Jak vypočítat povrchový odtok

Voda může mít mnoho cest, jak padá z nebe v podobě deště a jiných srážek a nakonec prosakuje do země. Můžete zjistit, kolik vody se může po silných deštích nasměrovat těmito cestami potopení půdou nebo jiným materiálem do Země. Povrchový odtok vody je jedním ze způsobů, jak určit, kolik vody produkuje srážková událost.

Jednoduché a přímé metody výpočtu odtoku vám mohou říci, jaké množství vody přinášejí na Zemi bouře. Pro danou povrchovou plochu, jako je střecha nebo dvůr, vynásobte plochu palci srážek a vydělte 231, abyste získali odtok v galonech. Faktor 231 pochází ze skutečnosti, že objem 1 galon se rovná 231 kubickým palcům. Při výpočtu objemu odtoku střechy můžete použít avzorec přímého odtoku(v³), který požaduje vynásobení oblasti, která pokrývá střechu, palci srážek.

Jemnější a komplikovanější rovnice zohledňují faktory, jako jsou rozdíly v tom, kolik deště bouře v průběhu času vytvoří. Jedna metoda, známá jakoRacionální metodapoužíváRacionální rovnice:​​

pro odtokový koeficientC, maximální odtoková rychlostQintenzita srážeki(v palcích / hodinu) a velikost oblastiA(obvykle v akrech).

Jiné odtokové koeficienty používají různé měrné jednotky pro ostatní proměnné, jako je plocha vm² a intenzita v mm / hod. Existuje několik tabulek koeficientů odtoku pro výpočet odtoku dešťové vody, například Informační list koeficientu odtoku (C) Kalifornská státní rada pro kontrolu vodních zdrojů. Online kalkulačky existují i ​​pro samotný vzorec ten od LMNO Engineering, Research a Software.

Můžete měřit maximální odtokovou rychlostQpomocí bouřeUnit Hydrograf, odtok bouře v průběhu času pro místo, kde se srážky hromadí v zemi, na jednotku vstupu srážek. Tento graf závisí na samotné bouři. Vědci a inženýři vytvářejí hydrografy z měření srážek během samotných bouří.

Činí tak při řešení problémů, jako jsou rozdíly v ploše nebo čase, během nichž se měření provádějí. Tyto výpočty také poskytují vědcům a technikům způsob modelování bouří pomocí výpočetních technik.

S využitím údajů, které získají z těchto měření, mohou vědci pomocí pravděpodobnosti a statistik určit pravděpodobnost, že v budoucnu prší a jaký typ srážek se může vyskytnout. Dělají to pomocí charakteristik pro různé typy počasí, jako jsou vysoce intenzivní krátkodobé srážky, které se mohou vyskytovat v regionech v mnoha částech světa. To jim umožňuje hledat vzory a trendy, ze kterých mohou vytvářet předpovědi o budoucnosti.

Výzkum ukázal, že asi 50 procent veškerého deště se odehrává při intenzitě větší než 20 mm / hodinu, zatímco kolem 20 až 30 procenta se děje rychlostí 40 mm / hod nebo větší a tyto pravděpodobnosti se vyskytují nezávisle na dlouhodobém průměrném množství srážek pro umístění.

Vědci a inženýři definují odtok jako část srážek, tání sněhu nebo zavlažovací vody, která se hromadí, když ji země nemůže absorbovat. Z těchto pozorování jim vědci mohou vysvětlit faktory, jako je to, jak rychle se objevuje po dešti, nebo zda lze říci povrchový odtok, mezilehlý odtok nebo pozemní odtok.

​Povrchový odtokje přímo z povrchu země.Interflowje jev proudění, ke kterému dochází, když vrstva materiálu, jako je půda, způsobí srážení srážek na povrchu.Pozemní odtok,ze své podstaty může hromadit půdní kontaminanty, jako jsou pesticidy.

Nástroje použité při určování odtoku ovlivňují přesnost dat. Měli byste vzít v úvahu přesnost toho, jak jste měřili množství srážek, dobu trvání srážek a způsob srážek distribuuje se (včetně toho, zda má části sněhu nebo sněhu), směr bouře a jakékoli jiné příčiny mohou ovlivnit klima. To se může pohybovat od teploty po vítr, vlhkost a změny v ročním období.

Mezi další vlastnosti jedinečnější pro samotné oblasti srážek patří nadmořská výška, topografie, tvar nádrže, odtoková oblast, druh půdy a blízkost rybníků, jezer, nádrží, umyvadel a dalších složek povodí, které mohou ovlivnit odtok.

Když vědci studují povahu těchto jevů s ohledem na geologii, mohou data a informace, které získají, použít ke studiu jevů v atmosféře v jiných oblastech. Účinky způsobené povrchem a odtokem mezi bouřemi ve Spojených státech a v Amazonii se mohou navzájem značně lišit.

Studie ukázaly, že asi jedna třetina srážek na souši končí jako odtok v potokech a řekách, které nakonec vedou k oceánu. Další množství srážek se ztrácí buď odpařováním, transpirací a infiltrací (vsakováním do podzemní vody). Studiem těchto vzorců mezi odtokovými jevy získávají vědci lepší pochopení toho, jak lidé ovlivňují životní prostředí a co samy produkují jevy Země.

Dopad člověka na Zemi přinesl silnice, budovy a další stavby vytvořené člověkem, které snížily schopnost odtoku infiltrovat se do země nebo dosáhnout řek a potoků. Další akce člověka, jako je odstraňování vegetace a půdy a vytváření povrchů, do nichž voda nemůže pronikat, zvyšují odtok. Způsobili zvýšení objemu a frekvence povodní z potoků. Tyto problémy může vyřešit zvyšování povědomí veřejnosti a vytváření diskusí o tom, jak by mohly planetě ublížit.

Urbanizace ve městech po celém světě ovlivnila odtokové vzorce na površích. Porovnání chování odtoku a průtoku vody v přírodních oblastech, jako jsou deštné pralesy, s lidmi vytvořenými, jako jsou silnice a města obecně, může vám poskytne představu o tom, jak snadné je přirozeně vytékat do jejích potoků a řek v prvním, zatímco se to snaží druhý. Dochází k městským povodním a hydrografy mají nepravidelnější podobu při měření toho, kolik deště padá, aby se ukázalo toto nebezpečí.

Existuje mnoho způsobů, jak mohou lidé řešit tyto problémy životního prostředí. Jednotlivci pracující na farmách a zahradách mohou jako základní kroky omezit, kolik hnojiva používají, a městské oblasti mohou používat méně neproniknutelných povrchů. Výsadba může také pomoci. Některé rostliny mají přirozené způsoby, jak zabránit erozi, což může omezit množství škodlivého odtoku do vodních toků.

Studium toho, jak lze částice půdy zachytit odtokem, vám může ukázat, jak mohou odtokové procesy ovlivnit znečištění vody. Znečištění nonpointového zdroje se týká eroze půdy způsobené člověkem a chemických aplikací těchto účinků.

Tyto procesy způsobují, že se chemické látky v půdě lepí na vodu nebo se v ní rozpouští způsobem, který znečišťuje životní prostředí. Voda sama může šířit smetí, ropu, chemikálie a hnojiva, která přenášejí dusík a fosfor, aby se snížila kvalita vody.

Samotné vlastnosti půdy mohou ovlivnit proces, při kterém dochází ke znečištění vody v důsledku odtoku. Může to záviset na pórovitosti, množství otevřeného prostoru mezi zrny půdy, půdě, která může nepříznivě ovlivnit skladování a pohyb vody.

Závisí to také na drsnosti povrchu půdy, která dokáže snáze zachytit znečišťující látky. Studium chemické a fyzikální povahy vody v přítomnosti půdy může vědcům poskytnout lepší představu o tom, jak řešit problémy znečištění vody, pokud jde o odtok.