Πώς να υπολογίσετε την απορροή επιφάνειας

Το νερό μπορεί να ακολουθήσει πολλές διαδρομές καθώς πέφτει από τον ουρανό με τη μορφή βροχής και άλλων βροχοπτώσεων, και τελικά εισχωρεί στο έδαφος. Μπορείτε να καταλάβετε πόσο νερό μπορεί να κατευθυνθεί μέσω αυτών των διαδρομών βύθισης μέσω εδάφους ή άλλου υλικού στη γη μετά από έντονες βροχές. Η επιφανειακή απορροή του νερού είναι ένας τρόπος προσδιορισμού του ποσού νερού που παράγει ένα συμβάν καθίζησης.

Απλές, απλές μέθοδοι υπολογισμού απορροής μπορούν να σας πουν την ποσότητα του νερού που φέρνουν οι καταιγίδες στη γη. Για μια δεδομένη επιφάνεια όπως στέγη ή αυλή, πολλαπλασιάστε την περιοχή με τις ίντσες βροχόπτωσης και διαιρέστε με 231 για να λάβετε την απορροή σε γαλόνια. Ο παράγοντας 231 προέρχεται από το γεγονός ότι ο όγκος του 1 γαλλονιού ισούται με 231 κυβικές ίντσες. Κατά τον υπολογισμό του όγκου απορροής οροφής, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το aφόρμουλα άμεσης απορροής(σε³) που απαιτεί πολλαπλασιασμό της περιοχής που καλύπτει την οροφή με τις ίντσες βροχόπτωσης

Οι πιο αποχρωματισμένες, περίπλοκες εξισώσεις λαμβάνουν υπόψη παράγοντες όπως παραλλαγές στο πόσο βροχή δημιουργεί μια καταιγίδα με την πάροδο του χρόνου. Μία μέθοδος, γνωστή ωςΟρθολογική μέθοδοςχρησιμοποιεί τοΟρθολογική εξίσωση:​​

για συντελεστή απορροήςντο, μέγιστο ποσοστό απορροήςΕρ, ένταση βροχόπτωσηςΕγώ(σε / ώρα) και το μέγεθος της περιοχήςΕΝΑ(συνήθως σε στρέμματα).

Άλλοι συντελεστές απορροής χρησιμοποιούν διαφορετικές μονάδες μέτρησης για τις άλλες μεταβλητές, όπως η περιοχή σε m² και ένταση σε mm / hr. Υπάρχουν αρκετοί πίνακες συντελεστών απορροής για τον υπολογισμό της απορροής των ομβρίων υδάτων, όπως ο Ενημερωτικό δελτίο συντελεστών απορροής (C) από την Επιτροπή Ελέγχου Υδατικών Πόρων της Καλιφόρνια. Υπάρχουν διαδικτυακές αριθμομηχανές για τον ίδιο τον τύπο, όπως το ένα από την LMNO Engineering, Research και Software.

Μπορείτε να μετρήσετε το μέγιστο ποσοστό απορροήςΕρχρησιμοποιώντας μια καταιγίδαΥδρογραφία μονάδας, η απορροή μιας καταιγίδας με την πάροδο του χρόνου για μια τοποθεσία όπου οι βροχοπτώσεις συλλέγονται στη γη, στη μονάδα εισροής βροχοπτώσεων. Αυτό το γράφημα εξαρτάται από την ίδια την καταιγίδα. Επιστήμονες και μηχανικοί δημιουργούν υδρογραφίες από τις μετρήσεις των βροχοπτώσεων κατά τη διάρκεια των ίδιων των καταιγίδων.

Το πράττουν ενώ αντιμετωπίζουν ζητήματα όπως διαφορές στην περιοχή ή το χρόνο κατά τον οποίο γίνονται οι μετρήσεις. Αυτοί οι υπολογισμοί δίνουν επίσης στους επιστήμονες και τους μηχανικούς έναν τρόπο μοντελοποίησης καταιγίδων χρησιμοποιώντας υπολογιστικές τεχνικές.

Χρησιμοποιώντας τα δεδομένα που αποκτούν από αυτές τις μετρήσεις, οι ερευνητές μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιήσουν την πιθανότητα και τα στατιστικά στοιχεία για να προσδιορίσουν την πιθανότητα να βρέξει στο μέλλον και τι είδους βροχόπτωση μπορεί να συμβεί. Αυτό το κάνουν χρησιμοποιώντας χαρακτηριστικά για διάφορους τύπους καιρού όπως βροχοπτώσεις υψηλής έντασης και μικρής διάρκειας που μπορεί να συμβούν σε περιοχές σε πολλά μέρη του κόσμου. Αυτό τους επιτρέπει να αναζητούν μοτίβα και τάσεις από τις οποίες μπορούν να σχηματίσουν προβλέψεις για το μέλλον.

Η έρευνα έχει δείξει ότι περίπου το 50% της βροχής συμβαίνει σε ένταση μεγαλύτερη από 20 mm / ώρα ενώ περίπου 20 έως 30 το ποσοστό συμβαίνει στα 40 mm / ώρα ή περισσότερο και αυτές οι πιθανότητες εμφανίζονται ανεξάρτητα από τη μακροπρόθεσμη μέση βροχόπτωση για τοποθεσίες.

Οι επιστήμονες και οι μηχανικοί ορίζουν την απορροή ως το μέρος της βροχόπτωσης, του χιονιού ή του νερού άρδευσης που μαζεύεται όταν η γη δεν μπορεί να το απορροφήσει. Από αυτές τις παρατηρήσεις, οι ερευνητές μπορούν να τους εξηγήσουν παράγοντες όπως πόσο γρήγορα αναδύεται μετά τη βροχόπτωση ή αν μπορεί να ονομαστεί επιφανειακή απορροή, ενδιάμεση ροή ή απορροή εδάφους.

​Επιφανειακή απορροήείναι απευθείας από την επιφάνεια του εδάφους.Διαρροήείναι το φαινόμενο της ροής που συμβαίνει όταν ένα στρώμα υλικού όπως το έδαφος προκαλεί τη συγκέντρωση βροχοπτώσεων στην επιφάνεια.Απορροή εδάφους,από τη φύση 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 με τον οποίο μετρήσατε την ποσότητα της βροχόπτωσης, τη διάρκεια της βροχόπτωσης, τον τρόπο της υετού διανέμει τον εαυτό του (συμπεριλαμβανομένου του αν έχει στοιχεία χιονοστιβάδας ή χιονιού), την κατεύθυνση της καταιγίδας και οποιαδήποτε άλλη αιτία μπορεί να επηρεάσει την κλίμα. Αυτό μπορεί να κυμαίνεται από θερμοκρασία έως άνεμο, υγρασία και διακυμάνσεις της εποχής.

Άλλα χαρακτηριστικά που είναι πιο μοναδικά στις περιοχές των ίδιων των βροχοπτώσεων περιλαμβάνουν υψόμετρο, τοπογραφία, σχήμα λεκάνης, περιοχή αποστράγγισης, τύπος εδάφους και την εγγύτητα λιμνών, λιμνών, ταμιευτήρων, νεροχυτών και άλλων στοιχείων της λεκάνης που μπορεί να επηρεάσουν απορροή.

Καθώς οι ερευνητές μελετούν τη φύση αυτών των φαινομένων σε σχέση με τη γεωλογία, μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα δεδομένα και τις πληροφορίες που λαμβάνουν για να μελετήσουν φαινόμενα στην ατμόσφαιρα σε άλλες περιοχές. Οι επιπτώσεις λόγω της επιφάνειας και της απορροής μεταξύ των καταιγίδων στις Ηνωμένες Πολιτείες και εκείνων στον Αμαζόνιο μπορεί να διαφέρουν πολύ μεταξύ τους.

Μελέτες έχουν δείξει ότι περίπου το ένα τρίτο των βροχοπτώσεων στην ξηρά καταλήγει ως απορροή σε ρέματα και ποτάμια που οδηγούν τελικά στον ωκεανό. Η άλλη ποσότητα καθίζησης χάνεται είτε λόγω εξάτμισης, διαπνοής και διείσδυσης (εμβάπτιση σε υπόγεια ύδατα). Μελετώντας αυτά τα μοτίβα μεταξύ των φαινομένων απορροής, οι ερευνητές αποκτούν μεγαλύτερη κατανόηση για το πώς οι άνθρωποι επηρεάζουν το περιβάλλον και τι παράγουν τα ίδια τα φαινόμενα της Γης.

Ο ανθρώπινος αντίκτυπος στη Γη έχει φέρει δρόμους, κτίρια και άλλες τεχνητές κατασκευές που έχουν μειώσει την ικανότητα απορροής να διεισδύσει στο έδαφος ή να φτάσει σε ποτάμια και ρυάκια. Άλλες ενέργειες από τον άνθρωπο όπως η αφαίρεση της βλάστησης και του εδάφους και η δημιουργία επιφανειών που το νερό δεν μπορεί να διεισδύσει αυξάνει την απορροή. Προκάλεσαν την αύξηση του όγκου και της συχνότητας των πλημμυρών από ρεύματα. Η ευαισθητοποίηση του κοινού και η δημιουργία συζητήσεων για το πώς αυτά μπορούν να βλάψουν τον πλανήτη μπορούν να αντιμετωπίσουν αυτά τα ζητήματα.

Η αστικοποίηση σε πόλεις σε όλο τον κόσμο έχει επηρεάσει τα πρότυπα απορροής στις επιφάνειες. Η σύγκριση της συμπεριφοράς της απορροής και της ροής του νερού σε φυσικές περιοχές, όπως τα τροπικά δάση με τις ανθρωπογενείς, όπως δρόμοι και πόλεις γενικά μπορεί να σας δώσει μια ιδέα για το πόσο εύκολο είναι το νερό να ρέει φυσικά στα ρέματα και τα ποτάμια του στο πρώτο, ενώ παλεύει να το κάνει στο τελευταίος. Οι αστικές πλημμύρες συμβαίνουν και οι υδρογραφίες λαμβάνουν πιο ακανόνιστες μορφές για τη μέτρηση της βροχής που πέφτει για να δείξει αυτόν τον κίνδυνο.

Υπάρχουν πολλοί τρόποι που οι άνθρωποι μπορούν να αντιμετωπίσουν αυτά τα περιβαλλοντικά ζητήματα. Τα άτομα που εργάζονται σε αγροκτήματα και κήπους μπορούν να περιορίσουν το λίπασμα που χρησιμοποιούν και οι αστικές περιοχές μπορούν να χρησιμοποιούν 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 στις πλωτές οδούς.

Μελετώντας πώς τα σωματίδια του εδάφους μπορούν να συλλεχθούν από την απορροή μπορεί να σας δείξει πώς οι διεργασίες απορροής μπορούν να επηρεάσουν τη ρύπανση του νερού. Η μη σημειακή ρύπανση αναφέρεται στη διάβρωση του εδάφους που προκαλείται από τον άνθρωπο και στις χημικές εφαρμογές αυτών των επιπτώσεων.

Αυτές οι διεργασίες αναγκάζουν τις χημικές ουσίες στο έδαφος να κολλήσουν στο νερό ή να διαλυθούν σε αυτές με τρόπο που μολύνει το περιβάλλον. Το ίδιο το νερό μπορεί να διαδώσει απορρίμματα, πετρέλαιο, χημικά και λιπάσματα που μεταφέρουν άζωτο και φώσφορο για τη μείωση της ποιότητας του νερού.

Τα ίδια τα χαρακτηριστικά του εδάφους μπορούν να επηρεάσουν τη διαδικασία με την οποία συμβαίνει η ρύπανση των υδάτων ως αποτέλεσμα της απορροής. Μπορεί να εξαρτάται από το πορώδες, την ποσότητα ανοιχτού χώρου μεταξύ των κόκκων του εδάφους, του εδάφους που μπορεί να επηρεάσει αρνητικά την αποθήκευση και την κίνηση του νερού.

Εξαρτάται επίσης από την τραχύτητα της επιφάνειας του εδάφους που μπορεί να συλλάβει τους ρύπους πιο εύκολα. Η μελέτη της χημικής και φυσικής φύσης του νερού παρουσία εδάφους μπορεί να δώσει στους ερευνητές καλύτερες ιδέες για το πώς να αντιμετωπίσουν τα ζητήματα της ρύπανσης των υδάτων, καθώς σχετίζονται με την απορροή.