Ako vypočítať povrchový odtok

Voda môže ísť mnohými cestami, pretože padá z neba v podobe dažďa a iných zrážok a nakoniec vsiakne do zeme. Môžete zistiť, koľko vody sa môže nasmerovať cez tieto cesty potopenia cez pôdu alebo iný materiál do zeme po silnom daždi. Povrchový odtok vody je jedným zo spôsobov, ako určiť, koľko vody produkuje zrážka.

Jednoduché a priame metódy výpočtu odtoku vám môžu povedať, koľko vody privedú na zem búrky. Pre danú povrchovú plochu, ako je napríklad strecha alebo dvor, vynásobte túto plochu palcami zrážok a vydelte 231, aby ste získali odtok v galónoch. Faktor 231 pochádza zo skutočnosti, že objem 1 galón sa rovná 231 kubickým palcom. Pri výpočte objemu odtoku strechy môžete použiť avzorec priameho odtoku(v³), ktorá požaduje znásobenie oblasti, ktorá pokrýva strechu, palcami zrážok.

Jemnejšie a zložitejšie rovnice zohľadňujú faktory, ako sú kolísanie množstva dažďov, ktoré v priebehu času vytvorí búrka. Jedna metóda známa akoRacionálna metódapoužívaRacionálna rovnica:​​

pre koeficient odtokuC., maximálna odtoková rýchlosťQ, intenzita zrážoki(v palcoch za hodinu) a veľkosť oblastiA(zvyčajne v akroch).

Ostatné odtokové koeficienty používajú rôzne jednotky merania pre ďalšie premenné, ako napríklad plochu v m² a intenzita v mm / hod. Existuje niekoľko tabuliek koeficientov odtoku na výpočet odtoku dažďovej vody, napríklad Informačný list o koeficiente odtoku (C) radou pre kontrolu vodných zdrojov štátu Kalifornia. Online kalkulačky existujú aj pre samotný vzorec ten od spoločnosti LMNO Engineering, Research a Software.

Môžete zmerať maximálnu rýchlosť odtokuQpomocou búrkyJednotkový hydrograf, odtok búrky v priebehu času pre miesto, kde sa na zemi zhromažďujú zrážky, na jednotku zrážok. Tento graf závisí od samotnej jednotlivej búrky. Vedci a inžinieri vytvárajú hydrografy z meraní zrážok počas samotných búrok.

Robia tak pri riešení problémov, ako sú rozdiely v oblasti alebo čase, v ktorých sa merania vykonávajú. Tieto výpočty tiež poskytujú vedcom a inžinierom spôsob modelovania búrok pomocou výpočtových techník.

Pomocou údajov, ktoré získajú z týchto meraní, môžu potom vedci pomocou pravdepodobnosti a štatistík určiť pravdepodobnosť, že bude v budúcnosti pršať a aký druh zrážok sa môže vyskytnúť. Robia to pomocou charakteristík pre rôzne typy počasia, ako sú napríklad vysoko intenzívne krátkodobé zrážky, ktoré sa môžu vyskytnúť v regiónoch v mnohých častiach sveta. To im umožňuje hľadať vzory a trendy, z ktorých môžu vytvárať predpovede o budúcnosti.

Výskum ukázal, že asi 50 percent všetkého dažďa sa deje pri intenzite vyššej ako 20 mm / hodinu, zatiaľ čo okolo 20 až 30 minút percent sa deje pri rýchlosti 40 mm / hod alebo vyššej a tieto pravdepodobnosti sa vyskytujú nezávisle od dlhodobých priemerných zrážok pre umiestnenia.

Vedci a inžinieri definujú odtok ako časť zrážok, topenia snehu alebo zavlažovacej vody, ktorá sa zhromažďuje, keď ju krajina nedokáže absorbovať. Z týchto pozorovaní môžu vedci zohľadniť faktory, ako napríklad to, ako rýchlo sa objaví po daždi, alebo či sa dá nazvať povrchový odtok, medzistupňový alebo pozemný odtok.

​Povrchový odtokje z povrchu zeme priamo.Interflowje jav prúdenia, ku ktorému dochádza, keď vrstva materiálu, ako je pôda, spôsobí, že sa na povrchu zhromaždia zrážky.Prízemný odtok,svojou povahou môže hromadiť pôdne kontaminanty, ako sú pesticídy.

Nástroje použité na určenie odtoku ovplyvňujú presnosť údajov. Mali by ste vziať do úvahy presnosť spôsobu, akým ste namerali množstvo zrážok, trvania zrážok, spôsobu zrážok distribuuje sa (vrátane toho, či má časti snehu alebo snehu), smer, ktorým sa búrka pohybuje, a akékoľvek iné príčiny môžu mať vplyv na podnebie. Môže sa pohybovať od teploty po vietor, vlhkosť a zmeny ročného obdobia.

Medzi ďalšie vlastnosti, ktoré sú pre oblasti samotných zrážok jedinečnejšie, patrí nadmorská výška, topografia, tvar nádrže, oblasť odtoku, pôdny typ a blízkosť rybníkov, jazier, vodných nádrží, umývadiel a iných zložiek povodia, ktoré môžu ovplyvňovať odtok.

Keď vedci študujú podstatu týchto javov s ohľadom na geológiu, môžu získané údaje a informácie použiť na štúdium javov v atmosfére aj v iných oblastiach. Účinky povrchu a odtoku medzi búrkami v Spojených štátoch a v Amazónii sa môžu navzájom výrazne líšiť.

Štúdie ukázali, že asi jedna tretina zrážok na pevnine končí ako odtok v potokoch a riekach, ktoré nakoniec vedú k oceánu. Ostatné množstvo zrážok sa stráca buď odparovaním, transpiráciou a infiltráciou (vsakovaním do podzemných vôd). Štúdiom týchto vzorcov medzi fenoménmi odtoku získajú vedci lepšie pochopenie toho, ako ľudia ovplyvňujú životné prostredie a čo produkujú samotné javy Zeme.

Dopad človeka na Zem priniesol cesty, budovy a ďalšie umelo vytvorené stavby, ktoré znížili schopnosť odtoku infiltrovať do zeme alebo dosiahnuť rieky a potoky. Odtok odtoku zvyšujú ďalšie činnosti človeka, ako je odstraňovanie vegetácie a pôdy a vytváranie povrchov, do ktorých voda nemôže preniknúť. Spôsobili zvýšenie objemu a frekvencie povodní z tokov. Tieto problémy môže vyriešiť zvyšovanie povedomia verejnosti a vytváranie diskusií o tom, ako môžu poškodiť planétu.

Urbanizácia v mestách po celom svete ovplyvnila odtokové vzorce na povrchoch. Porovnanie správania odtoku a prietoku vody v prírodných oblastiach, ako sú dažďové pralesy, s ľuďmi vytvorenými, ako sú cesty a mestá, môže byť vám poskytne predstavu o tom, aké ľahké je to, aby voda prirodzene tiekla k svojim tokom a riekam v prvých z nich, zatiaľ čo v druhý. Vyskytujú sa mestské povodne a hydrografy majú nepravidelnejšie podoby pri meraní množstva dažďa, ktoré ukazuje toto nebezpečenstvo.

Existuje mnoho spôsobov, ako môžu ľudia riešiť tieto environmentálne problémy. Jednotlivci pracujúci na farmách a záhradách môžu ako základné kroky obmedziť množstvo hnojiva, ktoré používajú, a mestské oblasti môžu používať menej nepreniknuteľných povrchov. Pomôcť môže aj výsadba. Niektoré rastliny majú prirodzený spôsob, ako zabrániť erózii, čo môže obmedziť množstvo škodlivého odtoku do vodných tokov.

Štúdium, ako môžu byť častice pôdy zachytené odtokom, vám môže ukázať, ako môžu procesy odtoku ovplyvniť znečistenie vody. Znečisťovanie nonpoint zdroja sa týka erózie pôdy spôsobenej človekom a chemických aplikácií týchto účinkov.

Tieto procesy spôsobujú, že chemikálie v pôde sa lepia na vodu alebo sa v nej rozpúšťajú spôsobom, ktorý znečisťuje životné prostredie. Samotná voda môže rozširovať odpadky, ropu, chemikálie a hnojivá, ktoré prenášajú dusík a fosfor, aby sa znížila kvalita vody.

Samotné vlastnosti pôdy môžu mať vplyv na proces, ktorým dochádza k znečisteniu vody v dôsledku odtoku. Môže to závisieť od pórovitosti, množstva otvoreného priestoru medzi zrnami pôdy, pôdy, ktorá môže nepriaznivo ovplyvniť skladovanie a pohyb vody.

Závisí to aj od drsnosti povrchu pôdy, ktorá dokáže ľahšie zachytávať znečisťujúce látky. Štúdium chemickej a fyzikálnej povahy vody za prítomnosti pôdy môže výskumníkom poskytnúť lepšie nápady, ako riešiť problémy so znečistením vody, pokiaľ ide o odtok.