그리고 대부분의 경우 흐르는 강물은 당신을 넘어뜨릴 만큼 강하지 않습니다. 그렇다면 홍수 물은 왜 다르게 행동합니까?

홍수 물은 일반 강이나 잔잔한 바다보다 훨씬 더 많은 압력을 가할 수 있기 때문에 더 위험합니다. 이것은 많은 홍수 동안 존재하는 물의 양의 엄청난 차이 때문입니다. 홍수가 발생하면 한 지역에는 많은 양의 물이 모이지만 다른 지역에는 물이 거의 없을 수 있습니다. 물은 상당히 무거워서 "자신의 수준을 찾기" 위해 매우 빠르게 움직입니다. 지역에 걸쳐 물의 양의 차이가 클수록 운동의 힘이 커집니다. 그러나 특정 지점에서 물은 그렇게 깊지 않아 보이지도 않고 너무 늦을 때까지 특별히 위험해 보이지도 않습니다. 모든 홍수 사망자의 거의 절반이 차를 몰고 흐르는 물을 통과하려고 시도하는 사람들로 인해 발생합니다. 바다에는 홍수보다 더 많은 물이 있지만, 그렇지 않습니다.그것은 상당히 고르게 분포되어 있기 때문에 우리를 넘어뜨립니다. 잔잔한 바다의 물은 자신의 수준을 찾기 위해 서두르지 않습니다.

가장 위험한 홍수는 갑작스럽고 강렬한 물의 축적으로 인해 발생하는 돌발 홍수 입니다. 돌발 홍수는 물이 쌓이기 시작한 직후(과도한 비 또는 다른 원인으로 인해) 지역을 강타하므로 많은 시간에 사람들이 홍수가 오는 것을 보지 못합니다. 한 지역에 많은 양의 물이 모이기 때문에 돌발 홍수는 큰 힘으로 움직여 사람, 자동차, 심지어 집까지 밀어내는 경향이 있습니다. 돌발 홍수는 심한 뇌우가 산에 많은 양의 비를 쏟아 부었을 때 특히 파괴적일 수 있습니다. 물은 엄청난 속도로 산을 내려와 아래 계곡의 모든 것을 쟁기질합니다.

미국 역사상 최악의 돌발 홍수 중 하나는 1976년 콜로라도주 빅톰슨 캐년에서 발생했습니다. 5시간도 채 되지 않아 인근 지역의 뇌우로 인해 해당 지역이 1년에 일반적으로 경험하는 것보다 더 많은 비가 쏟아졌습니다. 일반적으로 얕고 느리게 움직이는 Big Thompson 강은 갑자기 멈출 수 없는 급류로 변해 1초마다 233,000갤런(882,000L)의 물을 협곡에 쏟아붓습니다. 수천 명의 캠퍼들이 콜로라도 주의 100주년을 축하하기 위해 협곡에 모였습니다. 홍수가 너무 빨리 일어나 경고를 발할 시간이 없었습니다. 이 충돌로 수백 명이 부상을 입었고 139명이 사망했습니다.

덜 치명적인 손상은 단순 습기입니다. 대부분의 건물은 비를 막을 수 있지만 방수가 되지는 않습니다. 수위가 충분히 높으면 많은 양의 물이 집으로 스며들어 모든 것이 흠뻑 젖습니다. 그러나 대부분의 경우 주요 손상 요소는 물 자체가 아니라 물과 함께 가져오는 진흙입니다. 물이 풍경 위로 흐르면서 많은 쓰레기를 줍습니다. 홍수가 나면 수위가 떨어지고 결국 모든 것이 마르지만 진흙과 파편이 주변에 남습니다.

1966년 큰 폭풍이 피렌체 시를 흐르는 이탈리아 강인 아르노를 범람했습니다. 세계의 예술 수도 중 하나인 이 작은 도시는 물, 진흙, 일반 슬라임으로 가득 차 있었습니다. 인명 손실과 건물 피해 외에도 도시의 미술품에도 막대한 피해가 발생했습니다. 진흙과 점액은 도시의 지하실과 1층 방에 저장된 거의 모든 것을 덮었습니다. 수년간의 작업을 통해 과학자와 미술사가들은 대부분의 손상된 유물을 양호한 상태로 복원할 수 있었습니다.

또 다른 종류의 홍수 피해는 질병의 확산입니다. 물이 지역 위로 흐르면 모든 종류의 화학 물질과 폐기물을 흡수하여 극도로 비위생적인 상태를 초래할 수 있습니다. 기본적으로 홍수에 빠진 모든 사람과 모든 사람이 하나의 큰 수프에 떠 있습니다. 질병은 일반적으로 이러한 조건에 의해 생성되지 않지만 더 쉽게 옮겨집니다(대부분의 질병은 공기를 통해 이동하는 것보다 물을 통해 더 쉽게 퍼집니다). 침수 지역에 있는 경우에는 생수나 끓인 물만 마시고 기타 위생 지침을 준수하는 것이 매우 중요합니다. 체크 아웃, 침수 상태에서 수행 할 작업에 대한 자세한 내용은 이 가이드 에 의해 넣어 질병 관리 센터 .

우리는 홍수를 멈출 수 없을 것입니다. 우리 대기의 복잡한 기상 시스템에서 피할 수 없는 요소입니다. 그러나 정교한 댐, 제방 및 운하 시스템을 구축하여 홍수로 인한 피해를 최소화하기 위해 노력할 수 있습니다. 그러나 홍수 피해를 피하는 가장 좋은 방법은 홍수가 발생하기 쉬운 지역에서 완전히 물러나는 것일 수 있습니다. 많은 자연 현상과 마찬가지로 홍수에 대한 가장 합리적인 반응은 방해를 피하는 것일 수 있습니다.

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