Υδρογραφήματα υδρορρευμάτων δείχνει την παροχή ενός ποταμού σε μια απλή θέση ως συνάρτηση του χρόνου

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Υδρογραφήματα υδρορρευμάτων δείχνει την παροχή ενός ποταμού σε μια απλή θέση ως συνάρτηση του χρόνου"

Ὅμηρ Ασπάσιος
4 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Υδρογραφήματα υδρορρευμάτων δείχνει την παροχή ενός ποταμού σε μια απλή θέση ως συνάρτηση του χρόνου είναι δυνατόν να διαχωρίσουμε το υδρογράφημα στις συνιστώσες του της: χερσαίας ροής βασικής ροής ενδοροής άμεσης βροχόπτωσης Στείρευση της βασικής ροής Το υδρογράφημα ενός υδρορρεύματος φθίνει κατά τη διάρκεια μιας περιόδου χωρίς περίσσεια βροχόπτωση ακολουθώντας μια εκθετική καμπύλη Η παροχή αποτελείται εξ ολοκλήρου από τις συνεισφορές των υπόγειων νερών Η στάθμη του υπόγειου ταμιευτήρα υποχωρεί συνεχώς επιτρέποντας σε ολοένα και λιγότερο υπόγειο νερό να τροφοδοτήσει το υδρόρρευμα Εάν δεν υπάρχει αναπλήρωση του ταμιευτήρα του υπόγειου νερού, η βασική ροή που φθάνει στο υδρόρρευμα θα μηδενιστεί. (σχήμα 1.11)

2 Η στείρευση της βασικής ροής για μια υδρολογική λεκάνη είναι ένα υδρομορφικό χαρακτηριστικό Είναι συνάρτηση: της συνολικής τοπογραφίας, του προτύπου απορροής, των εδαφών και της γεωλογίας της υδρολογικής λεκάνης Το σχήμα 1.12 απεικονίζει αυτό μέσω της παρουσίασης της ετήσιας θερινής στείρευσης ενός ποταμού για έξη διαδοχικά έτη Η αρχή της στείρευσης της βασικής ροής θεωρείται να είναι η ημέρα κατά την οποία η ετήσια παροχή υποχωρεί κάτω από τα 3000 ft/sec. Η στείρευση είναι παρόμοια από χρόνο σε χρόνο. Η βασική ροή των υδρορρευμάτων μειώνεται κατά τη διάρκεια μιας ξηρής περιόδου επειδή υποχωρεί η στάθμη του υπόγειου νερού

ροή (m 3 /sec Σχήμα 1.11. Τυπικό ετήσιο υδρογράφημα ενός ποταμού με μια μακρά, ξηρή θερινή περίοδο.

3 ροή (m 3 /sec Σχήμα Τυπικό ετήσιο υδρογράφημα ενός ποταμού με μια μακρά, ξηρή θερινή περίοδο. Ποταμός Lualaba, Κεντρική Αφρική. περίοδος εξάντλησης της βασικής ροής IAN. ΦΕΒ. ΜΑΡ. ΑΠΡ. ΜΑΪ. ΙΟΥΝ. ΙΟΥΛ. ΑΥΓ. ΣΕΠ. ΟΚΤ. ΝΟΕ. ΔΕΚ.

3 ροή (ft /sec) χρόνος σε ημέρες Σχήμα 1.12.

4 3 ροή (ft /sec) χρόνος σε ημέρες Σχήμα Ετήσιες στειρεύσεις της βασικής ροής για έξη διαδοχικά χρόνια στον ποταμό Lualaba στην Κεντρική Αφρική.

5 Ο πιο σταθερός παράγοντας στο υδρογράφημα καταιγίδας είναι η χερσαία ροή (σχήμα 1.13) Ένας από τους σκοπούς της ανάλυσης του υδρογραφήματος μιας καταιγίδας είναι να χωριστεί η συνιστώσα της χερσαίας ροής από εκείνη της βασικής ροής Η χερσαία ροή τελειώνει σε κάποιο σταθερό χρόνο μετά από την αιχμή της καταιγίδας και μπορεί να προσεγγιστεί από τον τύπο: D = 0.827A 0.2 (1.5) D = ο αριθμός ημερών μεταξύ της αιχμής της καταιγίδας και το τέλος της χερσαίας ροής στην λεκάνη απορροής Α = η περιοχή της λεκάνης απορροής σε km 2 Η εξίσωση είναι μία εμπειρική σχέση Η εκθετική σταθερά 0.2 έχει επιβεβαιωθεί σε διάφορες μελέτες

6 Η καμπύλη εξάντλησης της βασικής ροής που προϋπήρχε της αιχμής μιας καταιγίδας προεκτείνεται μέχρι το σημείο που βρίσκεται κατά προσέγγιση κάτω από το σημείο αιχμής της καταιγίδας. Αυτή στη συνέχεια ακολουθεί ανοδική πορεία ώστε να συναντήσει το υδρογράφημα του υδρορρεύματος σε ένα σημείο που αντιστοιχεί σε D μέρες μετά την αιχμή. Στο σχήμα 1.14, έχει διαχωριστεί ένα υδρογράφημα καταιγίδας για μια λεκάνη απορροής έκτασης 5539 km 2. Στη συγκεκριμένη λεκάνη, το D είνα ίσο με 4.6 ημέρες. Η τιμή του D εξαρτάται από πολλά χαρακτηριστικά της λεκάνης απορροής όπως: η μέση κλίση η βλάστηση η πυκνότητα του υδρογραφικού δικτύου η τραχύτητα, κ.λ.π.

7 παροχή D ημέρες χερσαία ροή βασική ροή ημέρες Σχήμα Διαχωρισμός υδρογραφήματος στις επιμέρους συνιστώσες της χερσαίας και της βασικής ροής για ένα υδρόρευμα στο οποίο εισρέει η χερσαία ροή Horton

8 Η εξίσωση στείρευσης της βασικής ροής είναι:. Q = Q o e -at Όπου: Q = η ροή σε κάποιο χρόνο t μετά την έναρξη της στείρευσης (m 3 /s) Q o = η ροή κατά την έναρξη της στείρευσης (m 3 /s) α = μια σταθερά της στείρευσης για τη λεκάνη (d -l ) t = ο χρόνος από την έναρξη της στείρευσης (d)

9 Υπολογισμός του εμπλουτισμού των υπόγειων νερών από την βασική ροή μέθοδος Meyboom Εφαρμόζεται σε λεκάνες χωρίς: παρουσία φραγμάτων η άλλες κατασκευές ρύθμιση της ροής και όπου η συμβολή από το λιώσιμο του χιονιού στη ροή είναι αμελητέα Η μέθοδος χρησιμοποιεί υδρογραφήματα υδρορρευμάτων από δύο ή περισσότερα διαδοχικά έτη. το Q ποικίλλει λογαριθμικά με το χρόνο t Ένα γράφημα της παροχής (σε λογαριθμική κλίμακα) σε αντιπαραβολή με το χρόνο (σε αριθμητική κλίμακα) δίνει τη στείρευση της βασικής ροής σε ευθεία γραμμή Οι καμπύλες στείρευσης της βασικής ροής αρχίζουν όταν το επίπεδο του υδρορρεύματος (θέρος) υποχωρεί κάτω από την παρακείμενη υδροστατική στάθμη και τελειώνουν με την εμφάνιση της πρώτης πλημμύρας Το σχήμα 1.20 εμφανίζει υποθετικά υδρογραφήματα υδρορρεύματος

10 Η συνολική πιθανή εκφόρτιση υπόγειου νερού είναι ο όγκος του νερού που εκρέει κατά τη διάρκεια μιας πλήρους στείρευσης των υπόγειων νερών Η συνολική δυνητική εκροή υπόγειου νερού μπορεί να βρεθεί από τη σχέση: V tp = t O Όπου: V tp είναι ο όγκος της συνολικής δυνητικής εκροής υπόγειου νερού (m 3 ) Q o είναι η βασική ροή κατά την έναρξη της στείρευσης (t=0) (m 3 /s) t 1 είναι ο χρόνος που απαιτείται για να πάει η βασική ροή από Q o σε 0.1Q o (s) (ή μετά από ένα λογαριθμικό κύκλο) (1.8) Η συνολική δυνητική εκροή υπόγειου νερού ορίζεται ως συνολικός όγκος υπόγειου νερού ο οποίος θα μπορούσε να εκρεύσει ως βασική ροή σε μία πλήρη στείρευση αν λαμβάνει χώρα αδιαλείπτως πλήρης εξάντληση. Αυτός ο όγκος περιγράφει το συνολικό όγκο νερού στην αποθήκευση κατά την έναρξη της στείρευσης Q

11 2 παροχή (m /s) στείρευση βασικής ροής έτος απορροής 1 έτος απορροής 2 έτος απορροής 3 Σχήμα 1.20 Ημιλογαριθμικό υδρογράφημα υδρορεύματος που δείχνει τις στειρεύσεις της βασικής ροής.

12 Το ποσό της πιθανής βασικής ροής, V t (m 3 ) που παραμένει κάποιο χρόνο, t (s) μετά την έναρξη δίνεται με τη βοήθεια της σχέσης: V V t = 10 t tp ( t / 1 ) Η πραγματική βασική εκροή υπόγειου νερού κατά την πλήρη στείρευση λαμβάνεται αν αφαιρέσουμε από τη συνολική πιθανή βασική εκροή V tp την πιθανή βασική ροή V t V tp - V t Η διαφορά πιθανής και πραγματικής εκροής μας δίνει την παραμένουσα αποθήκευση βασικής ροής στο τέλος της στείρευσης η ανάλυση υποθέτει ότι δεν υπάρχει καμία καταναλωτική χρήση του υπόγειου νερού όλη η εκφόρτιση υπόγειου νερού γίνεται με τη μορφή της βασικής ροής Οι καταναλωτικές χρήσεις πρέπει να προστίθενται στο ποσό που καθορίζεται με τη μέθοδο της στείρευσης της βασικής ροής για να πάρουμε τον συνολικό εμπλουτισμό του ταμιευτήρα του υπόγειου νερού

13 η διαφορά ανάμεσα στην παραμένουσα πιθανή εκροή υπόγειου νερού στο τέλος δεδομένης στείρευσης και τη συνολική πιθανή εκροή υπόγειου νερού κατά την έναρξη της επόμενης στείρευσης είναι ένα μέτρο του εμπλουτισμού που λαμβάνει χώρα μεταξύ των στειρεύσεων.

Ασκηση Βασικής Ροής - Εμπλουτισμού υπόγειων υδροφόρων συστημάτων Με βάση το υδρογράφημα ενός ποταμού που απεικονίζεται στο σχήμα, να προσδιορίσετε την ποσότητα εμπλουτισμού του υπόγειου νερού από το

21 Ασκηση Βασικής Ροής - Εμπλουτισμού υπόγειων υδροφόρων συστημάτων Με βάση το υδρογράφημα ενός ποταμού που απεικονίζεται στο σχήμα, να προσδιορίσετε την ποσότητα εμπλουτισμού του υπόγειου νερού από το τέλος της καμπύλης στείρευσης του έτους απορροής 1, μέχρι την αρχή της καμπύλης στείρευσης της βασικής ροής του έτους απορροής 2. Με βάση το σχήμα για την πρώτη στείρευση ισχύει: t 1 = 6,3 μήνες, Q o = 760 m 3 /s, και για την δεύτερη στείρευση t 2 = 6,3 μήνες, Q o = 1000 m 3 /s. Η συνολική διάρκεια της πρώτης στείρευσης είναι 7,5 μήνες. Διάρκεια κάθε μήνα 30 ημέρες. V tp = (Q o t 1 )/ και V t = V tp /(10 t/t1 )

Σχετικά έγγραφα

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ 5. ΑΠΟΡΡΟΗ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ 5. ΑΠΟΡΡΟΗ 5.1 ΓΕΝΙΚΑ Από το νερό που φθάνει στην επιφάνεια της γης ως κατακρήμνισμα: - Ένα μέρος συγκρατείται από το φύλλωμα των