Voda može proći mnogim putovima dok pada s neba u obliku kiše i drugih oborina i na kraju procuri u zemlju. Možete shvatiti koliko se voda može usmjeriti tim putovima propadanja kroz zemlju ili drugi materijal u zemlju nakon jakih količina kiše. Površinsko otjecanje vode jedan je od načina za određivanje količine vode koju stvara oborina.
Formula izravnog otjecanja
Jednostavne, jednostavne metode izračunavanja otjecanja mogu vam reći količinu vode koju oluje donose na zemlju. Za određenu površinu, poput krova ili dvorišta, pomnožite površinu s inčima kiše i podijelite s 231 da biste dobili otjecanje u galonima. Faktor 231 dolazi iz činjenice da je volumen od 1 galona jednak 231 kubičnih inča. Pri izračunavanju volumena otjecanja krova možete koristiti aformula izravnog otjecanja(u in3) koji zahtijeva množenje površine koja pokriva krov s centimetrima kiše.
Nijansiranije, složenije jednadžbe uzimaju u obzir čimbenike poput varijacija u tome koliko kiše oluja stvara s vremenom. Jedna metoda, poznata kaoRacionalna metodakoristiRacionalna jednadžba:
C = \ frac {Q} {iA}
za koeficijent otjecanjaC, vršna brzina otjecanjaQ, intenzitet padalinaja(u in / sat) i veličina područjaA(obično u hektarima).
Ostali koeficijenti otjecanja koriste različite mjerne jedinice za ostale varijable kao što je površina u m2 a intenzitet u mm / h. Postoji nekoliko tablica s koeficijentom otjecanja za izračunavanje otjecanja oborinskih voda, poput Izvještaj o koeficijentu otjecanja (C) od strane Kalifornijskog odbora za kontrolu vodnih resursa. Mrežni kalkulatori postoje i za samu formulu onaj LMNO inženjerstva, istraživanja i softvera.
Vršna stopa oticanja
Možete izmjeriti najveću brzinu otjecanjaQpomoću olujeHidrograf jedinice, otjecanje oluje tijekom vremena za mjesto gdje se kiše skupljaju u kopnu, na jedinični unos kiše. Ovaj graf ovisi o samoj pojedinačnoj oluji. Znanstvenici i inženjeri stvaraju hidrograme na temelju mjerenja kiše tijekom samih oluja.
To čine dok rješavaju probleme poput razlika u području ili vremenu tijekom kojeg se vrše mjerenja. Ovi izračuni također daju znanstvenicima i inženjerima način modeliranja oluja pomoću računalnih tehnika.
Koristeći podatke koje dobivaju ovim mjerenjima, istraživači tada mogu pomoću vjerojatnosti i statistike utvrditi vjerojatnost da će kiša pasti u budućnosti i koja vrsta oborina može nastupiti. To čine pomoću karakteristika za razne vrste vremena poput kratkotrajnih kiša visokog intenziteta koje se mogu pojaviti u regijama u mnogim dijelovima svijeta. To im omogućuje traženje uzoraka i trendova iz kojih mogu oblikovati predviđanja o budućnosti.
Istraživanja su pokazala da se oko 50 posto sve kiše događa s intenzitetom većim od 20 mm / sat, dok oko 20 do 30 posto se događa pri 40 mm / sat ili više i te se vjerojatnosti javljaju neovisno o dugotrajnoj prosječnoj kiši za lokacijama.
Svojstva otjecanja
Znanstvenici i inženjeri definiraju otjecanje kao dio oborina, topljenja snijega ili vode za navodnjavanje koji se skupljaju kada ga zemlja ne može apsorbirati. Iz ovih promatranja istraživači im mogu objasniti čimbenike poput brzine pojavljivanja nakon kiše ili može li se to nazvati površinskim otjecanjem, međuprotokom ili tla.
Površinsko otjecanjeje izravno s površine kopna.Slijevanjeje pojava protoka koja se javlja kada materijalni sloj poput tla uzrokuje skupljanje kiše na površini.Prizemno otjecanje,po svojoj prirodi može akumulirati onečišćivače tla poput pesticida.
Instrumenti korišteni za određivanje otjecanja utječu na preciznost podataka. Trebali biste uzeti u obzir preciznost načina na koji ste mjerili količinu kiše, trajanje kiše, kako padavine raspoređuje se (uključujući ima li dijelova susnježice ili snijega), smjer kojim oluja putuje i bilo koji drugi uzroci koji mogu utjecati na klima. To se može kretati od temperature do vjetra, vlage i varijacija u sezoni.
Ostale značajke jedinstvene za područja oborina uključuju nadmorsku visinu, topografiju, oblik bazena, odvodno područje, vrsta tla i blizina ribnjaka, jezera, rezervoara, ponora i drugih dijelova bazena koji mogu utjecati otjecanje.
Dok istraživači proučavaju prirodu ovih pojava s obzirom na geologiju, oni mogu podatke i informacije koje dobivaju koristiti za proučavanje pojava u atmosferi na drugim područjima. Učinci zbog površine i otjecanja između oluja u Sjedinjenim Državama i onima u Amazoniji mogu se međusobno uvelike razlikovati.
Studije su pokazale da oko jedne trećine oborina nad kopnom završi kao otjecanje u potocima i rijekama koje na kraju vode prema oceanu. Druga količina oborina gubi se isparavanjem, transpiracijom i infiltracijom (upijanjem u podzemnu vodu). Proučavajući ove obrasce među fenomenima otjecanja, istraživači stječu bolje razumijevanje kako ljudi utječu na okoliš i što sami fenomeni na Zemlji proizvode.
Ljudski učinak na otjecanje
Ljudski utjecaj na Zemlju donio je ceste, zgrade i druge umjetne građevine koje su smanjile sposobnost otjecanja da se infiltrira u zemlju ili dosegne rijeke i potoke. Druge ljudske radnje poput uklanjanja vegetacije i tla i stvaranja površina kroz koje voda ne može prodrijeti povećavaju otjecanje. Oni su doveli do povećanja volumena i učestalosti poplava iz potoka. Podizanje javne svijesti i stvaranje rasprava o tome kako to može naštetiti planeti može riješiti ta pitanja.
Urbanizacija u gradovima širom svijeta utjecala je na uzorke otjecanja na površinama. Usporedba ponašanja otjecanja i protoka vode u prirodnim područjima kao što su prašume s onim koje je stvorio čovjek poput cesta i gradova općenito može dati vam predodžbu o tome kako je lako vodi prirodno teći do svojih potoka i rijeka, dok se u tome bore potonji. Javljaju se urbane poplave, a hidrografi imaju nepravilnije oblike u mjerenju koliko kiše pada kako bi pokazali ovu opasnost.
Postoji mnogo načina na koje se ljudi mogu pozabaviti tim ekološkim problemima. Pojedinci koji rade na farmama i vrtovima mogu ograničiti koliko gnojiva koriste, a urbana područja mogu koristiti manje neprohodnih površina kao osnovne korake. Sadnja također može pomoći. Neke biljke imaju prirodne načine da spriječe pojavu erozije, a to može ograničiti količinu štetnog otjecanja u vodene tokove.
Zagađenje vode i otjecanje
Proučavanje načina na koji čestice tla može prikupiti otjecanje može vam pokazati kako procesi otjecanja mogu utjecati na zagađenje vode. Onečišćenje onečišćenim izvorima odnosi se na eroziju tla uzrokovanu čovjekom i kemijske primjene tih učinaka.
Ti procesi uzrokuju da se kemikalije u tlu lijepe za vodu ili se otapaju u njima na način koji zagađuje okoliš. Sama voda može širiti smeće, naftu, kemikalije i gnojiva koja sadrže dušik i fosfor kako bi se smanjila kvaliteta vode.
Karakteristike samog tla mogu utjecati na proces kojim se onečišćenje vode događa kao rezultat otjecanja. Može ovisiti o poroznosti, količini otvorenog prostora između zrna tla, tla koja može negativno utjecati na skladištenje i kretanje vode.
Ovisi i o hrapavosti površine tla koja lakše može zarobiti onečišćujuće tvari. Proučavanje kemijske i fizikalne prirode vode u prisutnosti tla može dati istraživačima bolje ideje o tome kako riješiti probleme onečišćenja vode s obzirom na to da je riječ o otjecanju.