河川は常に変化しており、洪水を封じ込める能力に影響を与えています

河川は常に変化しており、洪水を封じ込める能力に影響を与えています ベトナムのサイゴン川沿いの家。 トニー・ラ・ホアン/アンスプラッシュ, のCC BY-SA

降雨量 イングランド北部を浸水させているのは 長い列で最新 になっている洪水イベントの 国の新しい法線。 確かに、世界中で、洪水は より頻繁に、より極端に 惑星が熱くなるにつれて。

これらの壊滅的な気象事象による人命と生計手段の損失を回避するためには、堅牢な洪水防御を構築し、脆弱な地域をモデル化することが重要です。 しかし 私たちの新しい研究 川の堤防内の水流を維持する能力が急速に変化する可能性があることを明らかにします。これを認めない場合、洪水モデルと防御の一部は、その結果を処理するために不十分な場合があります。

多くの人は、洪水は 大雨。 これは事実ですが、説明の一部にすぎません。 洪水は、土地を流れ落ちる水の量がその流れを運ぶ川の能力を超えた場合にも発生します。ドン川が最近シェフィールド地域の洪水防御を突破した場合のように。 そのため、洪水は、降る雨の量によって、部分的にすでに地面にある水分によって、そして部分的に 川が水を封じ込める能力によって チャンネル内。

これは、川の水路の容量が変化すると、同様に湿った地面に降る2つの同一の降雨イベントが、非常に異なる重大度の洪水を引き起こす可能性があることを意味します。

ほとんどの川は永遠に変化しています。 それらは、彼らが運ぶ堆積物と水によって形作られます。 人間が修正しました 世界のほとんどの川は何らかの形で。 場合によっては、これはダム建設や河川工学などの直接的な影響によるものです。 他の影響は間接的です。近くの土地に建設すると、地面が水を吸収する能力が低下し、農業が川から水を引き出し、森林破壊が他の場所に流れるためにより多くの水を残します。

河川は常に変化しており、洪水を封じ込める能力に影響を与えています ドン川が土手に銀行を破裂させた後、ロザラムのような都市中心部の複数の道路が浸水した。 DnG Photography / Shutterstock

河川も気候の変化に対応しています。 乾燥期には、 河川系を流れる水が少ない。 これは、多くの場合、河床の堆積物を移動するエネルギーが少ないため、河床のレベルが次第に上昇し、河の能力が低下する可能性があることを意味します。 水路内の植物の豊富な成長は、以下によって河道の能力を低下させる可能性もあります。 流れを遅くする.

しかし、川がどのように変化するかを予測することは必ずしも容易ではありません。 チャネルの形状と容量の極端な変化は、非常に急速に発生する可能性があります。 スペインでの最近の鉄砲水の後、1本の川がほぼ上昇しました メーター 上流からの大量の堆積物が移動し、さらに沿って投棄されたためです。 温帯河川よりも多くの堆積物を運ぶ傾向がある熱帯河川系では、これらの変化は 数メートル.

不確実なリスク

残念ながら、このような変更は、通常、チャネルを固定機能として扱う洪水エンジニアとモデラーによって無視されます。 川が実際に空間と時間の容量を変更する場合、洪水確率の推定が不正確になり、人々と財産が危険にさらされる可能性があります。

これらの懸念に動機付けて、チャネルの変化が発生するペースと、これらの変化が気候によってどの程度推進されるかを調査しました。 単純な概念モデルから始めました。気候は降雨を制御し、降雨は川の流れに影響を与え、川の流れは水路容量を形作ります。

このリンクの直接観測は、短い時間スケールでの河川システムに欠けていました。 そのため、ほぼ10,000年の期間をカバーする、米国の67河川の容量の70測定を行いました。 また、降雨と河川流量のデータを収集して、気候変動が河川の容量にどのように影響したかを評価しました。

我々は発見した 何年から何十年も続く河川容量の一時的な変化は、以前に想定されていたよりもはるかに頻繁であったこと。 全体として、河川容量は、河道の侵食が大きく、乾燥期間が短くなるため、平均よりも湿っている期間に増加する傾向があります。

河川は常に変化しており、洪水を封じ込める能力に影響を与えています 洪水が発生しやすいガンジス川は、その流れに沿って暮らす数百万人にとって生命線です。 ヨアヒム・バゴー/シャッターストック

また、エルニーニョ南方振動など、地域の降水パターンに影響する複数年の気候サイクルにより、おそらく世界規模でチャネル容量が拡大および縮小する可能性があることもわかりました。 この知識があれば、最終的には河川の容量がどのように変化するかを予測できるため、洪水リスクをよりよく理解できる可能性があります。

英国のような温帯地域では、河川が植生し、高度に設計され、比較的安定している傾向があるため、水路容量の微妙な変化は検出が難しく、生命を脅かすことはほとんどありません。 しかし、大量の堆積物を運ぶ河川システム、または年間を通して降雨量が大幅に変化する世界の一部では、川の容量が突然減少すると、近くの集落の洪水リスクが劇的に増加する可能性があります。 たとえば、 ガンジス・ブラマプトラ インドとバングラデシュの川はこのカテゴリに分類されます。 その容量はすでに変化しており、flood濫原は世界で最も密集している地域の一部です。

残念ながら、ほとんどの地域でチャネル容量の変化の性質と原因についての理解が非常に乏しく、データが最も少ない傾向にある最も危険な場所です。 何が起こっているのかをよりよく理解するには、衛星画像を使用して、気候の変化に対する河川の反応速度を監視する必要があります。 ただし、リアルタイムで河川の調整を監視することはできません。 これを行う技術を開発することで、河川の形状と容量の変化が世界中の洪水リスクにどのように影響するかについての理解が大幅に向上します。

この情報が明らかになるまで、洪水モデルと防衛構造は、この不確実なリスクを設計に組み込む必要があります。 そうすることで、脆弱な地域に住んでいる人々にすべての違いをもたらすことができます。

著者について

Louise Slater、物理地理学の准教授、 オックスフォード大学; Abdou Khouakhi、研究員、気候および気象データ分析、 ラフバラ大学、およびロバートウィルビー、水文気候モデリング教授、 ラフバラ大学

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

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