Tæmist

frá Wikipedia, ókeypis alfræðiorðabókinni
Fara í siglingar Fara í leit

Útstreymi , rennsli og innstreymi (vísindaleg / stærðfræðileg skammstöfun Q ) í vatnafræði er rúmmál vatns sem fer eða fer inn á tiltekið vatnasvið undir áhrifum þyngdaraflsins innan tiltekins tíma. Í vatnsfræði er hlaup samkvæmt DIN 4049-1 vatn sem hreyfist undir áhrifum þyngdaraflsins á og undir yfirborði lands. [1] Notkun hugtaksins er frábrugðin í reynd í sérfræðingum í vatnsfræðilegum , vatnafræðilegum og vatnsfræðilegum bókmenntum að hluta til vegna mismunandi tilvísunar- og athugunarstilla. DIN 4049-3 vatnsfræði, hluti 3, skilgreinir hugtakið „rennsli“ og tilheyrandi íhlutir á almennt viðeigandi hátt. [2]

Grunnatriði

Vegna þess að mælingar í vatnsgreiningu eru byggðar á stigi (þ.e. mælipunkti), eru mælingar alltaf gerðar niður á við og þetta stig er notað fyrir frárennslisvæðið (svokallað höfuðvatn). Vatnsrúmmálið sem fer framhjá mælipunktinum er rennsli á stigi eða losun vatnasviðsins . Frá sjónarhóli sjónarhólsins er innstreymið - í vatn til dæmis - „útstreymið í vatnið við ármótið “; á hliðstæðan hátt er rennsli um svæði rúmmál vatns sem „flæðir“ í neðansjávar á tímaeiningu, fer yfir stigið og hellir lindarrennsli þess í yfirborðsvatnið .

Afrennslisþættir

Samkvæmt DIN 4049-3 samanstendur heildarhlaupið af yfirborðsrennsli, millihlaupi og grunn- eða grunnvatnsrennsli. Yfirborðsrennsli (Qo) er hugtakið sem notað er til að lýsa þeim hluta afrennslismagni vatns sem rennur yfir jörðu í móttökufarveg án leiðar í gegnum jörðina. Sumir höfundar [3] [4] vísa til þessa hluta hlaupsins sem „hraðvirkrar rennslis“ þar sem vatnið nær yfirleitt móttökuvatninu eftir nokkrar klukkustundir eftir úrkomu. [5]

Rennslið er háð fjölmörgum eðlisfræðilegum og vatnsloftslagum þáttum, svo sem formgerð , jarðvegi , landnotkun og úrkomu , uppgufun og myndun árinnar eða lækjarvatnsins, sem hafa samskipti sín á milli. [6]

Þegar það kemst í jörð, regnvatn fær annaðhvort beint í grunnvatn-fyllt svæði eða í lítilli grunnvatns lag sem er staðsett fyrir ofan raunverulegt veiti . Innrennsli vatnið er stíflað í lága grunnvatnslagið og rennur að mestu leyti í kjölfar hallans með tímatöfum, innan nokkurra daga, að móttökuvatninu. Þessi útstreymishluti er kallaður millflæðisflæði (Q). [2] Það fer eftir flæðitímum, aðgreiningin er milli tafarlausrar (hröð) og seinkunar (hægs) millihrennslis. [5]

Yfirborð og millihrennsli mynda saman bein afrennsli (QD) samkvæmt DIN 4049-3, sem felur þannig í sér alla afrennslisþætti sem berast móttökuvatninu með aðeins stuttum tíma seinkun eftir úrkomu. Sem grunnrennsli (QB) eða grunnvatnsrennsli (QGW), skilgreinir DIN 4049-3 þann hluta hlaupsins sem ekki er hægt að telja sem bein afrennsli. Rennslishraði grunnrennslis er almennt verulega lægri en beinna hlaupahluta. Langtíma grunnrennsli samsvarar að miklu leyti myndun nýs grunnvatns . Grunnvatnið færist í átt að næsta móttökuvatni í samræmi við vökvamöguleika . Svokölluð þurrveðurrennsli frá móttökuvatninu er mælikvarði á nýmyndun grunnvatns eftir langan tíma án úrkomu. [7]

Stærðfræðileg grunnatriði

Losun Q gefur til kynna rúmmálið V sem fer í gegnum fullkomið þversnið F í rennandi vatni á tilteknum tíma t , þ.e. rúmmál flæðis vatnsins í gegnum F. Eining hennar er því m 3 / s:

v ... flæðishraði
F ... flæddi um svæði.

Rúmmálið, almennt „magn af vatni“, er ekki mæld beint heldur er það óbeint aðgengilegt:

Í fyrstu nálgun skal gera ráð fyrir tímaháðum gildum sem meðalgildi :

v̅̅ ... meðalflæðishraði við mælinn
v̅̅ t = s … meðalflæðisleið
F P ... Svæði árbotnssniðsins , viðmiðunarsvæði mælisins

Þar sem sniðið við mælinn er þekkt, verður rennslissvæðið af mælinum einum: Háð ána breidd árinnar b við vatnsborðinu h eða stigi P má lesa úr þverskurði vatnshlotsins

Þetta þýðir að hægt er að ákvarða Q og V út frá meðalhraðahraða og vatnsborði - hið fyrra er einnig reynslugildi um vatnsborð og vatnshita (sem ákvarðar seigju vatnsins), sem fer eftir aðstæðum í efra og neðra vatnið og efniseiginleikar rúmsins (ójafnvægi, viðnám gegn flæði), þannig að vökva vélrænni eiginleiki fer eftir - Idealisierungsannahmen eru um Newton línuleg lækkun á rennslishraða yfir eðlilegu flæðisstefnu ( grunn sett vökva núnings , seigjustuðull ) í lagskiptum rennsli , eftir að meðalrennslishraði helmingur (auðveldlega mælanlegs) hraða á yfirborði er: Því er ráðlegt að setja upp vatnsborðsmælipunkta á einsleitustu köflum árinnar.

Mæling

Öfugt við vatnsborðið er flæði erfitt að mæla og er því venjulega reiknað út frá vatnsborði og rennslishraða. Hins vegar eru einnig aðferðir til að mæla flæðið beint.

Er þekkt breyting á útstreymisþvermáli með hækkandi vatnsborði h og vatnsborði P , það getur verið frá losunarferli (h / Q-skýringarmynd) og stigahlutfalli (P / Q) lóð sett upp, sem táknar samband milli losunar og vatnsborðs og gerir þannig óbeina losunarmælingu kleift í gegnum vatnsborðið. Fyrir v-laga snið er sambandið nákvæmlega háð fjórða krafti vatnsborðs. Með flatari sniðum eykst rennsli aðeins hraðar, með U-laga snið aðeins hægar. Að auki fer flæðishraði eftir hitastigi vatns við sama vatnsborð: við 25 ° C, tvöfalt meira vatn en 0 ° C.

Losunarstærðir

Eftirfarandi gildi eru mikilvægar breytur fyrir vökvaverkfræði . Þegar stækkun ár er, þegar víddir eru víddar og mannvirki hallað, verður að sanna að það er ekkert flóð yfir tímabil, lengd þess er meiri því viðkvæmari er aðliggjandi notkun: langur tími fyrir byggða banka , styttri tíma til landbúnaðarnota.
Viðvörunarmagn flóða er einnig venjulega stillt á grundvelli losunarbreytur.

  • Lægsta þekkta losun (NNQ): Þessi færibreyta gefur til kynna lægstu losun sem skráð var á mælipunktinum. Með þessu gildi verður að tilgreina tíma viðburðarins. [8.]
  • Lægsta útstreymi svipaðra tímabila (NQ) á tímabilinu í skoðun: Öfugt við NNQ endurspeglar þetta gildi lægsta útstreymi svipaðra tímabil (mánuður, hálft ár, ár) innan athugunartímabils. Tímabilinu og tímabilinu er bætt við forskriftina. Ef enginn tími var gefinn er heilt árið átt við (einnig: MJQ )
    Til dæmis er NQ 1971/1980 lægsta útskriftin frá árunum 1971 til 1980, WiNQ 1971/1980 sú lægsta veturna 1971 til 1980, DezNQ 1971/1980 lægsta útskriftin varð á desembermánuðum áranna 1971 til 1980.
  • Meðaltal lágs vatnsrennslis (MNQ) á tímabilinu í skoðun: Þessi færibreyta er reiknað meðaltal lægstu losunar (NQ) á svipuðum tíma fyrir ár athugunartímabilsins. Eins og með NQ, þá verður að bæta tímabilinu og tímabilinu sem er til skoðunar við upplýsingarnar, svo sem meðaltal árlegrar vatnsrennslis (MJNQ)
    Til dæmis er MNQ 1971/1980 meðaltal NQ gildanna frá 10 einstöku árunum 1971 til 1980.
  • Meðalrennsli (MQ): Meðalrennsli MQ er meðalrennsli, mælt yfir venjulegt ár - þ.e. langtímameðaltal, í vatnsgreiningu miðað við hlaupár , sem hefst almennt á tempruðu loftslagssvæðum á haustin, um heilt vetrarhringrás til að fanga. Seint snjóbráð og sérstaklega jöklar seinka rennsli vetrarúrkomu fram á sumar.
    Hin árlega rennsli („árlega hlaupið“ í m³ / ár) leiðir til heildar árlegs “magns” (rúmmáls vatns) sem frárennslisvæðið nær til þess hér að neðan. Meðalrennsli MQ frárennsliskerfis er síðan reiknað sem meðaltal venjulegs vatnsrúmmáls yfir árið.
  • Meðalflóðhleðsla (MHQ): Þessi færibreyta er reiknað meðaltal hæstu losunar (HQ) svipaðra tímabila fyrir ár athugunartímabilsins. Eins og með NQ þarf að bæta tímabilinu og athugunartímabilinu við upplýsingarnar.
  • Mesta flóðrennsli sem mælst hefur (HHQ): Sögulega skráð hámarksflóð
  • Stærðfræðilega hæsta flóðrennsli (RHHQ): viðmiðunargildi vökvaverkfræði hæsta flóðsins
  • Flóðrennsli með ársgildi n (HQn, eða T, HQT): losun með vissri endurkomu líkur (í árum: ársgildi)
    Algengar stærðir eru um HQ1, HQ2, HQ5, HQ10, HQ25, HQ30, HQ50, HQ100, HQ300, HQ1000 fyrir tölfræðilega 1 ár (væntanlegt á hverju ári), 2, 10, 30 ára (venjulegt veðurfræðilegt bil), 100 ára („ Aldarflóð “), 300 ára („frá örófi alda“) og 1000 ára hávatni (hið síðarnefnda samsvarar „frá upphafi færslna“, sem fer allt eftir svæðinu fyrr í nútímann eða miðöldum). HQ5000, til dæmis, er sjaldgæfari, þessir atburðir er aðeins hægt að greina jarðfræðilega.

útreikning

Útreikningur á þessu magni er mjög flókið mál, sem er eitt af aðalverkefnum nútíma vatnsfræði :

  • Nota þarf ákveðið tímabil sem grundvöll fyrir meðalgildi; 30 eða 40 ára mælingaröð eru algeng. Þessar reynast þó vera of stuttar fyrir óvenjulegar uppákomur; lengri, lokaðar gagnaseríur eru oft ekki tiltækar. Að auki eru mælingartímarnir mismunandi eftir svæðum, sem gerir sambærileika og heildarútreikning vatnskerfis erfitt.
  • Mat á losun verður mjög ónákvæmt vegna mikilla flóða. Þar að auki, vegna fágæti þeirra, eru yfirleitt aðeins fáar nákvæmar mælingar tiltækar fyrir svona öfgakenndar uppákomur.
  • Árleg lág vatnsstaða og mikil vatnsstaða er skráð í meðalgildum, en ekki öllum atburðum aldarinnar. Sérstaklega á tímum loftslagsbreytinga eru mælitímabilin sem notuð voru fyrr, sem ljúka í kringum 2000, minna þýðingarmikil en þau eru í dag; líklega endurskapa þau upphitunarfasa eftir lítið loftslagslágmark um miðjan fjórða áratuginn.
  • Að auki er aðeins hægt að ákvarða eðlilega vatnsrennsli ef gera má ráð fyrir ársgildi undantekningartilviks. Aftur á móti er árlegleiki ákvarðaður á grundvelli eðlilegs gildis, það er að segja ef öfgafullir atburðir hrannast upp þá breytist meðalgildi. Frá vísindalegu sjónarmiði þarf útreikningur á gildunum því varanlega aðlögun, en vökvaverkfræði flóðverndar krefst áreiðanlegra gilda til lengri tíma litið. Í fortíðinni voru hlífðar mannvirki vídd fyrir hundrað ára flóð; í dag eru því notuð marktækt hærri gildi, á bilinu 500 til 1000 ára atburður.

Að jafnaði eru þessi gildi ekki lengur mæld beint heldur eru þau reiknuð með úrkomumótum (NA líkönum) út frá færibreytum vatnasviðsins og gangi árlegrar úrkomu, sem er skráð á þægilega staðsettri mælistöð. Stærri gildi eru kvörðuð í sögulegu há vatn skytta.

Útskriftarnámskeið og útskriftarkerfi

Losunarferill stigsins kemur frá flæði (Q / t skýringarmynd). Það sýnir hegðun (viðbrögð) rennandi vatnsins á grundvelli mælds rennslis, þar sem það stafar af veðurástandi og rennslisskilyrðum vatnasviðsins . Þú getur skoðað vatnsrit af útskriftartilvikum eða árlegri útskrift - öll flæðigildi fyrir losunarárið má færa inn í skýringarmynd. Vatnsritmyndin er grunnurinn að því að lýsa afrennsli vatnsbóls á þessum tímapunkti á grundvelli dæmigerðs rennslis (lágt vatn, há vatnsföll).

Samkvæmt langvarandi meðalrennslisrennsli er vatninu úthlutað tilteknu afrennsliskerfi , flokkun á endurteknum mynstrum (árstíðabundin einkenni, svo sem snjóbráðnun, sumarjökulhlaup , einkenni háfjalla eða sléttunnar o.s.frv.) eftir loftslagi .

Líkön fyrir flóðaspár eða skipulag vatnsstjórnunar á vatnasviði byggjast á göngum og ákveðnum stjórnkerfum sem þar eru skráðar.

Sjá einnig

bókmenntir

  • A. Baumgartner, H.-J. Liebscher: Kennslubók í vatnafræði. 1. bindi: Almenn vatnafræði. Stuttgart 1990.
  • A. Bronstert (ritstj.): Flæðamyndun - ferlislýsing og tilfellarannsóknir. (= Vettvangur fyrir vatnafræði og vatnsstjórnun. 13. mál). Hennef 2005.
  • DIN, German Institute for Standardization e.V.: DIN 4049-3 Vatnafræði, 3. hluti: Skilmálar fyrir megindlega vatnafræði . Beuth-Verlag, Berlín 1994.
  • C. Glugla, E. Müller: Hleðsla grunnvatns sem hluti af myndun frárennslis. (= Freiburg skrif um vatnafræði. 1). Freiburg i. Breisgau 1993.
  • G. Glugla, E. Müller, P. Jankiewicz, C. Rachimow, K. Lojek: Þróun verklagsreglna til að reikna langtíma meðalgildi svæðisgreindrar hlaupamyndunar. Lokaskýrsla um DFG verkefnið GI 242 / 1-2 "Wasserhaushaltsverfahren", útibú BfG Berlín 1999.
  • G. Glugla, P. Jankiewicz, C. Rachimow, K. Lojek, K. Richter, G. Fürtig, P. Krahe: BAGLUVA vatnsjafnvægisaðferð til að reikna langtímagildi raunverulegrar uppgufunar og heildarrennslis . BfG skýrsla 1342, Federal Institute for Hydrology; Berlín / Koblenz 2000.
  • W. Struckmeier: Vatnsjafnvægi og vatnsfræðileg kerfisgreining á vatni í Münsterland. (= LWA útgáfurit eftir skrifstofu ríkisins fyrir vatn og úrgang NRW. 45. bindi). Düsseldorf 2000.

Vefsíðutenglar

Wiktionary: outflow - skýringar á merkingum, uppruna orða, samheiti, þýðingar

Einstök sönnunargögn

  1. DIN, þýska staðlunarstofnunin e .V.: DIN 4049-1 vatnslíffræði 1 hluti: (grunnskilmálar) . DIN-Taschenbuch, 211, Beuth-Verlag, Berlín 1994, bls. 210-212.
  2. a b DIN, þýska staðlastofnunin e. V.: DIN 4049-3 Vatnafræði, 3. hluti: Skilmálar fyrir megindlega vatnafræði . DIN-Taschenbuch, 211, Beuth-Verlag, Berlín 1994, bls. 242ff.
  3. R. Schwarze, A. Herrmann, A. Münch, U. Grünewald, M. Schöne: Tölvustýrð greining á afrennslisþáttum og dvalartíma á litlum vatnasviðum. Í: Acta hydrophys. 35 (2) 1991, bls. 144ff.
  4. G. Peschke: Flókið ferli við endurhleðslu grunnvatns og aðferðir við ákvörðun þeirra. Í: C. Leibundgut, S. Demuth: Freiburg skrif um vatnafræði. 5, Freiburg 1997, bls. 2ff.
  5. ^ A b H. Bogena, R. Kunkel, Th. Schöbel, HP Schrey, F. Wendland: Nýja grunnvatnsmyndunin í Norðurrín-Vestfalíu. Í: Skrif frá Forschungszentrum Jülich, Umhverfisröð. 37. bindi, Jülich, bls. 13.
  6. Th. Maurer: Líkamlega byggð, tímalaus líkan af vatnsflutningum í litlum dreifbýli. Í: Mitt. IHW Univ. Karlsruhe. 61, Karlsruhe 1997.
  7. H. Karrenberg, KU Weyer: Tengsl milli jarðfræðilegra aðstæðna og þurrveðurrennsli á litlum vatnasviðum Rhenish Slate Mountains. Í: tími. Þýska geol. Gesellsch., Sonderh. Hydrogeol., Hydroch. Hannover 1970, bls. 27-41.
  8. ^ Deutsches Gewässerkundliches Jahrbuch Weser-Ems 2008 Neðra-Saxland ríkisstofnun fyrir vatnsstjórnun, strandvernd og náttúruvernd, nálgast 22. janúar 2016 (PDF, þýska, 6184 kB).