«Этот анализ показывает, что средние отметки половодья в этих речных системах растут примерно на дюйм в год — это в десять раз больше, чем ежегодное повышение уровня моря, которое в настоящее время происходит из-за изменения климата», — сказал Роберт Крисс, доктор философии. профессор геологии факультета наук о Земле и планетах в искусстве Наук и автор исследования.По словам Крисса, результаты, опубликованные в этом месяце в предварительном онлайн-выпуске Journal of Earth Science, важны, поскольку многие из национальных систем речных дамб для борьбы с наводнениями не спроектированы для того, чтобы выдерживать наводнения, уровень которых намного превышает прогнозируемый 100-летний период. уровень наводнения.Он предупреждает, что любое наводнение, которое поднимается даже на несколько дюймов выше 100-летней дамбы, может вызвать катастрофическое нарушение системы контроля наводнений.Основываясь на сложных уравнениях, которые в настоящее время используются ключевыми федеральными агентствами, такими как Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям (FEMA) и Инженерный корпус армии США (USACE), официальный 100-летний уровень наводнения является ключевым национальным индексом потенциальной опасности наводнения.
Дамбы обычно проектируются так, чтобы выдерживать наводнения на «100-летнем» уровне, а «100-летние» зоны затопления очерчены на подробных картах страхования от наводнений, подготовленных FEMA.Крисс, гидрогеолог, который десятилетиями изучал потоки воды в крупных реках, давно утверждает, что созданные человеком системы речного контроля, такие как дамбы, шлюзы, плотины и дамбы, улучшающие судоходство, постепенно увеличивают вероятность катастрофических наводнений за счет их плотного сужения. русла рек и предотвращение естественного попадания паводковых вод в окружающие водно-болотные угодья и поймы.
По его словам, в последние годы глобальное потепление и связанное с ним увеличение экстремальных погодных циклов только увеличили риск наводнений.В своем исследовании Крисс утверждает, что статистические формулы, которые сейчас используются для установления признанных на федеральном уровне официальных уровней для 100-летних паводков, являются крайне неточными, поскольку они предполагают, что условия такие же, как и много десятилетий назад, когда реки были относительно дикими и глобальными. погодные условия были более последовательными.В исследовании 2008 года он показал, что схемы наводнений вдоль реки Миссисипи возле Ганнибала, штат Миссури, уже были в экстремальных пределах — далеко за пределами того, что можно было бы ожидать при использовании официальных федеральных расчетов риска наводнений.
С момента публикации этого исследования наводнения на Ганнибале превысили «10-летний» уровень наводнений в 2009, 2010 и 2011 годах; По его словам, как в 2013, так и в 2014 году в этом районе были стадии, которые были официально обозначены как «50-летние» наводнения.«Такие результаты слишком маловероятны, чтобы быть отнесены к почти непрерывной последовательности статистических случайностей, и вместо этого должны быть отнесены к ошибочному расчету риска наводнений», — сказал Крисс. «Многие факторы, такие как изменение климата и внутриканальные конструкции, вызывают повышение уровня наводнений, поэтому реалистичная оценка будущих уровней наводнений должна учитывать эти изменения».Исследование Крисса предлагает новое статистическое уравнение для анализа переменных окружающей среды, которые меняются с течением времени.
Крисс применил свое уравнение к хорошо зарегистрированной истории пикового уровня воды или «стадий», которые происходят, когда наводнение достигает наивысшего пика за год.«Официальные расчеты делают упор на сбросы (потоки) при анализе риска наводнений, но многие веские причины показывают, что вместо них следует использовать уровни (стадии) воды», — сказал Крисс. «Этапы легко понять, и они, по сути, являются наиболее подходящей величиной. Если паводковые воды вторгаются в дом, владельца заботит уровень воды, а не сток реки».
Например, он отмечает, что уровень реки или «стадия» реки Миссисипи в Сент-Луисе регистрировался почти каждый день с 1861 года. Простой статистический анализ, который предполагает отсутствие изменений с 1861 года в факторах, которые могут способствовать наводнению, предполагает, что По словам Крисса, на набережной Сент-Луиса каждые сто лет будут происходить исторические наводнения высотой около 44,6 футов, что немного меньше, чем прогнозируется по формулам, основанным на расходах, которые в настоящее время используются FEMA и Инженерным корпусом.Используя уравнение Крисса, которое придает большее значение современным речным условиям, сегодняшняя (2015 г.) прогнозируемая отметка паводка для 100-летнего паводка на берегу реки Сент-Луис составит 51,5 фута или более 21 фута над уровнем наводнения. сцена.Для сравнения, официальные «100-летние» уровни наводнения в Сент-Луисе составили бы всего 46,1 футов по данным USACE (2004) или 46,2 футов по данным FEMA (2011).
«Официальные расчеты уровня« 100-летнего »наводнения в Сент-Луисе примерно на 5,5 футов ниже нормы, в первую очередь потому, что они игнорируют как тенденцию к увеличению уровня наводнения с течением времени, так и повышенную волатильность, которую мы наблюдаем при экстремальных погодных условиях. качели, — сказал Крисс.Хотя просчет в несколько футов может не показаться проблемой, он может иметь огромное значение, когда речь идет о надежности наших существующих систем защиты от наводнений.В Сент-Луисе, например, современная стена затопления Сент-Луиса была построена в 1960-х на высоте 52 фута, чтобы справиться с объемом наводнения, которое в последний раз произошло в Сент-Луисе в 1844 году.
100-летнее наводнение 1993 года увеличилось. до самого высокого уровня, когда-либо зарегистрированного в городе, достигая почти 20 футов над уровнем паводка и в пределах двух с половиной футов от уровня системы городской стены наводнения.«Другими словами, если мы испытаем еще одно наводнение на Миссисипи масштабов 1993 года, трудно сказать, будут ли защитные стены Сент-Луиса достаточно высокими, чтобы предотвратить обширное наводнение в центре города», — сказал Крисс.
Уравнение Крисса показывает аналогичные просчеты официальных 100-летних уровней паводков для многих городов Среднего Запада, расположенных вдоль рек Миссисипи, Миссури, Огайо и Иллинойс, в том числе в некоторых крупных городских районах. Он предлагает этим сообществам пересмотреть свои системы защиты от наводнений и подготовиться к более высоким гребням наводнений.