1. Μέθοδοι εκτίµησης των απωλειών

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "1. Μέθοδοι εκτίµησης των απωλειών"

Θεοφιλά Γαλάνη
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 1. Μέθοδοι εκτίµησης των απωλειών Η εκτίµηση των απωλειών της βροχής είναι ένα δύσκολο πρόβληµα που εξαρτάται από πολλούς παράγοντες όπως τα χαρακτηριστικά της λεκάνης απορροής καθώς και τα χαρακτηριστικά της βροχής. Σε µια πρώτη προσέγγιση, οι απώλειες από τη συγκράτηση της φυτοκόµης και των κοιλοτήτων µπορεί να συµπεριληφθούν γενικά στις απώλειες λόγω διήθησης που ακολουθεί το φαινόµενο της βροχής. Έτσι µε µετρηθείσες ποσότητες βροχόπτωσης και απορροής είναι δυνατόν να προσδιορισθούν διάφοροι δείκτες που αφορούν τη λεκάνη και µπορεί να χρησιµοποιηθούν για την εκτίµηση του περισσεύµατος βροχής σε µια βροχόπτωση. Τέτοιοι δείκτες είναι: 1.1. Δείκτης Φ Ο δείκτης Φ εκφράζει το ύψος απωλειών ανά µονάδα χρόνου αν θεωρηθεί ότι το ύψος αυτό δεν µεταβάλλεται κατά τη διάρκεια της βροχής. Πρακτικά υπολογίζεται σε λεκάνες που έχουν καταµετρηθεί τα υδρογραφήµατα απορροών κάποιων βροχοπτώσεων. Στο υδρογράφηµα απορροής συγκεκριµένης βροχόπτωσης γίνεται διαχωρισµός της βασικής απορροής από την άµεση απορροή. Προκύπτει έτσι το υδρογράφηµα άµεσης απορροής από το οποίο υπολογίζεται ο όγκος της άµεσης απορροής. Η διαφορά µεταξύ του συνολικού όγκου της βροχής από τον όγκο της άµεσης απορροής δίνει τον όγκο των απωλειών. Με την απλούστευση ότι ο ρυθµός των απωλειών είναι σταθερός, ο δείκτης Φ είναι το πηλίκο του όγκου απωλειών δια του χρόνου βροχόπτωσης ήτοι: t t L όπου L : ύψος απωλειών βροχόπτωσης : ύψος συνολικής βροχόπτωσης, : ύψος περισσεύµατος βροχόπτωσης και t : χρόνος βροχόπτωσης.

2 1.2. Δείκτης W O δείκτης W παριστάνει τη µέση ταχύτητα διήθησης κατά τη διάρκεια µιας βροχόπτωσης: f m t 0 t fdt Επειδή οι συνθήκες διήθησης µέσα σε µια λεκάνη απορροής διαφέρουν από θέση σε θέση ο δείκτης W αποτελεί το µέσο όρο των επί µέρους µέσων διηθήσεων και εκφράζεται από την εξίσωση: W n 0 fm i n 1.3. Συντελεστής απορροής C Ο συντελεστής απορροής C είναι ο λόγος του όγκου της άµεσης απορροής προς τον όγκο της βροχόπτωσης V A C V A Για τον προσδιορισµό του συντελεστή απορροής πρέπει να ληφθούν υπόψη η χρήση του εδάφους, το ποσοστό διαπερατότητας και τα χαρακτηριστικά του εδάφους και της φυτικής επικάλυψης και λαµβάνεται από πίνακες (Πίνακας 1). Οι τιµές του συντελεστή απορροής εξαρτώνται και από την ένταση της βροχόπτωσης και εποµένως και από τη συχνότητα βροχόπτωσης. Μεγαλύτερες τιµές του συντελεστή απορροής ισχύουν για µεγαλύτερες τιµές της έντασης βροχόπτωσης και της περιόδου επαναφοράς. Η σχέση µεταξύ του συντελεστή απορροής και της έντασης βροχόπτωσης φαίνεται στο Σχήµα 1.

3 Σχήµα 1: Μεταβολή του συντελεστή απορροής µε την συχνότητα βροχόπτωσης Πίνακας 1: Τιµές του συντελεστή απορροής για διάφορους τύπους εδαφών

4 2. Υπολογισµός του περισσεύµατος βροχόπτωσης µε τη µέθοδο της SCS Η Soil Consevtion Sevice των Η.Π.Α. (SCS 1972) ανέπτυξε µια µέθοδο για τον υπολογισµό του περισσεύµατος βροχής η οποία χρησιµοποιείται αρκετά τα τελευταία χρόνια από τους Υδρολόγους µηχανικούς, κυρίως σε εµπορικά λογισµικά προγράµµατα βροχόπτωσης απορροής. Στη µέθοδο αυτή ο υπολογισµός γίνεται από δεδοµένη βροχή µε τη βοήθεια του ύψους βροχής, της αρχικής κατάστασης υγρασίας και των υδρολογικών χαρακτηριστικών της λεκάνης ήτοι γεωµορφολογία, λιθολογία, βλάστηση, τα οποία συµπεριλαµβάνονται σε κάποιο δείκτη που ονοµάζεται αριθµός καµπύλης απορροής CN (Cuve numbe). Σύµφωνα µε τη µέθοδο αυτή το ύψος του περισσεύµατος βροχής ή άµεση απορροή είναι µικρότερη ή ίση µε το ύψος της βροχόπτωσης αντίστοιχα, αφού αρχίσει η βροχή, το επιπρόσθετο βάθος νερού που κατακρατείται στη λεκάνη απορροής F είναι ίσο ή µικρότερο του µέγιστου θεωρητικής ύψους απωλειών S (Σχήµα 3). Έως κάποιο ύψος βροχόπτωσης (αρχική συγκράτηση) I, δεν υπάρχει απορροή. Έτσι η υποθετική εν δυνάµει απορροή είναι I. Η υπόθεση της SCS είναι ότι η αναλογία των δύο πραγµατικών µε των δύο θεωρητικών εν δυνάµει ποσοτήτων είναι : F S I σύµφωνα µε την διατήρηση της συνέχειας (Σχήμα 3) : I F Σχήμα 3: Σχηµατική παράσταση των απωλειών βροχής

5 Από το συνδυασµό των εξισώσεων προκύπτει : ( I I ) 2 S Η παραπάνω εξίσωση, είναι η εξίσωση υπολογισµού του ύψους περισσεύµατος βροχής. Από τα αποτελέσµατα σε πολλές πειραµατικές λεκάνες απορροής προέκυψε η εµπειρική σχέση : I 0, 2S Έτσι, µετασχηµατίζεται: ( 0,2S) 0,8S 2 Το µέγιστο ύψος απωλειών S µπορεί να εκτιµηθεί από την εξίσωση S CN όπου CN είναι ο αριθµός καµπύλης που προσδιορίζεται µε τη βοήθεια πινάκων ως συνάρτηση των χρήσεων γης, της υδρολογικής οµάδας εδάφους και των συνθηκών εδαφικής υγρασίας (0<CN<100). Σημειώσεις: Στοιχεία Τεχνικής Υδρολογίας / Κ. Μπέλλος Για την περίπτωση υπολογισμού του περισσεύµατος βροχόπτωσης µε τη µέθοδο της SCS, δίνεται πρόσθετο άρθρο με τίτλο: unoff Cuve Numbe Metod: Exmintion of te Initil Abstction tio

Σχετικά έγγραφα

ΥΔΡΟΛΟΓΙΚΕΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΣΤΟ ΕΔΑΦΟΣ

ΥΔΡΟΛΟΓΙΚΕΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΣΤΟ ΕΔΑΦΟΣ Το νερό των κατακρημνισμάτων ακολουθεί διάφορες διαδρομές στη πορεία του προς την επιφάνεια της γης. Αρχικά συναντά επιφάνειες που αναχαιτίζουν την πορεία του όπως είναι