Περιεχόμενο
- Φόρμουλα άμεσης απομάκρυνσης
- Μέγιστο ποσοστό απόρριψης
- Ιδιότητες του Runoff
- Το Ανθρώπινο Αποτέλεσμα στην Απορροή
- Ρύπανση και απόρριψη νερού
Το νερό μπορεί να πάρει πολλές διαδρομές, καθώς πέφτει από τον ουρανό με τη μορφή βροχής και άλλων βροχοπτώσεων και τελικά εισχωρεί στο έδαφος. Μπορείτε να υπολογίσετε πόσο νερό μπορεί να κατευθυνθεί μέσα από αυτά τα μονοπάτια βύθισης μέσω εδάφους ή άλλου υλικού στη γη μετά από μεγάλες ποσότητες βροχής. Η επιφανειακή απορροή του νερού είναι ένας τρόπος για τον προσδιορισμό της ποσότητας νερού που προκαλεί ένα φαινόμενο κατακρήμνισης.
Φόρμουλα άμεσης απομάκρυνσης
Οι απλές, απλές μέθοδοι υπολογισμού της απορροής μπορούν να σας δείξουν την ποσότητα νερού που οι καταιγίδες φέρνουν στη γη. Για μια δεδομένη επιφάνεια, όπως μια στέγη ή αυλή, πολλαπλασιάστε την περιοχή με τις ίντσες βροχοπτώσεων και διαιρέστε με 231 για να αποκτήσετε την απορροή σε γαλόνια. Ο παράγοντας 231 προέρχεται από το γεγονός ότι ο όγκος 1 γαλόνι ισούται με 231 κυβικά εκατοστά. Κατά τον υπολογισμό της έντασης απορροής στέγης, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το a άμεσος τύπος απορροής (σε3) που απαιτεί τον πολλαπλασιασμό της έκτασης που καλύπτει την οροφή με τις ίντσες βροχοπτώσεων.
Οι πιο εξαντλημένες, περίπλοκες εξισώσεις λαμβάνουν υπόψη παράγοντες όπως οι διακυμάνσεις της ποσότητας βροχής που δημιουργεί μια καταιγίδα με την πάροδο του χρόνου. Μια μέθοδος, γνωστή ως Ορθολογική μέθοδος χρησιμοποιεί το Ορθολογική εξίσωση C = Q / (ΙΑ) για τον συντελεστή απορροής ντο, μέγιστο ρυθμό απορροής Q, ένταση βροχής Εγώ (σε ώρες / ώρα) και το μέγεθος της περιοχής ΕΝΑ (συνήθως σε στρέμματα).
Άλλοι συντελεστές απορροής χρησιμοποιούν διαφορετικές μονάδες μέτρησης για τις άλλες μεταβλητές όπως η περιοχή σε m2 και ένταση σε mm / ώρα. Υπάρχουν διάφοροι πίνακες συντελεστών απορροής για τον υπολογισμό της απορροής ομβρίων υδάτων, όπως το ενημερωτικό δελτίο Συντελεστή απορροής (C) από το Συμβούλιο Ελέγχου Υδάτινων Πόρων της Καλιφόρνια. Υπάρχουν υπολογιστές online για τον ίδιο τον τύπο, όπως αυτός της LMNO Engineering, Research and Software.
Μέγιστο ποσοστό απόρριψης
Μπορείτε να μετρήσετε το μέγιστο ποσοστό απορροής Q χρησιμοποιώντας καταιγίδες Μονάδα Hydrograph, η απορροή μιας καταιγίδας με την πάροδο του χρόνου για μια τοποθεσία όπου οι βροχοπτώσεις συλλέγονται στη γη, στην είσοδο μονάδας βροχόπτωσης. Αυτό το γράφημα εξαρτάται από την ατομική καταιγίδα. Οι επιστήμονες και οι μηχανικοί δημιουργούν υδρογραφίες από τις μετρήσεις βροχοπτώσεων κατά τη διάρκεια των καταιγίδων τους.
Το κάνουν κατά την αντιμετώπιση θεμάτων όπως οι διαφορές στην περιοχή ή τον χρόνο κατά τον οποίο πραγματοποιούνται οι μετρήσεις. Αυτοί οι υπολογισμοί δίνουν επίσης στους επιστήμονες και τους μηχανικούς έναν τρόπο μοντελοποίησης των καταιγίδων χρησιμοποιώντας υπολογιστικές τεχνικές.
Χρησιμοποιώντας τα δεδομένα που κερδίζουν από αυτές τις μετρήσεις, οι ερευνητές μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιήσουν τις πιθανότητες και τα στατιστικά στοιχεία για να προσδιορίσουν την πιθανότητα βροχής στο μέλλον και ποιο είδος κατακρημνισμάτων μπορεί να συμβεί. Το κάνουν αυτό με τη χρήση χαρακτηριστικών για διάφορους τύπους καιρικών συνθηκών, όπως βραχυχρόνιες βροχοπτώσεις υψηλής έντασης που μπορεί να εμφανιστούν σε περιοχές σε πολλά μέρη του κόσμου. Αυτό τους επιτρέπει να ψάχνουν για μοτίβα και τάσεις από τις οποίες μπορούν να σχηματίσουν προβλέψεις για το μέλλον.
Έρευνες έδειξαν ότι περίπου το 50% της βροχής συμβαίνει σε ένταση μεγαλύτερη από 20 mm / h, ενώ περίπου το 20 έως 30% συμβαίνει σε 40 mm / h ή περισσότερο και αυτές οι πιθανότητες συμβαίνουν ανεξάρτητα από τη μακροπρόθεσμη μέση βροχόπτωση για τις τοποθεσίες.
Ιδιότητες του Runoff
Οι επιστήμονες και οι μηχανικοί καθορίζουν την απορροή ως τμήμα της βροχόπτωσης, του τήγματος χιονιού ή του νερού άρδευσης που συγκεντρώνει όταν η γη δεν μπορεί να την απορροφήσει. Από αυτές τις παρατηρήσεις, οι ερευνητές μπορούν να αντιληφθούν παράγοντες όπως το πόσο γρήγορα θα προκύψει μετά από βροχοπτώσεις ή αν μπορεί να ονομάζεται επιφανειακή απορροή, διαρροή ή έδαφος.
Επιφανειακή απορροή είναι από την επιφάνεια της γης άμεσα. Interflow είναι το φαινόμενο της ροής που συμβαίνει όταν ένα στρώμα υλικού όπως το έδαφος προκαλεί τη συλλογή βροχοπτώσεων στην επιφάνεια. Επίγεια απορροή, λόγω της φύσης του, μπορεί να συσσωρεύσει ρύπους εδάφους όπως τα φυτοφάρμακα.
Τα όργανα που χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό της απορροής επηρεάζουν την ακρίβεια των δεδομένων. Θα πρέπει να λάβετε υπόψη την ακρίβεια του τρόπου μέτρησης της βροχόπτωσης, της διάρκειας της βροχόπτωσης, του τρόπου με τον οποίο διαχωρίζεται η βροχόπτωση (συμπεριλαμβανομένης της ύπαρξης εξαρτημάτων σκουριάς ή χιονιού), της κατεύθυνσης που ταξιδεύει η καταιγίδα και οποιωνδήποτε άλλων αιτιών επηρεάζουν το κλίμα. Αυτό μπορεί να κυμαίνεται από τη θερμοκρασία έως τον άνεμο, την υγρασία και τις διακυμάνσεις της εποχής.
Άλλα χαρακτηριστικά πιο ξεχωριστά στις περιοχές βροχοπτώσεων περιλαμβάνουν ανύψωση, τοπογραφία, σχήμα λεκάνης, περιοχή αποστράγγισης, τύπος εδάφους και εγγύτητα λίμνες, λίμνες, δεξαμενές, νεροχύτες και άλλα στοιχεία της λεκάνης απορροής που ενδέχεται να επηρεάσουν την απορροή.
Καθώς οι ερευνητές μελετούν τη φύση αυτών των φαινομένων σε σχέση με τη γεωλογία, μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα δεδομένα και τις πληροφορίες που αποκτούν για τη μελέτη φαινομένων στην ατμόσφαιρα και σε άλλες περιοχές. Οι επιπτώσεις που οφείλονται στην επιφάνεια και την απορροή μεταξύ των καταιγίδων στις Ηνωμένες Πολιτείες και εκείνων του Αμαζονίου μπορεί να διαφέρουν πολύ μεταξύ τους.
Μελέτες έχουν δείξει ότι περίπου το ένα τρίτο των βροχοπτώσεων πάνω από τη γη καταλήγουν ως απορροή σε ρυάκια και ποτάμια που τελικά οδηγούν προς τον ωκεανό. Η άλλη ποσότητα καθίζησης χάνεται είτε στην εξάτμιση, τη διαπνοή και τη διείσδυση (διαβροχή σε υπόγεια ύδατα). Μελετώντας αυτά τα πρότυπα μεταξύ των φαινομένων απορροής, οι ερευνητές αποκτούν μεγαλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι άνθρωποι επηρεάζουν το περιβάλλον και ποια είναι τα ίδια τα φαινόμενα της Γης.
Το Ανθρώπινο Αποτέλεσμα στην Απορροή
Ο ανθρώπινος αντίκτυπος στη Γη έχει φέρει δρόμους, κτίρια και άλλες τεχνητές κατασκευές που έχουν μειωμένη ικανότητα εκροής να διεισδύσουν στο έδαφος ή να φτάσουν σε ποτάμια και ρέματα. Άλλες ενέργειες από τον άνθρωπο, όπως η αφαίρεση της βλάστησης και του εδάφους και η δημιουργία επιφανειών που δεν μπορούν να διεισδύσουν στο νερό, αυξάνουν την απορροή. Έχουν προκαλέσει αύξηση του όγκου και της συχνότητας των πλημμυρών από ρέματα. Η αύξηση της ευαισθητοποίησης του κοινού και η δημιουργία συζητήσεων για το πώς αυτές μπορούν να βλάψουν τον πλανήτη μπορούν να αντιμετωπίσουν αυτά τα ζητήματα.
Η αστικοποίηση σε πόλεις ανά τον κόσμο έχει επηρεάσει τα σχέδια απορροής σε επιφάνειες. Η σύγκριση της συμπεριφοράς της απορροής και της ροής του νερού σε φυσικές περιοχές, όπως τα τροπικά δάση, σε ανθρώπους όπως οι δρόμοι και οι πόλεις εν γένει, μπορεί να σας δώσει μια ιδέα για το πόσο εύκολο είναι για το νερό να ρέει φυσικά στα ρέματα και τα ποτάμια του πρώτου, ενώ προσπαθώντας να το πράξουν στο τελευταίο. Εμφανίζονται αστικές πλημμύρες και οι υδρογραφίες λαμβάνουν πιο ακανόνιστες μορφές για να μετρήσουν πόση βροχή πέφτει για να δείξει αυτόν τον κίνδυνο.
Υπάρχουν πολλοί τρόποι με τους οποίους ο άνθρωπος μπορεί να αντιμετωπίσει αυτά τα περιβαλλοντικά ζητήματα. Τα άτομα που εργάζονται σε αγροκτήματα και κήπους μπορούν να περιορίσουν πόση λιπάσματα χρησιμοποιούν και οι αστικές περιοχές μπορούν να χρησιμοποιήσουν λιγότερες αδιαπέραστες επιφάνειες ως βασικά βήματα. Η φύτευση μπορεί επίσης να βοηθήσει. Ορισμένα φυτά έχουν φυσικούς τρόπους πρόληψης της διάβρωσης και αυτό μπορεί να περιορίσει την ποσότητα επιβλαβούς απορροής σε πλωτές οδούς.
Ρύπανση και απόρριψη νερού
Μελετώντας πώς τα σωματίδια του εδάφους μπορούν να συλλεχθούν από την απορροή μπορούν να σας δείξουν πώς οι διεργασίες απορροής μπορούν να επηρεάσουν τη ρύπανση του νερού. Η ρύπανση από πηγές Nonpoint αναφέρεται στη διάβρωση του εδάφους που προκαλείται από τον άνθρωπο και στις χημικές εφαρμογές αυτών των επιπτώσεων.
Αυτές οι διαδικασίες προκαλούν χημικά στο έδαφος να κολλάνε στο νερό ή να διαλύονται σε αυτά με τρόπο που να μολύνει το περιβάλλον. Το ίδιο το νερό μπορεί να διανέμει απορρίμματα, πετρέλαιο, χημικά και λιπάσματα που μεταφέρουν άζωτο και φώσφορο για τη μείωση της ποιότητας του νερού.
Τα χαρακτηριστικά του ίδιου του εδάφους μπορούν να επηρεάσουν τη διαδικασία με την οποία η ρύπανση των υδάτων συμβαίνει ως αποτέλεσμα της απορροής. Μπορεί να εξαρτάται από το πορώδες, την ποσότητα ανοικτού χώρου μεταξύ των κόκκων του εδάφους, του εδάφους που μπορεί να επηρεάσει δυσμενώς την αποθήκευση και την κυκλοφορία του νερού.
Εξαρτάται επίσης από την τραχύτητα της επιφάνειας των εδαφών που μπορεί να καταγράψει ευκολότερα τους ρύπους. Η μελέτη της χημικής και φυσικής φύσης του νερού παρουσία του εδάφους μπορεί να δώσει στους ερευνητές καλύτερες ιδέες για το πώς να αντιμετωπίσουν τα ζητήματα της ρύπανσης των υδάτων, όπως σχετίζονται με την απορροή.