Hvordan beregne overflateavrenning

Vann kan ta mange ruter når det faller fra himmelen i form av regn og annet nedbør, og til slutt siver ned i bakken. Du kan finne ut hvor mye vann som kan lede seg gjennom disse stiene til å synke gjennom jord eller annet materiale til jorden etter store mengder regn. Overflateavrenning av vann er en måte å bestemme hvor mye vann en hendelse med nedbør produserer.

Enkle, enkle metoder for å beregne avrenning kan fortelle deg hvor mye vann stormene fører til jorden. For et gitt overflate, for eksempel et tak eller hage, multipliser området med tommer nedbør og del med 231 for å få avrenningen i liter. Faktoren 231 kommer av det faktum at volumet på 1 liter tilsvarer 231 kubikkcentimeter. Ved beregning av takavrenningsvolum kan du bruke endirekte avrenningsformel(i i³) som krever multiplisering av området som dekker taket med tommer nedbør.

Mer nyanserte, kompliserte ligninger tar hensyn til faktorer som variasjoner i hvor mye regn en storm skaper over tid. En metode, kjent somRasjonell metodebrukerRasjonell ligning:​​

for avrenningskoeffisientC, topp avrenningshastighetSpørsmål, nedbørsintensitetJeg(i / time) og størrelsen på områdetEN(vanligvis i dekar).

Andre avrenningskoeffisienter bruker forskjellige måleenheter for de andre variablene som areal i m² og intensitet i mm / t. Flere avrenningskoeffisienttabeller eksisterer for beregning av regnvannsavrenning, slik som Avrenningskoeffisient (C) faktaark av California State Water Resources Control Board. Online-kalkulatorer finnes også for selve formelen den av LMNO Engineering, Research og Software.

Du kan måle toppavrenningshastighetenSpørsmålbruker en stormEnhetshydrograf, avrenning av en storm over tid for et sted der nedbør samler seg i land, til enhetens inntasting av nedbør. Denne grafen avhenger av den enkelte stormen selv. Forskere og ingeniører lager hydrografier fra målingene av nedbør selv under stormer.

De gjør det mens de tar opp spørsmål som forskjeller i område eller tid som målingene gjøres over. Disse beregningene gir også forskere og ingeniører en måte å modellere stormer ved hjelp av beregningsteknikker.

Ved å bruke dataene de får fra disse målingene, kan forskere deretter bruke sannsynlighet og statistikk for å bestemme sannsynligheten for at det vil regne i fremtiden og hvilken type nedbør som kan forekomme. De gjør dette ved å bruke egenskaper for forskjellige typer vær, for eksempel høyintensiv, kortvarig nedbør som kan forekomme i regioner i mange deler av verden. Dette lar dem søke etter mønstre og trender som de kan danne spådommer om fremtiden fra.

Forskning har vist at omtrent 50 prosent av alt regn skjer med en intensitet større enn 20 mm / time mens det er rundt 20 til 30 prosent skjer ved 40 mm / time eller mer, og disse sannsynlighetene oppstår uavhengig av det langsiktige gjennomsnittlige nedbøren for lokasjoner.

Forskere og ingeniører definerer avrenning som den delen av nedbør, snøsmelting eller vanningsvann som samles når landet ikke kan absorbere det. Fra disse observasjonene kan forskere redegjøre for faktorer som hvor raskt det dukker opp etter nedbør, eller om det kan kalles overflateavrenning, interflow eller bakkenavrenning.

​Overflateavrenninger fra landoverflaten direkte.Interflower fenomenet strømning som oppstår når et materiallag som jord får nedbør til å samle seg på overflaten.Bakken avrenning,kan i sin natur akkumulere jordforurensninger som plantevernmidler.

Instrumentene som brukes til å bestemme avrenning påvirker nøyaktigheten til dataene. Du bør ta hensyn til presisjonen til hvordan du målte nedbørsmengden, nedbørets varighet, og hvordan nedbøren distribuerer seg selv (inkludert om det har deler av sludd eller snø), retningen stormen reiser og hva andre årsaker som kan påvirke klima. Dette kan variere fra temperatur til vind, fuktighet og variasjoner i sesongen.

Andre funksjoner som er mer unike for selve nedbørsområdene inkluderer høyde, topografi, bassengform, avløpsområde, jordtype og nærheten til dammer, innsjøer, reservoarer, vasker og andre komponenter i bassenget som kan påvirke avrenning.

Når forskere studerer naturen til disse fenomenene med hensyn til geologi, kan de bruke dataene og informasjonen de får til å studere fenomener i atmosfæren i andre områder. Effektene på grunn av overflate og avrenning mellom stormer i USA og Amazonas kan variere sterkt fra hverandre.

Studier har vist at omtrent en tredjedel av nedbøren over land ender som avrenning i bekker og elver som til slutt fører mot havet. Den andre mengden nedbør går tapt enten til fordampning, transpirasjon og infiltrasjon (i bløt i grunnvannet). Ved å studere disse mønstrene blant avrenningsfenomener, får forskere større forståelse av hvordan mennesker påvirker miljøet og hva fenomenene på jorden selv produserer.

Den menneskelige påvirkningen på jorden har ført til veier, bygninger og andre menneskeskapte strukturer som har redusert avrennings evne til å infiltrere i bakken eller nå elver og bekker. Andre handlinger fra mennesker som å fjerne vegetasjon og jord og skape overflater som vann ikke kan trenge gjennom, øker avrenningen. De har fått volumet og hyppigheten av flom fra bekker til å øke. Å øke offentlig bevissthet og skape diskusjoner om hvordan disse kan skade planeten kan løse disse problemene.

Urbanisering i byer over hele verden har påvirket avrenningsmønstre på overflater. Å sammenligne oppførselen til avrenning og vannstrømning i naturlige områder som regnskog med menneskeskapte som veier og byer generelt kan gi deg en ide om hvor lett det er for vann å strømme naturlig til sine bekker og elver i den tidligere mens du sliter med å gjøre det i sistnevnte. Byflom forekommer, og hydrografier tar mer uregelmessige former for å måle hvor mye regn som faller for å vise denne faren.

Det er mange måter mennesker kan løse disse miljøspørsmålene på. Enkeltpersoner som arbeider på gårder og hager kan begrense hvor mye gjødsel de bruker, og byområder kan bruke færre ugjennomtrengelige overflater som grunnleggende trinn. Planting kan også hjelpe. Noen planter har naturlige måter å forhindre erosjon på, og dette kan begrense mengden skadelig avrenning i vannveiene.

Å studere hvordan jordpartikler kan plukkes opp av avrenning, kan vise deg hvordan avrenningsprosesser kan påvirke forurensning av vann. Nonpoint kilde forurensning refererer til menneskelig jorderosjon og den kjemiske anvendelsen av disse effektene.

Disse prosessene får kjemikalier i jorden til å feste seg til vann eller oppløses i dem på en måte som forurenser miljøet. Selve vannet kan spre søppel, petroleum, kjemikalier og gjødsel som fører nitrogen og fosfor for å redusere vannkvaliteten.

Egenskapene til jorda i seg selv kan påvirke prosessen der vannforurensning skjer som et resultat av avrenning. Det kan avhenge av porøsiteten, mengden åpen plass mellom jordkorn, av jord som kan påvirke lagring og bevegelse av vann negativt.

Det avhenger også av ruheten på jordoverflaten som lettere kan fange opp forurensninger. Å studere vannets kjemiske og fysiske natur i nærvær av jord kan gi forskere bedre ideer om hvordan man kan løse problemene med vannforurensning når det gjelder avrenning.