Contenido
- Fórmula de escorrentía directa
- Tasa máxima de escorrentía
- Propiedades de la escorrentía
- El efecto humano en la escorrentía
- Contaminación del agua y escorrentía
El agua puede tomar muchas rutas a medida que cae del cielo en forma de lluvia y otras precipitaciones, y finalmente se filtra en el suelo. Puede calcular cuánta agua puede dirigirse a través de estos caminos de hundimiento a través del suelo u otro material hacia la tierra después de fuertes lluvias. La escorrentía superficial del agua es una forma de determinar cuánta agua produce un evento de precipitación.
Fórmula de escorrentía directa
Los métodos simples y directos para calcular la escorrentía pueden indicarle la cantidad de agua que las tormentas traen a la tierra. Para un área de superficie dada, como un techo o patio, multiplique el área por las pulgadas de lluvia y divida por 231 para obtener la escorrentía en galones. El factor 231 proviene del hecho de que el volumen de 1 galón equivale a 231 pulgadas cúbicas. Al calcular el volumen de escorrentía del techo, puede usar un fórmula de escorrentía directa (en en3) que requiere multiplicar el área que cubre el techo por las pulgadas de lluvia.
Las ecuaciones más matizadas y complicadas tienen en cuenta factores como las variaciones en la cantidad de lluvia que genera una tormenta con el tiempo. Un método, conocido como el Método racional usa el Ecuación racional C = Q / (iA) para coeficiente de escorrentía C, tasa de escorrentía máxima Q, intensidad de lluvia yo (en pulgadas / hora) y tamaño del área UNA (generalmente en acres).
Otros coeficientes de escorrentía utilizan diferentes unidades de medida para las otras variables, como el área en m2 e intensidad en mm / h. Existen varias tablas de coeficientes de escorrentía para calcular la escorrentía de aguas pluviales, como la Hoja de Datos del Coeficiente de Escorrentía (C) de la Junta de Control de Recursos Hídricos del Estado de California. También existen calculadoras en línea para la fórmula en sí, como la de LMNO Engineering, Research y Software.
Tasa máxima de escorrentía
Puedes medir la tasa máxima de escorrentía Q usando una tormenta Hidrograma unitario, la escorrentía de una tormenta a lo largo del tiempo para un lugar donde la lluvia se acumula en tierra, a la unidad de entrada de lluvia. Este gráfico depende de la tormenta individual en sí. Los científicos e ingenieros crean hidrogramas a partir de las mediciones de lluvia durante las tormentas.
Lo hacen al abordar cuestiones como las diferencias en el área o el tiempo durante el cual se realizan las mediciones. Estos cálculos también brindan a los científicos e ingenieros una forma de modelar tormentas utilizando técnicas computacionales.
Utilizando los datos que obtienen de estas mediciones, los investigadores pueden usar la probabilidad y las estadísticas para determinar la probabilidad de que llueva en el futuro y qué tipo de precipitación puede ocurrir. Lo hacen mediante el uso de características para varios tipos de clima, como la lluvia de alta intensidad y corta duración que puede ocurrir en regiones de muchas partes del mundo. Esto les permite buscar patrones y tendencias a partir de los cuales pueden formar predicciones sobre el futuro.
La investigación ha demostrado que alrededor del 50 por ciento de toda la lluvia ocurre a una intensidad mayor de 20 mm / hora, mientras que alrededor del 20 al 30 por ciento ocurre a 40 mm / hora o más, y estas probabilidades se producen independientemente de la precipitación promedio a largo plazo para las ubicaciones.
Propiedades de la escorrentía
Los científicos e ingenieros definen la escorrentía como la parte de la precipitación, el deshielo o el agua de riego que se acumula cuando la tierra no puede absorberla. A partir de estas observaciones, los investigadores pueden explicar factores como la rapidez con la que emerge después de la lluvia o si se puede llamar escorrentía superficial, interflujo o escorrentía terrestre.
Escorrentía superficial Es de la superficie de la tierra directamente. Interflow es el fenómeno del flujo que ocurre cuando una capa de material como el suelo hace que la lluvia se acumule en la superficie. Escorrentía de tierra, por su naturaleza, puede acumular contaminantes del suelo como pesticidas.
Los instrumentos utilizados para determinar la escorrentía afectan la precisión de los datos. Debe tener en cuenta la precisión de cómo midió la cantidad de lluvia, la duración de la lluvia, cómo se distribuye la precipitación (incluso si tiene componentes de aguanieve o nieve), la dirección en que viaja la tormenta y cualesquiera otras causas. afectar el clima Esto podría variar de temperatura a viento, humedad y variaciones en la temporada.
Otras características más exclusivas de las áreas de lluvia en sí incluyen elevación, topografía, forma de la cuenca, área de drenaje, tipo de suelo y la proximidad de estanques, lagos, depósitos, sumideros y otros componentes de la cuenca que pueden afectar la escorrentía.
A medida que los investigadores estudian la naturaleza de estos fenómenos con respecto a la geología, pueden usar los datos y la información que obtienen para estudiar fenómenos en la atmósfera en otras áreas. Los efectos debidos a la superficie y la escorrentía entre las tormentas en los Estados Unidos y las del Amazonas pueden diferir mucho entre sí.
Los estudios han demostrado que aproximadamente un tercio de la precipitación sobre la tierra termina como escorrentía en arroyos y ríos que eventualmente conducen hacia el océano. La otra cantidad de precipitación se pierde ya sea por evaporación, transpiración e infiltración (remojo en el agua subterránea). Al estudiar estos patrones entre los fenómenos de escorrentía, los investigadores obtienen una mejor comprensión de cómo los humanos están afectando el medio ambiente y qué producen los fenómenos de la Tierra.
El efecto humano en la escorrentía
El impacto humano en la Tierra ha traído carreteras, edificios y otras estructuras artificiales que han reducido la capacidad de escorrentía para infiltrarse en el suelo o alcanzar ríos y arroyos. Otras acciones de los humanos, como eliminar la vegetación y el suelo, y crear superficies que el agua no puede penetrar aumentan la escorrentía. Han provocado un aumento en el volumen y la frecuencia de las inundaciones de las corrientes. La sensibilización del público y la creación de debates sobre cómo pueden dañar el planeta pueden abordar estos problemas.
La urbanización en ciudades de todo el mundo ha afectado los patrones de escorrentía en las superficies. Comparar el comportamiento de la escorrentía y el flujo de agua en áreas naturales como las selvas tropicales con las construidas por el hombre, como carreteras y ciudades en general, puede darle una idea de lo fácil que es que el agua fluya naturalmente a sus arroyos y ríos en el primero. luchando por hacerlo en este último. Se producen inundaciones urbanas y los hidrogramas toman formas más irregulares para medir la cantidad de lluvia que cae para mostrar este peligro.
Hay muchas formas en que los humanos pueden abordar estos problemas ambientales. Las personas que trabajan en granjas y jardines pueden limitar la cantidad de fertilizante que usan y las áreas urbanas pueden usar menos superficies impenetrables como pasos básicos. Plantar también puede ayudar. Algunas plantas tienen formas naturales de prevenir la erosión, y esto puede limitar la cantidad de escorrentía nociva en las vías fluviales.
Contaminación del agua y escorrentía
Estudiar cómo las partículas de suelo pueden ser recogidas por la escorrentía puede mostrarle cómo los procesos de escorrentía pueden afectar la contaminación del agua. La contaminación de fuentes no puntuales se refiere a la erosión del suelo causada por el hombre y las aplicaciones químicas de esos efectos.
Estos procesos hacen que los químicos en el suelo se adhieran al agua o se disuelvan en ellos de una manera que contamina el medio ambiente. El agua misma puede esparcir basura, petróleo, productos químicos y fertilizantes que transportan nitrógeno y fósforo para reducir la calidad del agua.
Las características del suelo en sí pueden afectar el proceso por el cual ocurre la contaminación del agua como resultado de la escorrentía. Puede depender de la porosidad, la cantidad de espacio abierto entre los granos del suelo, del suelo que puede afectar negativamente el almacenamiento y el movimiento del agua.
También depende de la rugosidad de la superficie del suelo, que puede capturar contaminantes más fácilmente. Estudiar la naturaleza química y física del agua en presencia del suelo puede dar a los investigadores mejores ideas sobre cómo abordar los problemas de la contaminación del agua en relación con la escorrentía.