Como calcular o escoamento superficial

A água pode seguir muitas rotas, pois cai do céu na forma de chuva e outras precipitações e, finalmente, penetra no solo. Você pode descobrir quanta água pode ser direcionada por esses caminhos de afundamento através do solo ou outro material na terra após grandes quantidades de chuva. O escoamento superficial de água é uma forma de determinar quanta água um evento de precipitação produz.

Métodos simples e diretos de cálculo do escoamento podem dizer a quantidade de água que as tempestades trazem para a terra. Para uma determinada área de superfície, como um telhado ou jardim, multiplique a área pelos centímetros de chuva e divida por 231 para obter o escoamento em galões. O fator 231 vem do fato de que o volume de 1 galão é igual a 231 polegadas cúbicas. Ao calcular o volume de escoamento do telhado, você pode usar umfórmula de escoamento direto(em em³), que exige a multiplicação da área que cobre o telhado pelos centímetros de chuva.

Equações mais complexas e matizadas levam em consideração fatores como variações na quantidade de chuva que uma tempestade cria ao longo do tempo. Um método, conhecido como

para coeficiente de escoamentoC, taxa de escoamento de picoQ, intensidade da chuvaeu(em in / hora) e tamanho da áreaUMA(geralmente em acres).

Outros coeficientes de escoamento usam diferentes unidades de medida para as outras variáveis, como área em m² e intensidade em mm / h. Existem várias tabelas de coeficientes de escoamento para calcular o escoamento de águas pluviais, como o Folha de dados do coeficiente de escoamento (C) pelo Conselho de Controle de Recursos Hídricos do Estado da Califórnia. Existem calculadoras online para a própria fórmula também, como o da LMNO Engenharia, Pesquisa e Software.

Você pode medir a taxa de escoamento de picoQusando uma tempestadeHidrograma Unitário, o escoamento de uma tempestade ao longo do tempo para um local onde a chuva se acumula na terra, para a entrada da unidade de chuva. Este gráfico depende da própria tempestade individual. Cientistas e engenheiros criam hidrogramas a partir das medições da chuva durante as próprias tempestades.

Eles fazem isso enquanto tratam de questões como diferenças de área ou tempo ao longo do qual as medições são feitas. Esses cálculos também fornecem aos cientistas e engenheiros uma maneira de modelar tempestades usando técnicas computacionais.

Usando os dados que obtêm dessas medições, os pesquisadores podem usar a probabilidade e as estatísticas para determinar a probabilidade de chover no futuro e que tipo de precipitação pode ocorrer. Eles fazem isso usando características para vários tipos de clima, como chuvas de alta intensidade e curta duração, que podem ocorrer em regiões de muitas partes do mundo. Isso permite que eles procurem padrões e tendências a partir dos quais possam fazer previsões sobre o futuro.

A pesquisa mostrou que cerca de 50 por cento de todas as chuvas acontecem com uma intensidade superior a 20 mm / hora, enquanto cerca de 20 a 30 por cento acontece a 40 mm / hora ou mais, e essas probabilidades ocorrem independentemente da precipitação média de longo prazo para Localizações.

Cientistas e engenheiros definem o escoamento como a parte da precipitação, derretimento da neve ou água de irrigação que se acumula quando a terra não consegue absorvê-la. A partir dessas observações, os pesquisadores podem explicar fatores como a rapidez com que surge após a chuva ou se pode ser chamado de escoamento superficial, interfluxo ou escoamento subterrâneo.

​Escoamento superficialé da superfície da terra diretamente.Interflowé o fenômeno de fluxo que ocorre quando uma camada de material como o solo faz com que a chuva se acumule na superfície.Escoamento do solo,por sua natureza, pode acumular contaminantes do solo, como pesticidas.

Os instrumentos usados ​​na determinação do escoamento afetam a precisão dos dados. Você deve levar em consideração a precisão de como você mediu a quantidade de chuva, a duração da chuva, como a precipitação se distribui (incluindo se tem componentes de granizo ou neve), a direção em que a tempestade viaja e quaisquer outras causas que podem afetar o clima. Isso pode variar de temperatura a vento, umidade e variações sazonais.

Outras características mais exclusivas das áreas de chuva em si incluem elevação, topografia, formato da bacia, área de drenagem, tipo de solo e a proximidade de lagoas, lagos, reservatórios, sumidouros e outros componentes da bacia que podem afetar escoamento.

À medida que os pesquisadores estudam a natureza desses fenômenos com respeito à geologia, eles podem usar os dados e as informações que obtêm para estudar fenômenos na atmosfera em outras áreas. Os efeitos devido à superfície e ao escoamento superficial entre as tempestades nos Estados Unidos e na Amazônia podem ser muito diferentes entre si.

Estudos têm mostrado que cerca de um terço da precipitação sobre a terra termina como escoamento em riachos e rios que eventualmente conduzem ao oceano. A outra quantidade de precipitação é perdida por evaporação, transpiração e infiltração (imersão nas águas subterrâneas). Ao estudar esses padrões entre os fenômenos de escoamento, os pesquisadores obtêm uma maior compreensão de como os humanos estão afetando o meio ambiente e o que os próprios fenômenos da Terra produzem.

O impacto humano na Terra trouxe estradas, edifícios e outras estruturas feitas pelo homem que reduziram a capacidade do escoamento de se infiltrar no solo ou alcançar rios e riachos. Outras ações humanas, como remover a vegetação e o solo e criar superfícies nas quais a água não pode penetrar, aumentam o escoamento. Eles fizeram com que o volume e a frequência das inundações dos riachos aumentassem. Aumentar a consciência pública e criar discussões sobre como isso pode prejudicar o planeta pode resolver esses problemas.

A urbanização em cidades em todo o mundo afetou os padrões de escoamento superficial. Comparar o comportamento do escoamento e fluxo de água em áreas naturais, como florestas tropicais, com aquelas artificiais, como estradas e cidades em geral, pode dar uma ideia de como é fácil para a água fluir naturalmente para seus riachos e rios no primeiro, enquanto se esforça para fazê-lo no último. Ocorrem inundações urbanas e os hidrogramas assumem formas mais irregulares na medição da quantidade de chuva que está caindo para mostrar esse perigo.

Existem muitas maneiras pelas quais os humanos podem lidar com essas questões ambientais. Indivíduos que trabalham em fazendas e jardins podem limitar a quantidade de fertilizante que usam e as áreas urbanas podem usar menos superfícies impenetráveis ​​como etapas básicas. O plantio também pode ajudar. Algumas plantas têm formas naturais de prevenir a ocorrência de erosão, e isso pode limitar a quantidade de escoamento prejudicial para os cursos de água.

Estudar como as partículas do solo podem ser coletadas pelo escoamento pode mostrar como os processos de escoamento podem afetar a poluição da água. A poluição de fonte difusa refere-se à erosão do solo causada pelo homem e às aplicações químicas desses efeitos.

Esses processos fazem com que os produtos químicos do solo grudem na água ou se dissolvam nela de uma forma que polui o meio ambiente. A própria água pode espalhar lixo, petróleo, produtos químicos e fertilizantes que transportam nitrogênio e fósforo para reduzir a qualidade da água.

As características do próprio solo podem afetar o processo pelo qual a poluição da água ocorre como resultado do escoamento. Pode depender da porosidade, a quantidade de espaço aberto entre os grãos do solo, que pode afetar adversamente o armazenamento e o movimento da água.

Depende também da rugosidade da superfície do solo, que pode capturar os poluentes com mais facilidade. O estudo da natureza química e física da água na presença de solo pode dar aos pesquisadores melhores ideias sobre como abordar as questões da poluição da água no que se refere ao escoamento.