Kako izračunati površinski odtok

Voda lahko pelje po številnih poteh, saj pade z neba v obliki dežja in drugih padavin in na koncu pronica v tla. Ugotovite lahko, koliko vode se lahko po močnih količinah dežja po teh poteh potopi skozi zemljo ali drug material v zemljo. Površinski odtok vode je eden od načinov za določanje, koliko vode povzroči padavina.

Preproste in enostavne metode za izračun odtoka vam lahko povedo količino vode, ki jo nevihte prinesejo na zemljo. Za določeno površino, na primer streho ali dvorišče, jo pomnožite s centimetri padavin in delite s 231, da dobite odtok v galonah. Faktor 231 izhaja iz dejstva, da je prostornina 1 galone enaka 231 kubičnih centimetrov. Pri izračunu volumna odtoka strehe lahko uporabite aformula neposrednega odtoka(v in³), ki zahteva množenje površine, ki pokriva streho, s centimetri padavin.

Bolj niansirane, zapletene enačbe upoštevajo dejavnike, kot so spremembe v tem, koliko dežja sčasoma ustvari nevihta. Ena od metod, znana kotRacionalna metodauporabljaRacionalna enačba:​​

za koeficient odtokaC, najvišja stopnja odtokaV, intenzivnost padavinjaz(v in / uro) in velikost območjaA(običajno v hektarjih).

Drugi odtočni koeficienti uporabljajo različne merske enote za druge spremenljivke, kot je površina v m² in intenzivnost v mm / uro. Za izračun odtoka nevihte obstaja več tabel koeficientov odtoka, kot je Podatki o koeficientu odtoka (C) Odbor za nadzor vodnih virov države Kalifornija. Spletni kalkulatorji obstajajo tudi za samo formulo tisto podjetja LMNO Engineering, Research and Software.

Izmerite lahko najvišjo stopnjo odtokaVz uporabo nevihteHidrograf enote, odtok nevihte skozi čas za lokacijo, kjer se padavine zbirajo v kopnem, do vnosa padavin na enoto. Ta graf je odvisen od posamezne nevihte same. Znanstveniki in inženirji na podlagi meritev padavin med nevihtami sami ustvarijo hidrograme.

To počnejo ob obravnavi vprašanj, kot so razlike v območju ali času merjenja. Ti izračuni znanstvenikom in inženirjem omogočajo tudi modeliranje neviht z uporabo računskih tehnik.

Na podlagi podatkov, ki jih pridobijo s temi meritvami, lahko raziskovalci nato z verjetnostjo in statistiko določijo verjetnost dežja v prihodnosti in kakšne vrste padavin lahko nastanejo. To storijo tako, da uporabljajo značilnosti za različne vrste vremena, kot so visokointenzivne kratkotrajne padavine, ki se lahko pojavijo v regijah v mnogih delih sveta. To jim omogoča iskanje vzorcev in trendov, iz katerih lahko oblikujejo napovedi o prihodnosti.

Raziskave so pokazale, da se približno 50 odstotkov vsega dežja zgodi z intenzivnostjo večjo od 20 mm / uro, medtem ko je približno 20 do 30 odstotek zgodi pri 40 mm / uro ali več in te verjetnosti se pojavijo neodvisno od dolgoročnega povprečnega padavin za lokacijah.

Znanstveniki in inženirji odtok opredeljujejo kot del padavin, taljenja snega ali namakalne vode, ki se nabere, ko ga zemlja ne more absorbirati. Iz teh opažanj lahko raziskovalci upoštevajo dejavnike, na primer kako hitro se pojavi po padavinah ali pa jim lahko rečemo površinski odtok, medtočni ali talni odtok.

​Površinski odtokje neposredno s kopnega.Pretokje pojav pretoka, ki se pojavi, ko materialna plast, kot je prst, povzroči, da se padavine nabirajo na površini.Zemeljski odtok,po svoji naravi lahko kopiči onesnaževalce tal, kot so pesticidi.

Instrumenti, ki se uporabljajo pri določanju odtoka, vplivajo na natančnost podatkov. Upoštevati morate natančnost, kako ste merili količino padavin, trajanje padavin, kako padavine se porazdeli (vključno s tem, ali ima sestavne dele žled ali sneg), smer, po kateri nevihta potuje, in kateri koli drugi vzroki, ki lahko vplivajo na podnebje. To se lahko giblje od temperature do vetra, vlage in sprememb v sezoni.

Druge značilnosti, ki so bolj značilne za območja padavin, vključujejo nadmorsko višino, topografijo, obliko bazena, odtočno površino, vrsta tal in bližina ribnikov, jezer, rezervoarjev, ponorov in drugih sestavnih delov bazena, ki lahko vplivajo na odtok.

Ko raziskovalci preučujejo naravo teh pojavov glede na geologijo, lahko pridobljene podatke in informacije uporabljajo za preučevanje pojavov v ozračju na drugih območjih. Učinki zaradi površinske in odtočne vode med nevihtami v ZDA in tistimi v Amazoniji se med seboj lahko zelo razlikujejo.

Študije so pokazale, da približno ena tretjina padavin na kopnem konča kot odtok v potokih in rekah, ki sčasoma vodijo proti oceanu. Druga količina padavin se izgubi zaradi izhlapevanja, transpiracije in infiltracije (namakanje v podtalnico). S preučevanjem teh vzorcev med odtočnimi pojavi raziskovalci bolje razumejo, kako ljudje vplivajo na okolje in kaj sami pojavijo pojavi na Zemlji.

Človeški vpliv na Zemljo je prinesel ceste, zgradbe in druge umetne zgradbe, ki so zmanjšale sposobnost odtoka, da se infiltrira v tla ali doseže reke in potoke. Druga dejanja ljudi, kot so odstranjevanje vegetacije in zemlje ter ustvarjanje površin, do katerih voda ne more prodreti, povečujejo odtok. Povzročili so povečanje obsega in pogostosti poplav iz potokov. Ozaveščanje javnosti in ustvarjanje razprav o tem, kako lahko škodujejo planetu, lahko reši ta vprašanja.

Urbanizacija v mestih po vsem svetu je vplivala na vzorce odtekanja površin. Primerjava obnašanja odtokov in pretoka vode na naravnih območjih, kot so deževni gozdovi, z umetnimi, kot so ceste in mesta na splošno, lahko vam predstavljajo, kako enostavno je, da voda naravno teče do svojih potokov in rek v prvem, medtem ko si to prizadeva v slednje. Pojavijo se mestne poplave in hidrografi imajo bolj nepravilne oblike pri merjenju, koliko padavin pada, da bi pokazali to nevarnost.

Ljudje se lahko na ta okoljska vprašanja lotijo ​​številnih načinov. Posamezniki, ki delajo na kmetijah in vrtovih, lahko omejijo, koliko gnojil uporabljajo, mestna območja pa lahko kot osnovne korake uporabijo manj neprebojne površine. Tudi sajenje lahko pomaga. Nekatere rastline imajo naravne načine za preprečevanje nastanka erozije, kar lahko omeji količino škodljivega odtoka v vodne poti.

Preučevanje, kako lahko delci tal poberejo odtoke, vam lahko pokaže, kako lahko postopki odtekanja vplivajo na onesnaževanje vode. Netočkovno onesnaževanje se nanaša na erozijo tal, ki jo povzroča človek, in kemijske uporabe teh učinkov.

Ti procesi povzročajo, da se kemikalije v tleh držijo vode ali se v njih raztopijo na način, ki onesnažuje okolje. Voda sama lahko širi stelja, zemeljsko olje, kemikalije in gnojila, ki vsebujejo dušik in fosfor, da se zmanjša kakovost vode.

Značilnosti tal same lahko vplivajo na postopek, pri katerem pride do onesnaženja vode kot posledica odtekanja vode. Odvisno je od poroznosti, količine odprtega prostora med zrni tal, tal, ki lahko negativno vplivajo na skladiščenje in gibanje vode.

Odvisno je tudi od hrapavosti tal, ki lahko lažje zajema onesnaževala. Preučevanje kemijske in fizikalne narave vode v prisotnosti tal lahko raziskovalcem omogoči boljše ideje o tem, kako rešiti vprašanja onesnaževanja vode glede na odtok.