온난화된 세상에서 극심한 폭풍이 점점 더 흔해짐에 따라 댐과 스마트 예측이 홍수를 제한할 수 있는 방법

지구 온도가 상승하면서 극심한 폭풍을 더 자주 발생시키다, 국가의 댐과 저수지 – 지역 사회를 건조하게 유지하는 데 중요 – 테스트 중입니다.

미국의 폭풍북동 2023년 7월에 지역의 홍수 조절 시스템을 거의 한계점까지 확장했습니다. 캘리포니아 그리고 상태 미시시피 강을 따라 2023년에도 비슷한 홍수 통제 문제에 직면했습니다.

이러한 홍수 통제 시스템을 관리하는 것은 신중한 균형잡기.관리자는 폭풍 유출을 위한 공간을 확보하여 하류 홍수 위험을 높이기 위해 물을 방류합니까, 아니면 하류 농장과 지역 사회를 보호하기 위해 가능한 한 많은 물을 보유하여 또 다른 폭풍이 닥칠 경우 더 큰 홍수가 발생할 가능성을 높일 수 있습니까?

조기에 결정을 내릴수록 후속 손상을 피할 가능성이 높아집니다.하지만 예측이 항상 신뢰할 수 있는 것은 아니며, 비가 내리기를 기다리는 것은 너무 늦게 행동하는 것을 의미할 수도 있습니다.

나는 10년 동안 아이오와의 홍수 조절 저수지와 미시시피 강과 일리노이 강을 따라 있는 수문과 댐을 관리했으며, 지금은 아이오와 대학에서 홍수 조절을 위한 대규모 저수지 시스템의 운영을 연구하고 있습니다. 아이오와 홍수 센터.폭풍이 치는 동안 저수지 관리자가 생각하는 것과 예측 개선 노력이 곧 홍수 피해를 줄일 수 있는 방법은 다음과 같습니다.

댐의 다양한 역할

미국은 본거지입니다. 50,000개 이상의 작동 가능한 저장소 수십 개의 주 및 연방 기관이 감독합니다.누적적으로 이 댐은 이리호와 타호호를 합친 것보다 더 많은 물을 저장합니다.수천 평방 마일에 달하는 강수량은 지형을 벗어나 강과 하천으로 흘러 들어가 궁극적으로 단일 저수지로 흘러 들어갈 수 있습니다.

저수지는 게이트형 배출구를 사용하여 폭우가 내릴 때 물을 저장했다가 가뭄의 영향을 상쇄하기 위해 방출함으로써 일년 내내 하천 흐름을 원활하게 합니다.이는 농업, 발전 및 주거용으로 안정적인 물 공급을 보장하는 데 도움이 됩니다.

중요한 것은 저수지가 하류 지역사회에 홍수 방지 기능도 제공한다는 것입니다.

극심한 폭풍은 어려운 균형을 의미할 수 있습니다.

집중적으로 강우가 발생하면 저수지 관리가 크게 복잡해질 수 있습니다.

저수지 운영자는 폭우에 대비하여 24시간 대기하고 있습니다.저수지 배출구의 게이트를 조정하면 배수구가 부분적으로 막힌 욕조처럼 댐 뒤에 물을 저장할 수 있습니다.이를 통해 운영자는 통제된 방식으로 천천히 물을 방출하여 하류 지역사회에 홍수가 발생하는 것을 방지할 수 있습니다.

또한 운영자는 저수지에서 방출되는 물의 양을 제한하여 돌발 홍수 위험에 처한 하류 지역 사회를 도울 수 있습니다.그 결정 빨리 만들어야 해, 하지만 물이 하류로 이동하는 데는 시간이 걸립니다.흐름이 너무 늦게 중단되면 관리자는 도움을 줄 수 있는 기회를 낭비할 수 있습니다.

저수지 운영자가 가장 큰 스트레스를 받는 때는 저수지 상류와 하류 모두 지역 전체에 폭우가 내리는 때입니다.

강우량이 많거나 단기간에 여러 번의 폭풍이 발생하는 경우, 다음 폭풍에 대비하기 위해 한 사건에서 축적된 물을 방출할 시간이 충분하지 않은 경우가 많습니다.저수지가 가득 차면 범람 배수로가 활성화되어 댐 자체의 손상을 방지하기 위해 댐 주변에 추가 물을 흐르게 할 수 있습니다.이는 댐의 구조적 완전성을 유지하지만 하류 홍수를 심각하게 악화시킬 수 있습니다.

설명서에 나와 있는 내용

관리자가 이러한 어려운 결정을 내리는 데 도움을 주기 위해 대부분의 홍수 조절 저수지에는 홍수 시 수문 작동 과정을 설명하는 규정 매뉴얼이 있습니다.

모든 홍수 조절 저수지는 고유하며 이러한 문서는 각 위치와 관련된 특정 우선 순위를 설명합니다.홍수 통제 매뉴얼은 저수지 수위가 상승함에 따라 최대 허용 유출량을 규정할 수 있습니다.또한 홍수 영향을 줄이기 위해 하류 강의 수위를 기준으로 흐름을 제한할 수도 있습니다.

하지만 관리자는 여전히 선택을 해야 합니다.매뉴얼에서는 특정 저장 또는 하류 흐름 목표를 제시할 수 있지만 두 홍수는 동일하지 않습니다.이러한 목표를 달성하는 방법을 결정하는 것은 저수지 운영자에게 달려 있습니다.물을 너무 적게 방류하면 앞으로 더 많은 폭풍이 닥칠 경우 더 큰 홍수가 발생할 위험이 높아질 수 있습니다.

현재와 ​​미래의 홍수 위험 사이의 이러한 균형은 다음과 같이 알려져 있습니다.헤징.”

복잡한 컴퓨터 모델과 시뮬레이션을 사용한 수년간의 연구를 통해 이 의사결정 프로세스를 최적화하는 데 도움이 되었습니다..불행하게도, 종이에 좋아 보이는 것이 항상 실천하기 쉬운 것은 아닙니다. 특히 국내의 노후화된 댐 중 다수가 수동으로 수문을 열거나 닫아야 하는 경우에는 더욱 그렇습니다.또한 이러한 결정은 폭우가 내리는 동안, 상황이 빠르게 변하고 운영자가 사후 판단 능력이 없는 경우에 내리는 경우가 많습니다.

정확한 예측은 필수

물 방출에 대해 최선의 결정을 내리려면 정확한 예측이 필수적입니다.이 부분은 개선이 필요한 부분입니다.

저수지 운영을 위한 강우예보의 가치는 비가 언제, 어디서, 얼마나 내리는지에 따라 세워진 삼족의자라고 생각하면 된다.이 세 가지 변수 중 두 가지만 정확한 강수량 예측은 득보다 실이 더 클 수 있습니다.예를 들어, 관리자는 저수지 상류에서 예상되는 폭풍에 대비하여 물을 선제적으로 방류할 수 있습니다. 대신 폭풍이 하류에 닥치는 것을 확인하고 이러한 선제적 방류와 결합하면 잠재적으로 홍수 피해를 일으킬 수 있습니다.

이러한 위험을 완화하기 위해 많은 홍수 조절 저수지는 "지상 물" 접근 방식을 사용하여 운영됩니다.예측을 사용하는 대신 이 접근 방식은 비가 내리는 위치를 확인한 다음 반응합니다.이로 인해 저수지 대응이 지연되는 경우가 많지만 운영 실수의 위험도 줄어듭니다.

“를 사용한 최근 프로젝트예보를 바탕으로 저수지 운영”는 수문학 예측의 발전이 어떻게 더 나은 저수지 관리로 이어질 수 있는지를 보여주었습니다.이러한 프로젝트 중 다수는 초기 단계에 있지만, 연구 결과 가뭄이 발생하기 쉬운 지역 내 물 공급을 극대화하는 동시에 홍수 관리를 돕기 위해 예측 정보를 바탕으로 한 저수지 운영을 활용할 수 있는 잠재력이 있을 수 있습니다.이러한 절충안은 역사적으로 특히 탐색하기 어려웠습니다.

기후 변화로 극심한 강우를 더 흔하게 만듭니다., 이는 국가의 홍수 대처 능력과 저수지 네트워크의 유한한 저장량을 추가로 테스트할 것입니다.

저수지의 수와 크기를 늘리는 것이 도움이 될 수 있지만 사회적, 생태학적 영향 저수지 건설을 정치적으로 힘든 일로 만듭니다.최적화 기존 스토리지 차선책 전략이다.그럼에도 불구하고, 저수지 관리자와 예보관은 온난화 미래에 더욱 어려워질 전투의 최전선에 위치합니다.