Cum se calculează scurgerea suprafeței

Apa poate parcurge multe rute pe măsură ce cade din cer sub formă de ploaie și alte precipitații și, în cele din urmă, se scurge în pământ. Vă puteți da seama cât de multă apă se poate direcționa prin aceste căi de scufundare prin sol sau alt material în pământ după cantități abundente de ploaie. Scurgerea de suprafață a apei este o modalitate de a determina câtă apă produce un eveniment de precipitații.

Metodele simple și directe de calcul al scurgerii vă pot spune cantitatea de apă pe care o aduc furtunile pe pământ. Pentru o anumită suprafață, cum ar fi un acoperiș sau o curte, înmulțiți aria cu centimetri de precipitații și împărțiți la 231 pentru a obține scurgerea în galoane. Factorul 231 provine din faptul că volumul de 1 galon este egal cu 231 inci cubi. Când calculați volumul de scurgere a acoperișului, puteți utiliza unformula de scurgeri directe(în³) care solicită înmulțirea zonei care acoperă acoperișul cu centimetrii de precipitații.

Ecuațiile mai nuanțate și complicate iau în considerare factori precum variațiile în cantitatea de ploaie pe care o furtună o creează în timp. O metodă, cunoscută sub numele de

pentru coeficientul de scurgereC, rata maximă de scurgereÎ, intensitatea precipitațiiloreu(în in / oră) și dimensiunea zoneiA(de obicei în acri).

Alți coeficienți de scurgere utilizează diferite unități de măsură pentru celelalte variabile, cum ar fi aria în m² și intensitatea în mm / oră. Există mai multe tabele ale coeficienților de scurgere pentru calcularea scurgerii apelor pluviale, cum ar fi Coeficient de scurgere (C) Fișă informativă de către Comitetul de control al resurselor de apă din California. Calculatoarele online există și pentru formula în sine, cum ar fi cel de LMNO Engineering, Research și Software.

Puteți măsura rata maximă de scurgereÎfolosind cea a unei furtuniHidrograf de unitate, scurgerea unei furtuni în timp pentru o locație în care precipitațiile se adună pe uscat, la intrarea unitară a precipitațiilor. Acest grafic depinde de furtuna individuală. Oamenii de știință și inginerii creează hidrografe din măsurătorile de precipitații în timpul furtunilor.

Acestea fac acest lucru în timp ce abordează probleme precum diferențele de zonă sau de timp în care sunt efectuate măsurătorile. Aceste calcule oferă, de asemenea, oamenilor de știință și ingineri o modalitate de modelare a furtunilor folosind tehnici de calcul.

Folosind datele pe care le obțin din aceste măsurători, cercetătorii pot folosi probabilitatea și statisticile pentru a determina probabilitatea ca va ploua în viitor și ce tip de precipitații pot apărea. Acestea fac acest lucru folosind caracteristici pentru diferite tipuri de vreme, cum ar fi precipitații de intensitate ridicată și de scurtă durată care pot apărea în regiuni din multe părți ale lumii. Acest lucru le permite să caute modele și tendințe din care pot forma predicții despre viitor.

Cercetările au arătat că aproximativ 50% din toată ploaia are loc la o intensitate mai mare de 20 mm / oră, în timp ce în jur de 20-30 procentul se întâmplă la 40 mm / oră sau mai mult, iar aceste probabilități apar independent de precipitațiile medii pe termen lung pentru locații.

Oamenii de știință și inginerii definesc scurgerea ca parte a precipitațiilor, topirii zăpezii sau a apei pentru irigații care se adună atunci când terenul nu o poate absorbi. Din aceste observații, cercetătorii le pot explica factori precum viteza cu care apare după precipitații sau dacă poate fi numită scurgerea de suprafață, fluxul sau scurgerea solului.

​Scurgere de suprafațăeste de la suprafața terenului direct.Interfluxeste fenomenul de curgere care apare atunci când un strat material, cum ar fi solul, determină colectarea precipitațiilor la suprafață.Scurgerea la sol,prin natura sa, poate acumula contaminanți ai solului, precum pesticide.

Instrumentele utilizate pentru determinarea scurgerii afectează precizia datelor. Ar trebui să luați în considerare precizia modului în care ați măsurat cantitatea de precipitații, durata precipitațiilor, modul în care precipitațiile se distribuie (inclusiv dacă are componente de lapoviță sau zăpadă), direcția în care se deplasează furtuna și orice alte cauze pot afecta climat. Acest lucru ar putea varia de la temperatură la vânt, umiditate și variații în sezon.

Alte caracteristici mai unice pentru zonele de precipitații în sine includ ridicarea, topografia, forma bazinului, zona de scurgere, tipul de sol și apropierea iazurilor, lacurilor, rezervoarelor, chiuvetelor și a altor componente ale bazinului care pot afecta scurgerile.

Pe măsură ce cercetătorii studiază natura acestor fenomene în ceea ce privește geologia, ei pot folosi datele și informațiile pe care le obțin pentru a studia fenomenele din atmosferă din alte zone. Efectele datorate suprafeței și scurgerii dintre furtuni din Statele Unite și cele din Amazon pot diferi foarte mult unele de altele.

Studiile au arătat că aproximativ o treime din precipitațiile pe uscat ajung ca scurgeri în cursuri de apă și râuri care duc în cele din urmă spre ocean. Cealaltă cantitate de precipitații se pierde fie din cauza evaporării, transpirației și infiltrării (înmuierea în apele subterane). Studiind aceste tipare printre fenomenele de scurgere, cercetătorii dobândesc o mai bună înțelegere a modului în care oamenii afectează mediul înconjurător și a ceea ce produc fenomenele de pe Pământ.

Impactul uman asupra Pământului a adus drumuri, clădiri și alte structuri artificiale care au redus capacitatea scurgerilor de a se infiltra în pământ sau de a ajunge la râuri și pâraie. Alte acțiuni ale oamenilor, cum ar fi îndepărtarea vegetației și a solului și crearea suprafețelor pe care apa nu le poate pătrunde, cresc scurgerea. Au determinat creșterea volumului și frecvenței inundațiilor din cursurile de apă. Creșterea gradului de conștientizare a publicului și crearea de discuții cu privire la modul în care acestea pot răni planeta poate aborda aceste probleme.

Urbanizarea în orașe din întreaga lume a afectat tiparele de scurgere de pe suprafețe. Comparând comportamentul scurgerii și al curgerii apei în zonele naturale, cum ar fi pădurile tropicale, cu cele provocate de om, cum ar fi drumurile și orașele, în general, să vă faceți o idee despre cât de ușor este ca apa să curgă în mod natural către cursurile și râurile sale, în timp ce se luptă să o facă în din urmă. Se produc inundații urbane, iar hidrografele iau forme mai neregulate în măsurarea cantității de ploaie care cade pentru a arăta acest pericol.

Există multe moduri în care oamenii pot aborda aceste probleme de mediu. Persoanele care lucrează la ferme și grădini pot limita cantitatea de îngrășământ pe care o folosesc, iar zonele urbane pot folosi mai puține suprafețe impenetrabile ca pași de bază. Plantarea poate ajuta, de asemenea. Unele plante au modalități naturale de a preveni apariția eroziunii și acest lucru poate limita cantitatea de scurgeri dăunătoare în căile navigabile.

Studierea modului în care particulele de sol pot fi preluate prin scurgeri vă poate arăta cum procesele de scurgere pot afecta poluarea apei. Poluarea sursă nonpoint se referă la eroziunea solului cauzată de om și la aplicațiile chimice ale acestor efecte.

Aceste procese fac ca substanțele chimice din sol să se lipească de apă sau să se dizolve în ele într-un mod care poluează mediul. Apa însăși poate răspândi gunoi, petrol, substanțe chimice și îngrășăminte care transportă azot și fosfor pentru a reduce calitatea apei.

Caracteristicile solului în sine pot afecta procesul prin care poluarea apei se produce ca urmare a scurgerii. Poate depinde de porozitate, de cantitatea de spațiu deschis între cerealele solului, de sol care poate afecta negativ depozitarea și mișcarea apei.

Depinde, de asemenea, de rugozitatea suprafeței solului, care poate captura mai ușor poluanții. Studierea naturii fizice și chimice a apei în prezența solului poate oferi cercetătorilor idei mai bune despre cum să abordeze problemele poluării apei în legătură cu scurgerea.