Hur man beräknar ytavrinning

Vattnet kan ta många vägar när det faller från himlen i form av regn och annan nederbörd och slutligen sipprar ner i marken. Du kan räkna ut hur mycket vatten som kan leda sig själv genom dessa banor för att sjunka genom jord eller annat material ner i jorden efter kraftiga mängder regn. Ytavrinning av vatten är ett sätt att bestämma hur mycket vatten en nederbörds händelse ger upphov till.

Formel för direkt avrinning

Enkel, enkla metoder för att beräkna avrinning kan berätta hur mycket vatten som stormar tillför jorden. För en given yta som ett tak eller en gård, multiplicera arean med tum nederbörd och dividera med 231 för att få avrinning i gallon. Faktorn 231 kommer från det faktum att volymen på 1 gallon motsvarar 231 kubiktum. När du beräknar takavrinningsvolym kan du använda en ​direktavrinningsformel​ (i in

3) vilket kräver att arean som täcker taket multipliceras med tum nederbörd.

Mer nyanserade, komplicerade ekvationer tar hänsyn till faktorer som variationer i hur mycket regn en storm skapar över tid. En metod, känd som ​Rational Method​ använder ​ Rationell ekvation​:

C=frac{Q}{iA}

för avrinningskoefficient ​ C, toppavrinningshastighet ​Q​, nederbördsintensitet ​i​ (i in/timme) och storleken på området ​A (vanligtvis i tunnland).

Andra avrinningskoefficienter används olika måttenheter för de andra variablerna såsom area i m2 och intensitet i mm/h. Det finns flera avrinningskoefficienttabeller för att beräkna dagvattenavrinning, såsom avrinningskoefficienten (C) faktablad av California State Water Resources Control Board. Onlineräknare finns också för själva formeln, som den från LMNO Engineering, Research, and Software.

Topp avrinning

Du kan mäta toppavrinningshastigheten ​Q​ med hjälp av en storms ​ Unit Hydrograph​, avrinning av en storm över tid för en plats där nederbörd samlas i land, till enhetsinmatningen för nederbörd. Denna graf beror på den enskilda stormen själv. Forskare och ingenjörer skapar själva hydrografer från mätningar av nederbörd under stormar.

De gör det samtidigt som de tar upp frågor som skillnader i yta eller tid över vilka mätningar görs. Dessa beräkningar ger också forskare och ingenjörer ett sätt att modellera stormar med hjälp av beräkningstekniker.

Med hjälp av data de får från dessa mätningar kan forskare sedan använda sannolikhet och statistik för att bestämma sannolikheten för att det kommer att regna i framtiden och vilken typ av nederbörd som kan komma att inträffa. De gör detta genom att använda egenskaper för olika typer av väder, såsom högintensiv, kortvarig nederbörd som kan förekomma i regioner i många delar av världen. Detta låter dem söka efter mönster och trender från vilka de kan bilda förutsägelser om framtiden.

Forskning har visat att cirka 50 procent av allt regn sker med en intensitet som är större än 20 mm/timme medan cirka 20 till 30 procent sker vid 40 mm/timme eller mer, och dessa sannolikheter inträffar oberoende av den långtidsgenomsnittliga nederbörden för platser.

Egenskaper för avrinning

Forskare och ingenjörer definierar avrinning som den del av nederbörd, snösmältning eller bevattningsvatten som samlas när marken inte kan absorbera det. Utifrån dessa observationer kan forskarna redogöra för faktorer som hur snabbt det kommer upp efter regn eller om det kan kallas ytavrinning, mellanflöde eller markavrinning.

Ytavrinning​ är från landytan direkt. ​Interflow​ är det flödesfenomen som uppstår när ett materiallager som jord gör att regn samlas på ytan. ​Markavrinning,​ kan till sin natur samla markföroreningar som bekämpningsmedel.

De instrument som används för att bestämma avrinning påverkar precisionen i data . Du bör ta hänsyn till precisionen i hur du mätte mängden nederbörd, nederbördens varaktighet, hur nederbörden fördelar sig (inklusive om den har komponenter av slask eller snö), i vilken riktning stormen rör sig och vilka andra orsaker som kan tänkas. påverka klimatet. Detta kan variera från temperatur till vind, luftfuktighet och variationer under säsongen.

Andra egenskaper som är mer unika för själva nederbördsområdena inkluderar höjd, topografi, bassängform, avloppsområde, jordtyp och närheten till dammar, sjöar, reservoarer, sänkor och andra komponenter av bassängen som kan påverka avrinning.

När forskare studerar dessa fenomens natur med avseende på geologi kan de använda data och information de får för att studera fenomen i atmosfären i andra områden. Effekterna på grund av yta och avrinning mellan stormar i USA och de i Amazonas kan skilja sig mycket från varandra.

Studier har visat att ungefär en tredjedel av nederbörden över land slutar som avrinning i bäckar och floder som så småningom leder mot havet . Den andra mängden nederbörd går förlorad antingen till avdunstning, transpiration och infiltration (nedsänkning i grundvatten). Genom att studera dessa mönster bland avrinningsfenomen får forskarna en större förståelse för hur människan påverkar miljön och vad jordens fenomen producerar.

Den mänskliga effekten på avrinning

Den mänskliga påverkan på jorden har medfört vägar, byggnader och andra konstgjorda strukturer som har minskat avrinningens förmåga att infiltrera i marken eller nå floder och bäckar. Andra åtgärder av människor som att ta bort vegetation och jord och skapa ytor som vatten inte kan tränga igenom ökar avrinning. De har fått volymen och frekvensen av översvämningar från bäckar att öka. Att öka allmänhetens medvetenhet och skapa diskussioner om hur dessa kan skada planeten kan ta itu med dessa frågor.

Urbanisering i städer över hela världen har påverkat avrinningsmönster på ytor. Att jämföra beteendet hos avrinning och flöde av vatten i naturområden som regnskogar med konstgjorda sådana som vägar och städer i allmänhet kan ge dig en uppfattning om hur lätt det är för vatten att naturligt flöda till sina bäckar och floder i de förstnämnda. kämpar för att göra det i det senare. Stadsöversvämningar inträffar och hydrografer tar mer oregelbundna former för att mäta hur mycket regn som faller för att visa denna fara.

Det finns många sätt som människor kan ta itu med dessa miljöfrågor. Individer som arbetar på gårdar och trädgårdar kan begränsa hur mycket gödsel de använder och stadsområden kan använda färre ogenomträngliga ytor som grundläggande steg. Plantering kan också hjälpa. Vissa växter har naturliga sätt att förhindra erosion från att uppstå, och detta kan begränsa mängden skadligt avrinning i vattendrag.

Vattenföroreningar och avrinning

Att studera hur jordpartiklar kan tas upp av avrinning kan visa dig hur avrinningsprocesser kan påverka föroreningen av vatten. Icke-punktföroreningar avser jorderosion och de kemiska tillämpningarna av dessa effekter.

Dessa processer gör att kemikalier i jorden fastnar i vattnet eller löser sig i dem på ett sätt som förorenar miljön. Vattnet i sig kan sprida skräp, petroleum, kemikalier och gödningsmedel som transporterar kväve och fosfor för att minska vattenkvaliteten.

Markens egenskaper kan påverka processen genom vilken vattenförorening sker till följd av avrinning. Det kan bero på porositeten, mängden öppet utrymme mellan jordkornen, av jord som negativt kan påverka lagring och rörelse av vatten.

Det beror också på hur grov jordens yta som kan fånga upp föroreningar lättare. Att studera vattnets kemiska och fysikaliska natur i närvaro av jord kan ge forskare bättre idéer om hur man kan ta itu med problem med vattenföroreningar när det gäller avrinning.

Lämna ett svar

Relaterade Inlägg

  • Hur man andas när man lyfter vikter |

  • Vilka är likheterna och skillnaderna mellan ett prisma och en pyramid?

  • Vilka kemikalier rostar metall snabbt?

  • Huvuddelarna av en vulkan

  • Vilka är de långsiktiga effekterna av tornados?

  • Fossiler som är mest användbara för korrelation