Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Гидрограф представляет собой график , показывающий скорость потока ( разряда ) в зависимости от времени прошедшего в конкретной точке в реки, канала или трубопровода , несущего потока. Скорость потока обычно выражается в кубических метрах или кубических футах в секунду (cms или cfs). Это также может относиться к графику, показывающему объем воды, достигающей конкретного водостока или места в канализационной сети. Графики обычно используются при проектировании канализации , в частности, при проектировании систем канализации поверхностных вод и совмещенных коллекторов .

Гидрограф ручья. Увеличение расхода воды после дождя или таяния снега . Постепенное уменьшение потока после пиков отражает уменьшение поступления грунтовых вод .
Растровый гидрограф. Можно визуализировать всю запись потока и шаблоны, представляющие различные временные рамки.

Терминология [ править ]

  • Расход: скорость потока (объем в единицу времени), проходящего через определенное место в реке или другом канале. Расход измеряется в определенной точке реки и обычно зависит от времени.
  • Восходящий край: восходящий край гидрографа, также известный как кривая концентрации, отражает длительное увеличение расхода воды из водосбора, обычно в ответ на выпадение дождя.
  • Пиковый расход: самая высокая точка на гидрографе при наибольшей скорости расхода.
  • Рецессия (или опускание) конечности: рецессия конечности расширяется от пикового расхода и далее. Окончание ливневого стока (также известный как быстрый или прямой сток) и возврат к потоку, производному от грунтовых вод ( базовый поток ), часто принимают за точку перегиба лимба спада. Лимб спада представляет собой изъятие воды из хранилища, созданного в бассейне во время ранних фаз гидрографа.
  • Время запаздывания: временной интервал от максимального количества осадков до максимального расхода.
  • Время до пика: временной интервал от начала дождя до пикового расхода.


Типы гидрографов включают:

  • Штормовые гидрографы
  • Гидрографы паводков
  • Годовые гидрографы, известные как режимы
  • Гидрограф прямого стока
  • Эффективный гидрограф стока
  • Растровый гидрограф
  • Возможности хранения в дренажной сети (например, озера, водохранилища, водно-болотные угодья, каналы и береговые емкости)

Разделение основного потока [ править ]

Гидрограф потока обычно определяет влияние различных гидрологических процессов на сток из рассматриваемого водосбора. Поскольку время, величина и продолжительность возвратного стока подземных вод очень сильно отличаются от прямого стока, разделение и понимание влияния этих отдельных процессов является ключом к анализу и моделированию вероятных гидрологических эффектов различных видов землепользования, водопользования, погоды, и климатические условия и изменения.

Однако процесс отделения «основного стока» от «прямого стока» - неточная наука. Отчасти это связано с тем, что эти две концепции сами по себе не являются совершенно разными и не связаны между собой. Возвратный сток из грунтовых вод увеличивается вместе с наземным стоком из насыщенных или непроницаемых областей во время и после шторма; более того, определенная молекула воды может легко перемещаться обоими путями на пути к водосливу. Следовательно, разделение чисто «составляющей базового потока» в гидрографе является несколько произвольным занятием. Тем не менее, для выполнения такого разделения гидрографов были разработаны различные графические и эмпирические методы. Отделение основного стока от прямого стока может быть важным первым шагом в разработке моделей дождевого стока для интересующего водосбора - например,в разработке и применении единичных гидрографов, как описано ниже.

Единичный гидрограф [ править ]

Hidrograma.png

Блок Гидрограф (ММ) является гипотетическим блоком откликом водораздела (с точкой зрения объема стока и времени) на единицу ввод осадков. Его можно определить как гидрограф прямого стока (DRH), являющийся результатом одной единицы (например, один сантиметр или один дюйм) эффективных осадков , равномерно выпадающих на этом водоразделе с одинаковой скоростью в течение единицы периода времени. Поскольку UH применим только к компоненту прямого стока гидрографа (т. Е. Поверхностному стоку), требуется отдельное определение компонента базового стока.

UH специфичен для конкретного водораздела и специфичен для определенного периода времени, соответствующего продолжительности эффективных осадков. То есть UH определяется как 1-часовой, 6-часовой или 24-часовой UH или любой другой промежуток времени до момента концентрации прямого стока на выходе из водосбора. Таким образом, для данного водораздела может быть много единичных гидрографов, каждый из которых соответствует разной продолжительности эффективных осадков.

Метод UH представляет собой практичный и относительно простой в применении инструмент для количественной оценки воздействия единицы количества осадков на соответствующий сток из конкретного водосборного бассейна. Теория UH предполагает, что реакция стока водосбора линейна и не зависит от времени, и что эффективные осадки выпадают равномерно по всему водоразделу. В реальном мире ни одно из этих предположений не является строго верным. Тем не менее, применение методов UH обычно дает разумное приближение к реакции естественных водосборов на наводнения. Линейные допущения, лежащие в основе теории UH, допускают изменение интенсивности шторма во времени (т. Е. Гиетограф шторма) для моделирования путем применения принципов суперпозиции и пропорциональности к отдельным компонентам шторма для определения результирующего кумулятивного гидрографа. Это позволяет относительно просто вычислить реакцию гидрографа на любой случай дождя.

Мгновенный единичный гидрограф является дальнейшим усовершенствованием концепции; для IUH предполагается, что все входящие осадки имеют место в дискретный момент времени (очевидно, это не относится к фактическим ливням). Это предположение может значительно упростить анализ, связанный с построением единичного гидрографа, и это необходимо для создания геоморфологического мгновенного единичного гидрографа.

Создание GIUH возможно только при наличии топологических данных для конкретного водосборного бассейна. Фактически, абсолютно необходимы только количество ручьев данного порядка, средняя длина потоков данного порядка и средняя площадь суши, стекающая непосредственно в потоки данного порядка (и при необходимости их можно оценить, а не рассчитать явно). ). Следовательно, можно рассчитать GIUH для бассейна без каких-либо данных о высоте или расходе потока, которые не всегда могут быть доступны.

Гидрограф подземной гидрологии [ править ]

В подземной гидрологии ( гидрогеологии ) гидрограф - это запись уровня воды (наблюдаемый гидравлический напор в скважинах, экранированных через водоносный горизонт ).

Как правило, гидрограф записывается для мониторинга напоров в водоносных горизонтах в не тестовых условиях (например, для наблюдения за сезонными колебаниями в водоносном горизонте). Когда проводится испытание водоносного горизонта , результирующие наблюдения обычно называют просадкой , поскольку они вычитаются из предварительных уровней и часто учитывается только изменение уровня воды.

Растровый гидрограф [ править ]

Растровые гидрографы - это графики на основе пикселей для визуализации и определения вариаций и изменений в больших многомерных наборах данных. Первоначально разработанные Кеймом (2000), они были впервые применены в гидрологии Келером (2004) как средство выделения межгодовых и внутригодовых изменений стока. Растровые гидрографы в WaterWatch, как и разработанные Келером, отображают годы по оси Y и дни по оси X. Пользователи могут выбрать график расхода потока (фактические значения или значения журнала), процентиль потока или класс потока (от 1 для низкого расхода до 7 для высокого расхода) для ежедневного, 7-дневного, 14-дневного и 28-дневного ручей. Для более полного описания растровых гидрографов см. Strandhagen et al. (2006).

См. Также [ править ]

  • Поверхность воды
  • Модель стока (водохранилище)
  • Гидрогеология
  • Тест водоносного горизонта
  • Baseflow
  • Маршрутизация (гидрология)

Ссылки [ править ]

  • Кейм, Д.А. 2000. Разработка методов пиксельной визуализации: теория и приложения. IEEE Transactions по визуализации и компьютерной графике, 6 (1), 59-78.
  • Келер Р. 2004. Анализ и визуализация гидрологических временных рядов на основе растра. Кандидат наук. диссертация, Университет Аризоны. Тусон, Аризона, 189 стр.
  • Страндхаген, Э., Маркус, Вашингтон, и Мичем, Дж. Э., 2006. Виды рек: представление речного стока большой экосистемы Йеллоустоуна (горячая ссылка на http://geography.uoregon.edu/amarcus/Publications/Strandhagen-et-al_2006_Cart_Pers. pdf ). Картографические перспективы. 55, осень.
  • Л. Шерман, «Поток воды из осадков методом единичного графа», журнал Engineering News, № 108, 1932, стр. 501-505.

Внешние ссылки [ править ]

  • Геологическая служба США (USGS) предлагает в режиме реального времени данные о потоках для тысяч потоков в Соединенных Штатах.
  • Геологическая служба США (USGS) также предлагает онлайн-инструментарий для создания растрового гидрографа [1] для любой из своих станций измерения расхода воды в Соединенных Штатах.
  • Безразмерный агрегатный гидрограф СКС.
  • Действия SERC и код Matlab для расчета и использования гидрографа.