Innhold
- Direkte avrenningsformel
- Topp avrenningsrate
- Egenskaper til avrenning
- Den menneskelige effekten på avrenning
- Vannforurensning og avrenning
Vann kan ta mange ruter når det faller fra himmelen i form av regn og annen nedbør, og siver til slutt i bakken. Du kan finne ut hvor mye vann som kan lede seg gjennom disse banene for å synke gjennom jord eller annet materiale ned i jorden etter kraftige mengder regn. Overflatens avrenning av vann er en måte å bestemme hvor mye vann en hendelse av nedbør produserer.
Direkte avrenningsformel
Enkle, enkle metoder for å beregne avrenning kan fortelle deg hvor mye vann som stormer bringer til jorden. For et gitt overflateareal som et tak eller en hage, multipliser området med inches av nedbør og del med 231 for å oppnå avrenningen i liter. Faktoren 231 kommer av det faktum at volumet på 1 gallon tilsvarer 231 kubikk inches. Når du beregner avrenningsvolum for tak, kan du bruke a direkte avrenningsformel (inn3) som krever å multiplisere området som dekker taket med inches av nedbør.
Mer nyanserte, kompliserte ligninger tar hensyn til faktorer som variasjoner i hvor mye regn en storm skaper over tid. En metode, kjent som Rasjonell metode bruker Rasjonell ligning C = Q / (iA) for avrenningskoeffisient C, topp avrenningsrate Q, nedbørintensitet Jeg (i løpet av en time) og størrelsen på området EN (vanligvis i dekar).
Andre avrenningskoeffisienter bruker forskjellige måleenheter for de andre variablene, for eksempel areal i m2 og intensitet i mm / t. Flere avrenningskoeffisienttabeller eksisterer for å beregne avrenning av overvann, for eksempel avrenningskoeffisient (C) faktaark av California State Water Resources Control Board. Kalkulatorer på nettet finnes også for selve formelen, som den fra LMNO Engineering, Research og Software.
Topp avrenningsrate
Du kan måle toppavrenningsraten Q bruker stormer Enhetshydrograf, avrenning av en storm over tid for et sted der nedbør samles i land, til enhetens inngangsfall for nedbør. Denne grafen avhenger av den enkelte storm selv. Forskere og ingeniører lager hydrografer fra målingene av nedbør under uvær selv.
De gjør det mens de tar opp spørsmål som forskjeller i område eller tid som målingene blir gjort over. Disse beregningene gir også forskere og ingeniører en måte å modellere stormer ved å bruke beregningsteknikker.
Ved å bruke dataene de får fra disse målingene, kan forskere deretter bruke sannsynlighet og statistikk for å bestemme sannsynligheten for at det vil regne i fremtiden og hvilken type nedbør som kan forekomme. De gjør dette ved å bruke egenskaper for forskjellige typer vær, for eksempel nedbør med høy intensitet, kort varighet som kan forekomme i regioner i mange deler av verden. Dette lar dem søke etter mønstre og trender som de kan danne spådommer om fremtiden fra.
Forskning har vist at omtrent 50 prosent av alt regn skjer med en intensitet over 20 mm / time, mens rundt 20 til 30 prosent skjer ved 40 mm / time eller mer, og disse sannsynlighetene forekommer uavhengig av langsiktig gjennomsnittlig nedbør for lokasjoner.
Egenskaper til avrenning
Forskere og ingeniører definerer avrenning som den delen av nedbør, snøsmelting eller vanningsvann som samles når landet ikke kan absorbere det. Fra disse observasjonene kan forskere redegjøre for faktorer som hvor raskt det dukker opp etter nedbør eller om det kan kalles overflateavrenning, interflow eller bakkenavrenning.
Overflateavrenning er direkte fra landoverflaten. Interflow er strømningsfenomenene som oppstår når et materiallag som jord fører til at nedbør samler seg på overflaten. Bakken avrenning, av sin natur kan akkumulere jordsmitte som sprøytemidler.
Instrumentene som brukes til å bestemme avrenning påvirker presisjonen til dataene. Du bør ta hensyn til presisjonen til hvordan du målte mengden nedbør, varigheten av nedbøren, hvordan nedbøren fordeler seg (inkludert om den har komponenter av sludd eller snø), retningen stormen beveger seg og hva andre årsaker måtte ha påvirke klimaet. Dette kan variere fra temperatur til vind, fuktighet og variasjoner i sesongen.
Andre funksjoner som er mer unike for selve nedbørområdene inkluderer høyden, topografi, kumform, avløpsområde, jordtype og nærheten til dammer, innsjøer, reservoarer, vasker og andre komponenter i bassenget som kan påvirke avrenningen.
Når forskere studerer naturen til disse fenomenene med hensyn til geologi, kan de bruke dataene og informasjonen de skaffer seg for å studere fenomener i atmosfæren i andre områder. Effektene på grunn av overflate og avrenning mellom stormer i USA og Amazonas kan avvike sterkt fra hverandre.
Studier har vist at omtrent en tredel av nedbøren over land ender som avrenning i bekker og elver som til slutt fører mot havet. Den andre mengden nedbør går tapt enten ved fordampning, transpirasjon og infiltrasjon (bløtlegging i grunnvann). Ved å studere disse mønstrene blant avrenningsfenomener, får forskere en større forståelse av hvordan mennesker påvirker miljøet og hva fenomenene på jorden selv produserer.
Den menneskelige effekten på avrenning
Den menneskelige påvirkningen på jorden har brakt veier, bygninger og andre menneskeskapte strukturer som har redusert avrenningens evne til å infiltrere i bakken eller nå elver og bekker. Andre handlinger fra mennesker som å fjerne vegetasjon og jord og skape overflater som vannet ikke kan trenge gjennom øker avrenningen. De har fått volumet og frekvensen av flom fra bekker til å øke. Å øke bevisstheten rundt folket og skape diskusjoner om hvordan disse kan skade planeten kan løse disse problemene.
Urbanisering i byer over hele verden har påvirket avrenningsmønstre på overflater. Sammenligning av oppførsel av avrenning og vannføring i naturlige områder som regnskog til menneskeskapte som veier og byer generelt, kan gi deg en ide om hvor lett det er for vann å renne naturlig til bekker og elver i det tidligere mens sliter med å gjøre det i sistnevnte. Urbane flom forekommer, og hydrografer tar mer uregelmessige former når de måler hvor mye regn som faller for å vise denne faren.
Det er mange måter mennesker kan ta opp disse miljøspørsmålene på. Personer som jobber på gårder og hager kan begrense hvor mye gjødsel de bruker og urbane områder kan bruke færre ugjennomtrengelige overflater som grunnleggende trinn. Planting kan hjelpe, også. Noen planter har naturlige måter å forhindre at erosjon oppstår, og dette kan begrense mengden skadelig avrenning i vannveier.
Vannforurensning og avrenning
Å studere hvordan jordpartikler kan plukkes opp ved avrenning kan vise deg hvordan avrenningsprosesser kan påvirke forurensningen av vann. Ikke-kildeforurensning refererer til menneskelig forårsaket jorderosjon og den kjemiske anvendelsen av disse effektene.
Disse prosessene får kjemikalier i jorda til å feste seg til vann eller oppløses i dem på en måte som forurenser miljøet. Vannet i seg selv kan spre søppel, petroleum, kjemikalier og gjødsel som fører nitrogen og fosfor for å redusere vannkvaliteten.
Egenskapene til jordsmonnet kan påvirke prosessen som vannforurensning skjer som et resultat av avrenning. Det kan avhenge av porøsiteten, mengden åpent rom mellom jordkorn, jord som kan påvirke lagring og bevegelse av vann negativt.
Det avhenger også av grovheten på jordoverflaten som lettere kan fange opp forurensende stoffer. Å studere den kjemiske og fysiske naturen i vann i nærvær av jord kan gi forskere bedre ideer om hvordan de kan ta opp problemene med vannforurensning når de forholder seg til avrenning.