Вода може проходити багато шляхів, оскільки падає з неба у вигляді дощу та інших опадів, і нарешті просочується в землю. Ви можете зрозуміти, скільки води може направлятись цими шляхами опускання через землю або інший матеріал у землю після сильної кількості дощу. Поверхневий стік води - це один із способів визначити, скільки води виробляє подія опадів.
Формула прямого стоку
Прості, зрозумілі методи обчислення стоку можуть визначити кількість води, яку шторми приносять на землю. Для даної площі поверхні, такої як дах або двір, помножте площу на дюйми опадів і розділіть на 231, щоб отримати сток у галонах. Коефіцієнт 231 походить від того, що об'єм 1 галон дорівнює 231 кубічному дюйму. При розрахунку обсягу стоку даху ви можете використовувати aформула прямого стоку(у в3), що вимагає помноження площі, що покриває дах, на дюйми опадів.
Більш тонкі, складні рівняння враховують такі фактори, як варіації кількості дощу, яку шторм створює з часом. Один із методів, відомий якРаціональний методвикористовуєРаціональне рівняння:
C = \ frac {Q} {iA}
для коефіцієнта стокуC., пікова швидкість стокуПитання, інтенсивність опадівi(в / в) та розмір площіA(зазвичай в сотках).
Інші коефіцієнти стоку використовують різні одиниці виміру для інших змінних, таких як площа в м2 та інтенсивність в мм / год. Існує кілька таблиць коефіцієнтів стоку для розрахунку стоку дощових вод, таких як Коефіцієнт стоку (С) Факти Радою з управління водними ресурсами штату Каліфорнія. Інтернет-калькулятори існують і для самої формули, як той, що наданий LMNO Engineering, Research and Software.
Пікова швидкість стоку
Ви можете виміряти пікову швидкість стокуПитанняза допомогою штормуБлок гідрографа, сток шторму з часом для місця, де дощі збираються в суші, до одиниці вводу опадів. Цей графік залежить від самої бурі. Вчені та інженери створюють гідрографи на основі вимірювань кількості опадів під час самих штормів.
Вони роблять це, вирішуючи такі питання, як різниця в площі або часу, протягом якого проводяться вимірювання. Ці розрахунки також дають вченим та інженерам спосіб моделювання штормів за допомогою обчислювальних методів.
Використовуючи дані, отримані в результаті цих вимірювань, дослідники можуть потім використовувати ймовірність та статистичні дані, щоб визначити ймовірність дощу в майбутньому та тип опадів. Вони роблять це, використовуючи характеристики для різних типів погоди, таких як високоінтенсивні короткочасні опади, які можуть траплятися в регіонах у багатьох частинах світу. Це дозволяє їм шукати закономірності та тенденції, на основі яких вони можуть формувати прогнози щодо майбутнього.
Дослідження показали, що близько 50 відсотків усіх дощів відбувається з інтенсивністю більше 20 мм / год, а приблизно від 20 до 30 відсоток трапляється при 40 мм / годину або більше, і ці ймовірності виникають незалежно від тривалої середньої кількості опадів для місця.
Властивості стоку
Вчені та інженери визначають стік як частину опадів, танення снігу або зрошувальної води, яка збирається, коли земля не може її поглинути. З цих спостережень дослідники можуть врахувати такі фактори, як те, наскільки швидко вони з’являються після опадів, чи можна це назвати поверхневим стоком, міжтоком або грунтовим стоком.
Поверхневий стікзнаходиться безпосередньо від поверхні суші.Протіканняце явища потоку, які виникають, коли такий матеріальний шар, як ґрунт, змушує на поверхні збиратись опади.Грунтовий стік,за своєю природою може накопичувати забруднювачі ґрунту, такі як пестициди.
Прилади, що використовуються для визначення стоку, впливають на точність даних. Ви повинні брати до уваги точність того, як ви вимірювали кількість опадів, тривалість опадів, як кількість опадів розподіляє себе (у тому числі, чи є в ньому компоненти мокрий сніг або сніг), напрямок руху шторму та будь-які інші причини, що можуть вплинути на клімат. Це може коливатися від температури до вітру, вологості та коливань сезону.
Інші особливості, більш унікальні для областей самих опадів, включають висоту, рельєф, форму басейну, площу стоку, тип ґрунту та близькість ставків, озер, водойм, стоків та інших компонентів басейну, які можуть вплинути сток.
Оскільки дослідники вивчають природу цих явищ щодо геології, вони можуть використовувати отримані дані та інформацію для вивчення явищ в атмосфері в інших районах. Ефекти, спричинені поверхневими та стоками між штормами в США та Амазонки, можуть сильно відрізнятися один від одного.
Дослідження показали, що приблизно одна третина опадів над сушею закінчується стоком у потоках та річках, які з часом ведуть до океану. Інша кількість опадів втрачається під час випаровування, транспірації та інфільтрації (всмоктування в підземні води). Вивчаючи ці закономірності серед явищ стоку, дослідники отримують глибше розуміння того, як люди впливають на навколишнє середовище та що виробляють самі явища Землі.
Вплив людини на стік
Вплив людини на Землю приніс дороги, будівлі та інші штучні споруди, які зменшили здатність стоку проникати в землю або доходити до річок і потоків. Інші дії людини, такі як видалення рослинності та ґрунту та створення поверхонь, куди вода не може проникнути, збільшують стік. Вони спричинили збільшення обсягу та частоти повеней із потоків. Підвищення обізнаності громадськості та створення дискусій про те, як це може зашкодити планеті, може вирішити ці проблеми.
Урбанізація в містах по всьому світу вплинула на схему стоку на поверхнях. Порівняння поведінки стоку та потоку води в природних зонах, таких як тропічні ліси, до техногенних, таких як дороги та міста загалом дасть вам уявлення про те, як легко природним шляхом вода стікає до своїх потоків та річок, коли вона намагається це зробити в останній. Виникають міські повені, і гідрографи набувають більш нерегулярних форм при вимірюванні кількості дощу, який демонструє цю небезпеку.
Люди можуть вирішити ці екологічні проблеми безліч. Люди, які працюють на фермах та в садах, можуть обмежити кількість добрив, які вони використовують, а міські території можуть використовувати менше непроникних поверхонь як основні кроки. Посадка теж може допомогти. Деякі рослини мають природні способи запобігання ерозії, і це може обмежити кількість шкідливого стоку у водні шляхи.
Забруднення води та стік води
Вивчення того, як частинки ґрунту можуть підбиратися стоком, може показати вам, як процеси стоку можуть вплинути на забруднення води. Неточне забруднення джерелом стосується ерозії ґрунту, спричиненої людиною, та хімічного застосування цих наслідків.
Ці процеси призводять до того, що хімікати в ґрунті прилипають до води або розчиняються в них таким чином, що забруднює навколишнє середовище. Сама вода може поширювати сміття, нафту, хімікати та добрива, що містять азот та фосфор, щоб зменшити якість води.
Характеристики ґрунту можуть впливати на процес забруднення води в результаті стоку. Це може залежати від пористості, кількості відкритого простору між зернами ґрунту, ґрунту, який може негативно вплинути на зберігання та рух води.
Це також залежить від шорсткості поверхні грунту, яка може легше вловлювати забруднюючі речовини. Вивчення хімічної та фізичної природи води в присутності ґрунту може дати дослідникам кращі уявлення про те, як вирішувати проблеми забруднення води, що стосується стоку.