Oppervlakteafvoer berekenen

Water kan vele routes volgen als het uit de lucht valt in de vorm van regen en andere neerslag, en uiteindelijk in de grond sijpelt. Je kunt erachter komen hoeveel water zichzelf kan leiden door deze paden van wegzakken door grond of ander materiaal in de aarde na hevige regenbuien. De oppervlakte-afvoer van water is een manier om te bepalen hoeveel water een gebeurtenis van neerslag produceert.

Eenvoudige, ongecompliceerde methoden om de afvoer te berekenen, kunnen u de hoeveelheid water vertellen die stormen naar de aarde brengen. Voor een bepaald oppervlak, zoals een dak of tuin, vermenigvuldigt u het gebied met het aantal inches regen en deelt u dit door 231 om de afvoer in gallons te verkrijgen. De factor 231 komt van het feit dat het volume van 1 gallon gelijk is aan 231 kubieke inch. Bij het berekenen van het afvoervolume van het dak kunt u eendirecte afvoer formule run(in in³) waarin wordt opgeroepen om het gebied dat het dak bedekt te vermenigvuldigen met het aantal centimeters regen.

Meer genuanceerde, gecompliceerde vergelijkingen houden rekening met factoren zoals variaties in hoeveel regen een storm in de loop van de tijd veroorzaakt. Een methode, bekend als deRationele methodegebruikt deRationele vergelijking:​​

voor afvoercoëfficiëntC, piekafvoersnelheidVraag, regenintensiteitik(in in/uur) en grootte van het gebiedEEN(meestal in hectare).

Andere afvoercoëfficiënten gebruiken verschillende meeteenheden voor de andere variabelen zoals oppervlakte in m² en intensiteit in mm/uur. Er bestaan ​​verschillende tabellen met afvoercoëfficiënten voor het berekenen van de afvoer van regenwater, zoals de Afvloeiingscoëfficiënt (C) Factsheet door de California State Water Resources Control Board. Er bestaan ​​ook online rekenmachines voor de formule zelf, zoals die van LMNO Engineering, Research en Software.

U kunt de piekafvoersnelheid metenVraageen storm gebruikenEenheid hydrograaf, de afvoer van een storm in de loop van de tijd voor een locatie waar regenval zich op het land verzamelt, tot de eenheidsinvoer van regenval. Deze grafiek is afhankelijk van de individuele storm zelf. Wetenschappers en ingenieurs maken zelf hydrografieën van de metingen van regenval tijdens stormen.

Ze doen dit terwijl ze problemen aanpakken zoals verschillen in oppervlakte of tijd waarover metingen worden gedaan. Deze berekeningen geven wetenschappers en ingenieurs ook een manier om stormen te modelleren met behulp van computertechnieken.

Met de gegevens die ze uit deze metingen halen, kunnen onderzoekers vervolgens op basis van waarschijnlijkheid en statistieken bepalen hoe groot de kans is dat het in de toekomst gaat regenen en wat voor soort neerslag er kan optreden. Ze doen dit door kenmerken te gebruiken voor verschillende soorten weer, zoals zeer intensieve, kortdurende regenval die in veel delen van de wereld kan voorkomen. Hiermee kunnen ze patronen en trends zoeken van waaruit ze voorspellingen kunnen doen over de toekomst.

Onderzoek heeft aangetoond dat ongeveer 50 procent van alle regen plaatsvindt met een intensiteit van meer dan 20 mm/uur, terwijl ongeveer 20 tot 30 procent vindt plaats bij 40 mm/uur of meer, en deze kans is onafhankelijk van de lange termijn gemiddelde regenval voor locaties.

Wetenschappers en ingenieurs definiëren afvoer als het deel van neerslag, smeltende sneeuw of irrigatiewater dat zich verzamelt wanneer het land het niet kan absorberen. Op basis van deze waarnemingen kunnen onderzoekers factoren verklaren zoals hoe snel het tevoorschijn komt na regenval of dat het oppervlakte-, interflow of grondafvloeiing kan worden genoemd.

​Afvloeiing van het oppervlakkomt rechtstreeks van het landoppervlak.Interflowis het fenomeen van stroming dat optreedt wanneer een materiële laag zoals grond ervoor zorgt dat regenval zich op het oppervlak verzamelt.Grondafvoer,kan door zijn aard bodemverontreinigingen zoals pesticiden ophopen.

De instrumenten die worden gebruikt bij het bepalen van de afvoer beïnvloeden de nauwkeurigheid van de gegevens. U moet rekening houden met de nauwkeurigheid van de manier waarop u de hoeveelheid neerslag hebt gemeten, de duur van de regenval, hoe de neerslag zichzelf verspreidt (inclusief of het componenten van ijzel of sneeuw heeft), de richting waarin de storm reist en welke andere oorzaken dan ook van invloed kunnen zijn op de klimaat. Dit kan variëren van temperatuur tot wind, vochtigheid en variaties in het seizoen.

Andere kenmerken die meer uniek zijn voor de regengebieden zelf, zijn hoogte, topografie, bekkenvorm, afvoergebied, bodemtype en de nabijheid van vijvers, meren, reservoirs, putten en andere componenten van het bassin die van invloed kunnen zijn op: afvoer.

Terwijl onderzoekers de aard van deze verschijnselen bestuderen met betrekking tot de geologie, kunnen ze de gegevens en informatie die ze verkrijgen gebruiken om verschijnselen in de atmosfeer in andere gebieden te bestuderen. De effecten als gevolg van oppervlakte- en afvoer tussen stormen in de Verenigde Staten en die in de Amazone kunnen sterk van elkaar verschillen.

Studies hebben aangetoond dat ongeveer een derde van de neerslag op het land terechtkomt als afvoer in beken en rivieren die uiteindelijk naar de oceaan leiden. De overige hoeveelheid neerslag gaat ofwel verloren door verdamping, transpiratie en infiltratie (inzinking in grondwater). Door deze patronen bij afvoerverschijnselen te bestuderen, krijgen onderzoekers een beter begrip van hoe mensen het milieu beïnvloeden en wat de verschijnselen van de aarde zelf produceren.

De menselijke impact op de aarde heeft geleid tot wegen, gebouwen en andere door de mens gemaakte constructies die het vermogen van afvoer om in de grond te infiltreren of rivieren en beken te bereiken, hebben verminderd. Andere acties van mensen, zoals het verwijderen van vegetatie en grond en het creëren van oppervlakken waar water niet door kan dringen, vergroten de afvoer. Ze hebben ervoor gezorgd dat het volume en de frequentie van overstromingen uit beken zijn toegenomen. Door het publiek bewust te maken en discussies op gang te brengen over hoe deze de planeet schade kunnen toebrengen, kunnen deze problemen worden aangepakt.

Verstedelijking in steden over de hele wereld hebben de afvoerpatronen op oppervlakken beïnvloed. Door het gedrag van afvloeiing en stroming van water in natuurgebieden zoals regenwouden te vergelijken met kunstmatige gebieden zoals wegen en steden in het algemeen geeft u een idee van hoe gemakkelijk het voor water is om op natuurlijke wijze naar zijn beken en rivieren te stromen in het eerste, terwijl het moeite heeft om dat te doen in het laatste. Stedelijke overstromingen komen voor en hydrografieken nemen meer onregelmatige vormen aan om te meten hoeveel regen er valt om dit gevaar aan te tonen.

Er zijn veel manieren waarop mensen deze milieuproblemen kunnen aanpakken. Individuen die op boerderijen en tuinen werken, kunnen de hoeveelheid kunstmest die ze gebruiken beperken en stedelijke gebieden kunnen minder ondoordringbare oppervlakken als basisstappen gebruiken. Planten kan ook helpen. Sommige planten hebben natuurlijke manieren om erosie te voorkomen, en dit kan de hoeveelheid schadelijke afvoer naar waterlopen beperken.

Door te bestuderen hoe bodemdeeltjes door afspoeling kunnen worden opgenomen, kun je zien hoe afstromende processen de vervuiling van water kunnen beïnvloeden. Non-point source-vervuiling verwijst naar door de mens veroorzaakte bodemerosie en de chemische toepassingen van die effecten.

Deze processen zorgen ervoor dat chemicaliën in de bodem aan water blijven kleven of erin oplossen op een manier die het milieu vervuilt. Het water zelf kan zwerfvuil, aardolie, chemicaliën en meststoffen die stikstof en fosfor bevatten, verspreiden om de waterkwaliteit te verminderen.

De eigenschappen van de bodem zelf kunnen van invloed zijn op het proces waarbij waterverontreiniging optreedt als gevolg van afvoer. Het kan afhangen van de porositeit, de hoeveelheid open ruimte tussen grondkorrels, van grond die de opslag en beweging van water nadelig kan beïnvloeden.

Het hangt ook af van de ruwheid van het bodemoppervlak, waardoor verontreinigende stoffen gemakkelijker kunnen worden opgevangen. Het bestuderen van de chemische en fysische aard van water in aanwezigheid van bodem kan onderzoekers betere ideeën geven over hoe de problemen van waterverontreiniging kunnen worden aangepakt in verband met afvoer.