Στοιχεία του Υδρολογικού Κύκλου

Κατακρήμνιση

Η βροχόπτωση είναι η απελευθέρωση νερού από την ατμόσφαιρα για να φτάσει στην επιφάνεια της γης. Ο όρος «κατακρήμνισηκαλύπτει όλες τις μορφές νερού που εκλύεται από την ατμόσφαιρα (χιόνι, χαλάζι, χιονόνερο και βροχή). Η βροχόπτωση είναι η κύρια εισροή νερού σε μια λεκάνη απορροής ποταμού. Χρειάζεται προσεκτική αξιολόγηση σε υδρολογικές και υδρογεωλογικές μελέτες.

Εμφάνιση και είδη βροχοπτώσεων

Η ικανότητα του αέρα να συγκρατεί υδρατμούς εξαρτάται από τη θερμοκρασία (Davie, 2008): όσο πιο ψυχρός είναι ο αέρας τόσο λιγότεροι υδρατμοί συγκρατούνται. Εάν ένα σώμα ζεστού, υγρού αέρα ψύχεται τότε θα κορεστεί με υδρατμούς και τελικά το νερό Ο ατμός θα συμπυκνωθεί σε υγρό ή στερεό νερό (δηλαδή νερό ή σταγονίδια πάγου). πυρήνες συμπύκνωσης.Κατά τους πυρήνες συμπύκνωσης σχηματίζονται σταγονίδια νερού ή πάγου. Τα σταγονίδια νερού ή πάγου που σχηματίζονται στους πυρήνες συμπύκνωσης είναι συνήθως πολύ μικρά για να πέσουν στην επιφάνεια ως βροχόπτωση. Πρέπει να αναπτυχθούν για να έχουν αρκετή μάζα για να ξεπεράσουν τις ανυψωτικές δυνάμεις μέσα σε ένα σύννεφο .

Υπάρχουν τρεις προϋποθέσεις που πρέπει να πληρούνται πριν από τη δημιουργία βροχοπτώσεων (Davie, 2008):

• Ψύξη της ατμόσφαιρας
• Συμπύκνωση του ατμού στους πυρήνες
• Ανάπτυξη σταγονιδίων νερού ή πάγου

Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι της βροχόπτωσης:

• Συναγωγική κατακρήμνιση
• Ορογραφική κατακρήμνιση
• Κυκλωνική βροχόπτωση

Συναγωγική κατακρήμνιση

Ο θερμαινόμενος αέρας κοντά στο έδαφος διαστέλλεται και απορροφά περισσότερη υγρασία νερού. Ο ζεστός αέρας με υγρασία κινείται προς τα πάνω και συμπυκνώνεται λόγω της χαμηλότερης θερμοκρασίας, παράγοντας έτσι βροχόπτωση. Αυτός ο τύπος βροχόπτωσης έχει τη μορφή τοπικών καταιγίδων με στροβιλισμό.

Ορογραφική κατακρήμνιση

Η μηχανική ανύψωση του υγρού αέρα πάνω βουνό εμπόδια, προκαλεί έντονες βροχοπτώσεις στην προσήνεμη πλευρά του βουνού.

Κυκλωνική βροχόπτωση

Η ανομοιόμορφη θέρμανση της επιφάνειας της γης από τον ήλιο έχει ως αποτέλεσμα περιοχές υψηλής και χαμηλής πίεσης. Οι αέριες μάζες μετακινούνται από περιοχές υψηλής πίεσης σε περιοχές χαμηλής πίεσης και αυτή η κίνηση προκαλεί κατακρήμνιση. Εάν ο θερμός αέρας αντικαταστήσει τον ψυχρότερο αέρα, το μέτωπο ονομάζεται ζεστό μέτωπο. Εάν ο ψυχρός αέρας εκτοπίζει τον θερμό αέρα, το μέτωπό του ονομάζεται α ψυχρό μέτωπο.

Μέτρηση Υετών

Η βροχόπτωση συνήθως εκφράζεται ως κατακόρυφο βάθος υγρού νερού. Η βροχόπτωση μετριέται με χιλιοστά (mm), και όχι κατά όγκο, όπως λίτρα ή κυβικά μέτρα.Η μέτρηση της βροχόπτωσης είναι το βάθος νερού που θα συσσωρευόταν στην επιφάνεια αν όλη η βροχή παρέμενε εκεί που είχε πέσει. Η χιονόπτωση μπορεί επίσης να εκφραστεί ως βάθος υγρού νερού.

Για υδρολογικούς σκοπούς περιγράφεται πιο χρήσιμα στο ισοδύναμο βάθος νερού.

Νερό ισοδύναμο βάθος είναι το βάθος του νερού που θα υπήρχε αν έλιωνε το χιόνι.

Για υδρολογική ανάλυση είναι σημαντικό;

• για να μάθουμε πόση βροχόπτωση έχει πέσει,
• και όταν συνέβη αυτό.

Η βροχόπτωση σε διαφορετικές τοποθεσίες του εδάφους καταγράφεται χρησιμοποιώντας δύο βασικούς τύπους βροχόμετρων:

• βροχόμετρα που δεν καταγράφουν
• καταγραφή βροχόμετρων.

Βροχόμετρα που δεν καταγράφουν

Το βροχόμετρο που δεν καταγράφει αποτελείται από ένα χωνί με κυκλικό χείλος και ένα γυάλινο μπουκάλι ως δέκτη.

Το κυλινδρικό μεταλλικό περίβλημα στερεώνεται κατακόρυφα στη βάση της τοιχοποιίας με το επίπεδο χείλος πάνω από την επιφάνεια του εδάφους.

Η βροχή που πέφτει στο χωνί συλλέγεται στον δέκτη και μετράται σε ειδικό ποτήρι μέτρησης βαθμολογημένο σε mm βροχόπτωσης. Συνήθως, οι μετρήσεις βροχόπτωσης γίνονται στις 08.00 και στις 16.00. Κατά τη διάρκεια έντονων βροχοπτώσεων, πρέπει να μετράται τρεις ή τέσσερις φορές την ημέρα. Έτσι το μη καταγεγραμμένο βροχόμετρο δίνει μόνο το συνολικό βάθος της βροχόπτωσης για τις προηγούμενες 24 ώρες.

Καταγραφή βροχόμετρων

A βροχόμετρο τύπου καταγραφής έχει αυτόματη μηχανική διάταξη που αποτελείται από:

• ένα ρολόι,
• ένα τύμπανο με ένα γραφικό χαρτί στερεωμένο γύρω του
• και ένα σημείο μολυβιού, το οποίο σχεδιάζει το καμπύλη μάζας βροχοπτώσεων.

Αυτός ο τύπος μετρητή ονομάζεται επίσης αυτοκαταγραφή, αυτόματο or ενσωμάτωση βροχόμετρου.

Από αυτήν την καμπύλη μάζας βροχοπτώσεων.

• το βάθος της βροχόπτωσης σε μια δεδομένη χρονική στιγμή,
• ο ρυθμός ή η ένταση της βροχόπτωσης σε οποιαδήποτε στιγμή κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας,
• χρόνος έναρξης και διακοπής των βροχοπτώσεων, μπορεί να προσδιοριστεί.

Υπάρχουν τρεις τύποι καταγραφής βροχόμετρων:

• Βροχόμετρο ανατρεπόμενου κάδου
• Βροχόμετρο τύπου ζύγισης
• Βροχόμετρο τύπου πλωτήρα

Βροχόμετρο ανατρεπόμενου κάδου

Το βροχόμετρο με κάδο ανατροπής αποτελείται από έναν κυλινδρικό δέκτη διαμέτρου 30 cm με χωνί στο εσωτερικό.

Κάτω από τη χοάνη υπάρχει ένα ζευγάρι ανατρεπόμενοι κάδοι. Οι κάδοι περιστρέφονται έτσι ώστε όταν ένας από τον κάδο. Βροχόμετρο τύπου ανατρεπόμενου κάδου (μετά το Raghunath, 2006). δέχεται βροχόπτωση 0.25 χλστ. ανατρέπεται και αδειάζει σε μια δεξαμενή από κάτω, ενώ ο άλλος κάδος παίρνει τη θέση του και η διαδικασία επαναλαμβάνεται. Η ανατροπή του κάδου ενεργοποιείται στο ηλεκτρικό κύκλωμα που αναγκάζει ένα στυλό να κινείται σε ένα χάρτη τυλιγμένο γύρω από ένα τύμπανο που περιστρέφεται με μηχανισμό ρολογιού.

Βροχόμετρο τύπου ζύγισης

Στον τύπο ζύγισης βροχόμετρου, όταν ένα συγκεκριμένο βάρος βροχοπτώσεων συλλέγεται σε μια δεξαμενή, κάνει ένα στυλό να κινείται πάνω σε ένα γράφημα τυλιγμένο γύρω από ένα ρολόι τύμπανο.

Η περιστροφή του τυμπάνου καθορίζει τη χρονική κλίμακα ενώ η κατακόρυφη κίνηση του στυλό καταγράφει τη σωρευτική βροχόπτωση

Βροχόμετρο τύπου πλωτήρα

Στο βροχόμετρο τύπου πλωτήρα, καθώς η βροχή συλλέγεται σε ένα θάλαμο πλωτήρα, ο πλωτήρας κινείται προς τα πάνω, κάτι που κάνει ένα στυλό να κινείται σε ένα γράφημα τυλιγμένο γύρω από ένα ρολόι τύμπανο.

Όταν ο θάλαμος πλωτήρα γεμίσει, το νερό σιφωνίζεται αυτόματα μέσω ενός σωλήνα σιφονιού που βρίσκεται σε έναν διασυνδεδεμένο θάλαμο σιφονιού. ο βροχόμετρα τύπου ζύγισης και πλωτήρα μπορεί να αποθηκεύσει ένα μέτριο πτώση χιονιού τα οποία ο χειριστής μπορεί να ζυγίσει ή να λιώσει και να καταγράψει το ισοδύναμο βάθος βροχής.Το χιόνι μπορεί να λιώσει στο μετρητήτον εαυτό του (καθώς συλλέγεται εκεί) από ένα σύστημα θέρμανσης που έχει τοποθετηθεί σε αυτό ή με την τοποθέτηση στο μετρητή ορισμένων χημικών ουσιών (χλωριούχο ασβέστιο, αιθυλενογλυκόλη κ.λπ.).

Τοπική Μέση Κατακρήμνιση

Σημειακή βροχόπτωση: Είναι η βροχόπτωση που καταγράφεται σε έναν μόνο σταθμό.

Για μικρές περιοχές μικρότερες από 50 km2, η σημειακή βροχόπτωση μπορεί να ληφθεί ως το μέσο βάθος της περιοχής. Σε μεγάλες περιοχές πρέπει να εγκατασταθεί ένα δίκτυο σταθμών βροχομέτρησης (μετεωρολογικοί σταθμοί). Καθώς η βροχόπτωση σε μια μεγάλη περιοχή δεν είναι ομοιόμορφη, πρέπει να προσδιοριστεί το μέσο βάθος της βροχόπτωσης στην περιοχή.Τοπική μέση βροχόπτωση είναι η μέση βροχόπτωση μιας μεγάλης περιοχής (λεκάνη, πεδιάδα, περιοχή κ.λπ.) για μια καθορισμένη χρονική περίοδο (έτος, μήνας κ.λπ.).

Η μέση επιφανειακή βροχόπτωση προσδιορίζεται από ένα από τα ακόλουθα τρεις μεθόδους:

• Μέθοδος αριθμητικού μέσου όρου (μέσος όρος).
• Η ισομεταλλική μέθοδος
• Μέθοδος πολυγώνου Thiessen

Μέσες ποσότητες βροχόπτωσης των σταθμών μέτρησης βροχόπτωσης για το κοινή (ίδια) χρονική περίοδος χρησιμοποιούνται στην εφαρμογή αυτών των μεθόδων, επειδή η διάρκεια της περιόδου παρατήρησης για κάθε σταθμό μπορεί να είναι διαφορετική.

Μέθοδος αριθμητικού μέσου όρου (μέσος όρος).

Λαμβάνεται απλά με υπολογισμό του μέσου όρου των ποσοτήτων βροχόπτωσης στους επιμέρους σταθμούς βροχομέτρησης (μετεωρολογικούς σταθμούς) στην περιοχή αποστράγγισης.

Pave = ∑ Pi / n (2.1)

Πλακόστρωτο = μέσο βάθος βροχόπτωσης στην περιοχή

∑ Pi = άθροισμα των ποσοτήτων βροχόπτωσης σε μεμονωμένους σταθμούς βροχομέτρησης

n = αριθμός σταθμών μέτρησης βροχόπτωσης στην περιοχή

Αυτός ο διαλογισμός στα η μέθοδος είναι γρήγορη και απλή και αποδίδει καλές

εκτιμήσεις σε επίπεδη χώρα (Raghunath, 2006):

• εάν οι μετρητές είναι ομοιόμορφα κατανεμημένοι,
• και εάν η βροχόπτωση σε διαφορετικούς σταθμούς δεν διαφέρει πολύ από τη μέση.

Η ισομεταλλική μέθοδος

Σε αυτή τη μέθοδο? οι κατακρημνίσεις που μετρήθηκαν σε περιοχές μέτρησης (μετεωρολογικοί σταθμοί) αποτυπώνονται σε έναν κατάλληλο βασικό χάρτη και σχεδιάζονται οι γραμμές ίσης βροχόπτωσης (ισοχύετς) λαμβάνοντας υπόψη τις ορογραφικές επιδράσεις και τη μορφολογία των καταιγίδων.

Ένας ισομεταλλικός χάρτης δείχνει γραμμές ίσης βροχόπτωσης που σχεδιάζονται με τον ίδιο τρόπο που σχεδιάζεται ένας τοπογραφικός χάρτης περιγράμματος. Ένας ισομεταλλικός χάρτης έχει ένα διάστημα κατακρήμνισης μεταξύ ισοχυετών-10 mm, 25 mm, 50 mm κ.λπ.

Ο μέσος όρος βροχόπτωσης μεταξύ των διαδοχικών ισοκυετών (P1, P2, P3,…) λαμβάνεται ως ο μέσος όρος των δύο ισουετιακών τιμών.

Αυτοί οι μέσοι όροι είναι? σταθμισμένες με τις περιοχές μεταξύ των ισοχυετών (a1, a2, a3, …), αθροισμένες και διαιρούμενες με τη συνολική επιφάνεια της λεκάνης που δίνει το μέσο βάθος βροχόπτωσης σε ολόκληρη τη λεκάνη.

Pave = ∑ * (Pi +Pi+1)/2 ] ai / A (2.2) ai = περιοχή μεταξύ των δύο

διαδοχικές ισοχύετ Pi και Pi+1

Α = συνολική έκταση της λεκάνης.

Μέθοδος πολυγώνου Thiessen

Αυτή η μέθοδος προσπαθεί να επιτρέψει την μη ομοιόμορφη κατανομή των μετρητών παρέχοντας έναν συντελεστή στάθμισης για κάθε μετρητή (Raghunath, 2006).

Οι σταθμοί σχεδιάζονται σε έναν βασικό χάρτη και συνδέονται με ευθείες γραμμές.

Οι κάθετες διχοτόμοι σχεδιάζονται στις ευθείες γραμμές, ενώνοντας παρακείμενους σταθμούς για να σχηματίσουν πολύγωνα.

Κάθε περιοχή πολυγώνου θεωρείται ότι επηρεάζεται από τον σταθμό μετρητή βροχόπτωσης μέσα σε αυτό.

P1, P2, P3,…. είναι οι βροχοπτώσεις στους μεμονωμένους σταθμούς,

και a1, a2, a3,…. είναι οι περιοχές των πολυγώνων που περιβάλλουν αυτούς τους σταθμούς (περιοχές επιρροής).

Το μέσο βάθος βροχόπτωσης για τη λεκάνη δίνεται από

Πλακόστρωτο = ∑ Pi ai / A (2.3) A = συνολική επιφάνεια της λεκάνης.

Τα αποτελέσματα που λαμβάνονται είναι συνήθως πιο ακριβή από εκείνα που λαμβάνονται με απλή αριθμητική μέση τιμή.

Οι μετρητές (σταθμοί) θα πρέπει να είναι σωστά τοποθετημένοι πάνω από τη λεκάνη απορροής για να ληφθούν κανονικά πολύγωνα.

Εξάτμιση και Διαπνοή

Η διαδικασία μέσω της οποίας το νερό μεταφέρεται από την επιφάνεια της γης (επιφάνεια γης, ελεύθερες επιφάνειες νερού, εδαφικό νερό κ.λπ.) στην ατμόσφαιρα ονομάζεται εξάτμιση. Κατά τη διαδικασία εξάτμισης η λανθάνουσα θερμότητα της εξάτμισης λαμβάνεται από την επιφάνεια της εξάτμισης. Επομένως η εξάτμιση θεωρείται ως διαδικασία ψύξης. Εξάτμιση από την επιφάνεια της γης, ελεύθερο νερό

οι επιφάνειες, το νερό του εδάφους κ.λπ. έχουν μεγάλη σημασία στις υδρολογικές και μετρολογικές μελέτες γιατί επηρεάζει (Usul, 2001):

• τη χωρητικότητα των δεξαμενών,
• την απόδοση των λεκανών απορροής ποταμών,
• το μέγεθος των αντλιοστασίων,
• η καταναλωτική χρήση νερού από τα φυτά κ.λπ.

Διαπνοή ορίζει την απώλεια νερού από τα φυτά στην ατμόσφαιρα μέσω των πόρων στην επιφάνεια των φύλλων τους. Στις περιοχές που καλύπτονται από βλάστηση είναι σχεδόν αδύνατο να γίνει διάκριση μεταξύ εξάτμισης και διαπνοής. Επομένως, οι δύο διαδικασίες συγκεντρώνονται και αναφέρονται ως εξατμισοδιαπνοή.

Εξάτμιση

Ο ρυθμός εξάτμισης και εξατμισοδιαπνοής ποικίλλει ανάλογα με:

• μετεωρολογικοί (ατμοσφαιρικοί) παράγοντες που επηρεάζουν την περιοχή,
• και για τη φύση της επιφάνειας εξάτμισης.

Οι παράγοντες που επηρεάζουν τον ρυθμό εξάτμισης (και επίσης την εξατμισοδιαπνοή) είναι:

1. Ηλιακή ακτινοβολία
2. Σχετική υγρασία
3. Θερμοκρασία του αέρα
4. Άνεμος
5. Ατμοσφαιρική πίεση
6. Θερμοκρασία του υγρού νερού
7. Αλμυρότητα
8. Αεροδυναμικά χαρακτηριστικά
9. Ενεργειακά χαρακτηριστικά

Μέτρηση της εξάτμισης

Η πιο κοινή μέθοδος για τη μέτρηση της εξάτμισης είναι η χρήση ενός εξάτμιση τηγάνι.

Αυτό είναι ένα μεγάλο δοχείο νερού με όργανο μέτρησης βάθους νερού.

Αυτή η συσκευή επιτρέπει την καταγραφή πόση ποσότητα νερού χάνεται μέσω της εξάτμισης σε μια χρονική περίοδο.

Σε έναν τυπικό μετεωρολογικό σταθμό η εξάτμιση μετράται καθημερινά ως η μεταβολή του βάθους του νερού. Ένα σκεύος εξάτμισης είναι γεμάτο με νερό, εξ ου και το ανοιχτή εξάτμιση νερού μετριέται. Ένα τυπικό δοχείο εξάτμισης, που ονομάζεται λεκάνη εξάτμισης κατηγορίας Α, έχει διάμετρο 122 cm και βάθος 25.4 cm.

Οι εμπειρικοί συντελεστές (συντελεστής λεκάνης) εφαρμόζονται για την εκτίμηση της εξάτμισης από μεγαλύτερα υδάτινα σώματα (λίμνη, ταμιευτήρας φράγματος κ.λπ.) χρησιμοποιώντας μετρημένη εξάτμιση λεκάνης.

Οι τιμές του συντελεστή λεκάνης για τη λεκάνη εξάτμισης Κατηγορίας Α κυμαίνονται μεταξύ 0.60-0.80 και 0.70 χρησιμοποιείται ως ετήσιος μέσος όρος.

Μέθοδοι Εκτίμησης Εξάτμισης

Οι δυσκολίες στη μέτρηση της εξάτμισης με τη χρήση μετεωρολογικών οργάνων έχουν οδηγήσει σε μεγάλη προσπάθεια που καταβάλλεται για την εκτίμηση της εξάτμισης.

Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι εκτίμησης της εξάτμισης:

1. Μέθοδος προϋπολογισμού νερού
2. Μέθοδος ενεργειακού προϋπολογισμού
3. Εμπειρικές εξισώσεις (Thornthwaite, Penman, Penman-Monteith, κ.λπ.)

Μέθοδος προϋπολογισμού νερού

Μια απλή προσέγγιση για τον προσδιορισμό της εξάτμισης περιλαμβάνει τη διατήρηση ενός προϋπολογισμού νερού.

Εξίσωση συνέχειας μπορεί να γραφτεί με την ακόλουθη μορφή για τον προσδιορισμό της εξάτμισης (E) για μια ορισμένη περίοδο:

E=(∆S+P+Qs) – (Qo+Qss)

ΔS: Αλλαγή στην αποθήκευση, P: Κατακρήμνιση,

Qs: Επιφανειακή εισροή, Qo: Επιφανειακή εκροή,

Qss: Υπόγεια εκροή (seepage)

Μέθοδος ενεργειακού προϋπολογισμού

Για τον προσδιορισμό της εξάτμισης από έναν ενεργειακό προϋπολογισμό λίμνης μπορεί να χρησιμοποιηθεί.

E=(Qn+Qv-Qo) / ρ.Le (1+R)

Qn: Καθαρή ακτινοβολία που απορροφάται από το υδάτινο σώμα, Qv: Συνεχόμενη ενέργεια εισροής και εκροής,

Qo: Αύξηση της ενέργειας που αποθηκεύεται στο υδάτινο σώμα, ρ : Πυκνότητα του νερού,

Le: Λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης,

R: Λόγος απώλειας θερμότητας από αγωγιμότητα προς εκείνη από εξάτμιση.

Εμπειρικές εξισώσεις (Thornthwaite, Penman, Penman-Monteith, κ.λπ.)

Οι εμπειρικές εξισώσεις βασίζονται σε μετρούμενες μετεωρολογικές μεταβλητές (παραμέτρους).

Υετός, ηλιακή ακτινοβολία, ταχύτητα ανέμου και σχετική υγρασία Οι τιμές χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση της εξάτμισης από αυτές τις εξισώσεις.

Χρησιμοποιώντας αυτές τις εξισώσεις είναι δυνατό να γίνει καλή εκτίμηση της εξάτμισης από τις λίμνες για ετήσιες, μηνιαίες ή ημερήσιες περιόδους.

Διαπνοή

Διαπνοή από ένα φυτό οδηγεί σε εξάτμιση από τα φύλλα μέσω μικρών οπών (στομάτων) στο φύλλο.

Αυτό μερικές φορές αναφέρεται ως εξάτμιση ξηρών φύλλων.

Διάφορες μέθοδοι επινοούνται από βοτανολόγους για τη μέτρηση της διαπνοής. Μία από τις ευρέως χρησιμοποιούμενες μεθόδους είναι η μέτρηση με φυτόμετρο (Raghunath, 2006).

Ένα φυτόμετρο αποτελείται από μια κλειστή στεγανή δεξαμενή με αρκετό χώμα για την ανάπτυξη των φυτών με εκτεθειμένο μόνο το φυτό.

Το νερό εφαρμόζεται τεχνητά μέχρι να ολοκληρωθεί η ανάπτυξη του φυτού.

Ο εξοπλισμός ζυγίζεται στην αρχή (W1) και στο τέλος του πειράματος (W2).

Νερό που εφαρμόζεται κατά την ανάπτυξη (w) μετριέται και το νερό που καταναλώνεται με τη διαπνοή (Wt) λαμβάνεται ως

Wt = (W1 + w) - W2

Εξατμοδιαπνοή

Εξατμοδιαπνοή (Et) είναι το συνολικό νερό που χάνεται από μια καλλιεργημένη (ή αρδευόμενη) γη λόγω της εξάτμισης από το έδαφος και της διαπνοής από τα φυτά.Πιθανή εξατμισοδιαπνοή (Επ) είναι η εξατμισοδιαπνοή από την κοντή πράσινη βλάστηση όταν οι ρίζες τροφοδοτούνται με απεριόριστο νερό που καλύπτει το έδαφος. Συνήθως εκφράζεται ως βάθος (cm, mm) στην περιοχή.

Τα παρακάτω είναι μερικά από τα μέθοδοι εκτίμησης της εξατμισοδιαπνοής (Raghunath, 2006):

• Δεξαμενές και πειράματα λυσίμετρου
• Πειραματικά οικόπεδα πεδίου
• Εξισώσεις εξατμισοδιαπνοής όπως αναπτύχθηκαν από τους Lowry-Johnson, Penman, Thornthwaite, Blaney-Criddle, κ.λπ.
• Μέθοδος δείκτη εξάτμισης.

Διήθηση

Το νερό που εισέρχεται στο έδαφος στην επιφάνεια του εδάφους ονομάζεται διείσδυση. Αναπληρώνει την έλλειψη υγρασίας του εδάφους και η περίσσεια νερού κινείται προς τα κάτω με τη δύναμη της βαρύτητας. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται βαθιά διαρροή or διήθηση, επαναφορτίζει τα υπόγεια ύδατα και δημιουργεί τον υπόγειο υδροφόρο ορίζοντα.

Ο μέγιστος ρυθμός με τον οποίο το έδαφος σε οποιαδήποτε δεδομένη κατάσταση είναι ικανό να απορροφήσει νερό ονομάζεται δικός του ικανότητα διείσδυσης.

Διήθηση (f) συχνά ξεκινά με υψηλό ρυθμό (20 έως 25 cm/ώρα) και μειώνεται σε αρκετά σταθερό ρυθμό (fc) καθώς η βροχή συνεχίζεται, ονομάζεται το απόλυτο fp (=1.25 έως 2.0 cm/ώρα)

Το ποσοστό διείσδυσης (f) οποιαδήποτε στιγμή t δίνεται από την εξίσωση του Horton

(Raghunath, 2006): f = fc + (fo – fc) e–kt

fo = αρχικός ρυθμός ικανότητας διείσδυσης

fc = τελικός σταθερός ρυθμός διείσδυσης στον κορεσμό

k = σταθερά που εξαρτάται κυρίως από το έδαφος και τη βλάστηση e = βάση του λογάριθμου του Ναπιέριου

t = χρόνος από την έναρξη της καταιγίδας

Η διείσδυση εξαρτάται από:

• την ένταση και τη διάρκεια της βροχόπτωσης,
• καιρός (θερμοκρασία),
• χαρακτηριστικά του εδάφους,
• φυτικό κάλυμμα,
• χρήση της γης,
• αρχική περιεκτικότητα σε υγρασία του εδάφους (αρχική υγρασία),
• παγιδευμένος αέρας στο έδαφος ή στο βράχο,
• και το βάθος του υπόγειου νερού.

Προσδιορισμός της Διείσδυσης

Οι μέθοδοι προσδιορισμού της διείσδυσης είναι:

• Διηθόμετρα
• Παρατήρηση σε λάκκους και λιμνούλες
• Λυσίμετρα
• Προσομοιωτές τεχνητής βροχής
• Υδρογραφική ανάλυση

Αναφορές

• Καθ. Δρ. FİKRET KAÇAROĞLU, Σημείωμα Διάλεξης, Πανεπιστήμιο Muğla Sıtkı Koçman
• Davie, T., 2008, Fundamentals of Hydrology (Δεύτερη Έκδοση). Rutledge, 200 p.
• Raghunath, HM, 2006, Hydrology (Δεύτερη Έκδοση). New Age Int. Publ., Νέο Δελχί, 463 p.
• Usul, N., Engineering Hydrology. METU Press, Άγκυρα, 404 σελ.