Сброс (гидрология) - Discharge (hydrology)

В гидрология, увольнять это объемный расход из воды который переносится через заданную площадь поперечного сечения.^[1] Он включает любые взвешенные твердые частицы (например, осадок), растворенные химические вещества (например, CaCO_3(водн.)) или биологический материал (например, диатомовые водоросли) в дополнение к самой воде.

Синонимы зависят от дисциплины. Например, речной гидролог, изучающий естественные речные системы, может определить сток как ручей, тогда как инженер, эксплуатирующий систему коллектора, может определить сброс как отток, что контрастирует с приток.

Теория и расчет

Разряд - это мера количества любого потока жидкости за единицу времени. Количество может быть либо объемом, либо массой. Таким образом, расход воды из крана (крана) можно измерить с помощью мерного кувшина и секундомера. Здесь расход может составлять 1 литр за 15 секунд, что эквивалентно 67 мл / секунду или 4 литра / минуту. Это средний показатель. Для измерения расхода реки нам нужен другой метод, и наиболее распространенным является метод «площадь / скорость». Площадь - это площадь поперечного сечения реки, и средняя скорость на этом участке должна быть измерена за единицу времени, обычно минуту. Измерение площади поперечного сечения и средней скорости, хотя и простое по своей концепции, часто бывает нетривиальным для определения.

В единицы которые обычно используются для выражения расхода в ручьях или реках, включают м3 / с (кубические метры в секунду), фут3 / с (кубические футы в секунду или куб.фут) и / или акро-футы в день.^[2]

Обычно применяемая методика измерения и оценки стока реки основана на упрощенной форме уравнение неразрывности. Уравнение подразумевает, что для любой несжимаемой жидкости, такой как жидкая вода, расход (Q) равен произведению площади поперечного сечения потока (A) и его средней скорости (${ displaystyle { bar {u}}}$), и записывается как:

${ displaystyle Q = A , { bar {u}}}$

куда

• ${ displaystyle Q}$ - разряд ([L³Т⁻¹]; м³/ с или фут³/ с)
• ${ displaystyle A}$ это поперечное сечение площадь части канала, занятой потоком ([L²]; м² или фут²)
• ${ displaystyle { bar {u}}}$ это средний скорость потока ([LT⁻¹]; м / с или фут / с)

Например, средний расход Рейн река в Европе составляет 2 200 кубических метров в секунду (78 000 куб футов / с) или 190 000 000 кубических метров (150 000 акров футов) в день.

Из-за трудностей измерения расходомер часто используется в фиксированном месте на ручье или реке.

Сброс водосборного бассейна

В водосбор Площадь реки над определенным местом определяется площадью поверхности всей земли, которая стекает в реку сверху от этой точки. Расход реки в этом месте зависит от количества осадков на водосборе или площадь дренажа а также приток или отток грунтовых вод в район или из него, модификации водотоков, такие как плотины и отводы ирригации, а также испарение и эвапотранспирация с поверхности земли и растений. В ливневой гидрологии важным фактором является гидрограф расхода потока, запись того, как расход изменяется во времени после выпадения осадков. После каждого выпадения осадков поток поднимается до пика, а затем медленно падает. спад. Поскольку пиковый расход также соответствует максимальному уровню воды, достигнутому во время события, он представляет интерес для исследований наводнений. Анализ взаимосвязи между интенсивностью и продолжительностью выпадения осадков и реакцией стока водотока опирается на концепцию единичный гидрограф, который представляет собой реакцию расхода потока во времени на применение гипотетической «единицы» количества и продолжительности дождя (например, полдюйма за один час). Количество осадков зависит от объема воды (в зависимости от площади водосбора), которая впоследствии вытекает из реки. Используя метод единичного гидрографа, можно математически смоделировать фактические исторические осадки для подтверждения характеристик исторических паводков, а также создать гипотетические «расчетные штормы» для сравнения с наблюдаемыми реакциями потока.

Связь между расходом в потоке в данном поперечном сечении и уровнем потока описывается кривая рейтинга. Средние скорости и площадь поперечного сечения потока измеряются для данного уровня потока. Скорость и площадь дают расход для этого уровня. После проведения измерений для нескольких различных уровней можно разработать рейтинговую таблицу или рейтинговую кривую. После расчета расход в потоке может быть определен путем измерения уровня и определения соответствующего расхода по кривой рейтинга. Если устройство непрерывной регистрации уровня расположено в номинальном поперечном сечении, расход потока можно определять непрерывно.

Большие потоки (большие расходы) могут транспорт более осадок и более крупные частицы ниже по потоку, чем потоки меньшего размера из-за их большей силы. Более крупные потоки могут также разрушить берега рек и нанести ущерб общественной инфраструктуре.

Воздействие водосбора на сток и морфологию реки

Г. Х. Дьюри и MJ Bradshaw - двое географы кто разработал модели, показывающие взаимосвязь между расходом и другими переменными в реке. В Модель Брэдшоу описал, как размер гальки и другие переменные меняются от источника к устью; в то время как Дьюри рассмотрел взаимосвязь между расходом и такими переменными, как склон ручья и трение. Они вытекают из идей, представленных Леопольдом, Вольманом и Миллером в работе «Флювиальные процессы в геоморфологии». ^[3] и по землепользованию, влияющему на сток реки и запасы русла.^[4]

Смотрите также

• Список рек по расходу
• Сброс подземных вод
• Подводный сброс подземных вод
• Датчик потока

Рекомендации

внешняя ссылка

• «Глава 14: Отношения стадии и выписки» (PDF). Национальный технический справочник USDA NRCS. Часть 630: Гидрология. USDA. Апрель 2012 г.
• Национальный технический справочник USDA NRCS. Часть 630: Гидрология. USDA. Май 2012 г.