Сток (гидрология)
Сток – это поток воды по земле, который является основным компонентом гидрологического цикла . Сток, который течет по суше, прежде чем достичь водотока, называется поверхностным стоком или сухопутным стоком . Попав в водоток , сток называется речным стоком , русловым стоком или речным стоком . Городской сток – это поверхностный сток, возникающий в результате урбанизации .
Фон
[ редактировать ]
Круговорот воды (или гидрологический цикл или гидрологический цикл) представляет собой биогеохимический цикл , который включает в себя непрерывное движение воды на поверхности Земли, над и под ней . Масса воды на Земле остается довольно постоянной во времени. Однако разделение воды на основные резервуары льда , пресной воды , соленой воды и атмосферной воды непостоянно и зависит от климатических переменных . Вода перемещается из одного резервуара в другой, например, из реки в океан или из океана в атмосферу. Процессами, которые управляют этими движениями, являются испарение , транспирация , конденсация , осадки , сублимация , инфильтрация , поверхностный сток и подземный поток. При этом вода проходит различные формы: жидкую, твердую ( лед ) и пар . Океан играет ключевую роль в круговороте воды, поскольку он является источником 86% глобального испарения. [2]
Круговорот воды предполагает обмен энергией, что приводит к изменению температуры . Когда вода испаряется, она забирает энергию из окружающей среды и охлаждает окружающую среду. Когда он конденсируется, он выделяет энергию и нагревает окружающую среду. Этот теплообмен влияет на климатическую систему .
Испарительная фаза цикла очищает воду, поскольку соли и другие твердые вещества, собранные во время цикла, остаются после себя. Фаза конденсации в атмосфере пополняет сушу пресной водой. Потоки жидкой воды и льда транспортируют минералы по всему земному шару. Он также меняет геологические особенности Земли посредством процессов, включая эрозию и седиментацию . Круговорот воды также важен для поддержания большинства форм жизни и экосистем на планете.
Действия человека сильно влияют на круговорот воды. Такие виды деятельности, как вырубка лесов , урбанизация и добыча грунтовых вод , изменяют природные ландшафты ( изменения в землепользовании ), и все они оказывают влияние на круговорот воды. [3] : 1153 Помимо этого, изменение климата приводит к интенсификации круговорота воды . Исследования показали, что глобальное потепление вызывает изменения в характере осадков, увеличение частоты экстремальных погодных явлений, а также изменения времени и интенсивности осадков. [4] : 85 Эти изменения водного цикла влияют на экосистемы , доступность воды , сельское хозяйство и человеческое общество.Поверхностный сток
[ редактировать ]
Поверхностный сток (также известный как сухопутный сток или наземный сток) представляет собой неограниченный поток воды по поверхности земли, в отличие от руслового стока (или реечного стока ). Это происходит, когда избыток дождевой , ливневой , талой воды или других источников больше не может достаточно быстро проникать в почву . Это может произойти, когда почва насыщена водой на полную мощность, а дождь выпадает быстрее, чем почва может его поглотить. Поверхностный сток часто возникает из-за того, что непроницаемые участки (такие как крыши и тротуары ) не позволяют воде впитываться в землю. Кроме того, сток может происходить как в результате естественных, так и антропогенных процессов. [5]
Поверхностный сток является основным компонентом круговорота воды . Это основной агент водной эрозии почвы . [6] [7] Площадь суши, образующая сток, который стекает в общую точку, называется водосборным бассейном .
Сток, который образуется на поверхности земли до достижения канала , может быть неточечным источником загрязнения , поскольку он может нести загрязняющие вещества, созданные человеком, или естественные формы загрязнения (например, гниющие листья). К антропогенным загрязнителям стоков относятся нефть , пестициды , удобрения и другие. [8] Значительная часть сельскохозяйственного загрязнения усугубляется поверхностным стоком, что приводит к ряду воздействий в нижнем течении, включая загрязнение биогенными веществами , вызывающее эвтрофикацию .
Помимо водной эрозии и загрязнения, поверхностный сток в городских районах является основной причиной городских наводнений , которые могут привести к повреждению имущества, сырости и плесени в подвалах , а также к затоплению улиц.Городской сток
[ редактировать ]
Городские стоки – это поверхностные стоки дождевой воды, орошения ландшафтов и мойки автомобилей. [9] созданный урбанизацией . Непроницаемые поверхности ( дороги , парковки и тротуары ) сооружаются во время освоения земель . Во время дождя , ураганов и других осадков эти поверхности (построенные из таких материалов, как асфальт и бетон ), а также крыши переносят загрязненные ливневые воды в ливневые стоки , вместо того, чтобы позволить воде просачиваться через почву . [10] Это вызывает понижение уровня грунтовых вод (поскольку пополнение грунтовых вод уменьшается ) и затопление, поскольку количество воды, остающейся на поверхности, больше. [11] [12] Большинство муниципальных систем ливневой канализации сбрасывают неочищенные ливневые воды в ручьи , реки и заливы . Эта избыточная вода также может проникать в дома людей через резервные копии подвалов и просачиваться через стены и полы зданий.
Городские стоки могут быть основным источником городских наводнений и загрязнения воды в городских сообществах по всему миру.Сток канала
[ редактировать ]Модель
[ редактировать ]Модели стока или модель дождевого стока описывают, как осадки преобразуются в сток в водосборном бассейне (водосборе или водоразделе). Точнее, он создает поверхностного стока гидрограф в ответ на выпадение осадков, представленный и вводимый в виде гиетографа . Модели дождевого стока необходимо откалибровать , прежде чем их можно будет использовать.
Хорошо известной моделью стока является линейный резервуар , но на практике она имеет ограниченное применение.
Модель стока с нелинейным водоемом более универсальна, но все же она справедлива только для водосборов, площадь поверхности которых ограничена условием, что осадки можно считать более или менее равномерно распределенными по площади. Тогда максимальный размер водораздела зависит от характеристик осадков в регионе. Если исследуемая территория слишком велика, ее можно разделить на подбассейны, а различные гидрографы стока можно объединить, используя методы маршрутизации паводков .Номер кривой
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Круговорот воды (PNG) | Геологическая служба США» . www.usgs.gov . Проверено 24 апреля 2024 г.
- ^ «Водный круговорот | Управление научной миссии» . science.nasa.gov . Архивировано из оригинала 15 января 2018 г. Проверено 15 января 2018 г.
- ^ Дувилл, Х., К. Рагхаван, Дж. Ренвик, Р.П. Аллан, П.А. Ариас, М. Барлоу, Р. Сересо-Мота, А. Черчи, Т.И. Ган, Дж. Гергис, Д. Цзян, А. Хан, В. Покам Мба, Д. Розенфельд, Дж. Тирни и О. Золина, 2021: Изменения водного цикла . Изменение климата в 2021 году: физические научные основы. Вклад Рабочей группы I в шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Массон-Дельмотт, В., П. Чжай, А. Пирани, С.Л. Коннорс, К. Пеан, С. Бергер, Н. Код, Ю. Чен, Л. Гольдфарб, М. И. Гомис, М. Хуанг, К. Лейтцелл, Э. Лонной, Дж. Б. Р. Мэтьюз, Т. К. Мэйкок, Т. Уотерфилд, О. Елекчи, Р. Ю и Б. Чжоу (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США, стр. 1055–1210, doi: 10.1017/9781009157896.010.
- ^ Ариас, Пенсильвания, Н. Беллуэн, Э. Коппола, Р.Г. Джонс, Г. Криннер, Дж. Мароцке, В. Найк, М.Д. Палмер, Г.-К. Платтнер, Дж. Рогель, М. Рохас, Дж. Силманн, Т. Сторелвмо, П. В. Торн, Б. Тревин, К. Ачута Рао, Б. Адхикари, Р. П. Аллан, К. Армор, Г. Бала, Р. Барималала, С. Бергер, Дж. Канаделл, К. Кассу, А. Черчи, У. Коллинз, У. Д. Коллинз, С. Л. Коннорс, С. Корти, Ф. Круз, Ф. Дж. Дентенер, К. Деречински, А. Ди Лука, А. Дионге Нианг, Ф. Дж. Доблас-Рейес, А. Досио, Х. Дувиль, Ф. Энгельбрехт, В. Айринг, Э. Фишер, П. Форстер, Б. Фокс-Кемпер, Дж. С. Фуглеведт, Дж. К. Файф и др., 2021: Техническое резюме . Изменение климата в 2021 году: физические научные основы. Вклад Рабочей группы I в шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Массон-Дельмотт, В., П. Чжай, А. Пирани, С.Л. Коннорс, К. Пеан, С. Бергер, Н. Код, Ю. Чен, Л. Гольдфарб, М. И. Гомис, М. Хуанг, К. Лейтцелл, Э. Лонной, Дж. Б. Р. Мэтьюз, Т. К. Мэйкок, Т. Уотерфилд, О. Елекчи, Р. Ю и Б. Чжоу (ред.)]. Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США, стр. 33–144. дои: 10.1017/9781009157896.002.
- ^ «слив» . Национальное географическое общество . 21 января 2011 г. Архивировано из оригинала 28 января 2021 г. Проверено 19 февраля 2021 г.
- ^ Ронни Уилсон, Документы Хортона (1933)
- ^ Кейт Бевен , Роберта Э. Хортона Перцепционная модель процессов инфильтрации , Гидрологические процессы, Wiley Intersciences DOI 10:1002 hyp 5740 (2004)
- ^ Л. Дэвис Маккензи и Сьюзен Дж. Мастен, Принципы экологической инженерии и науки ISBN 0-07-235053-9
- ^ «Воздействие стока воды с улиц и дворов» . Хайлендс-Ранч, Колорадо: Район метро Хайлендс-Ранч . Проверено 30 августа 2021 г.
- ^ «Сток (поверхностный сток воды)» . Школа водных наук Геологической службы США . Рестон, Вирджиния: Геологическая служба США (USGS). 06.06.2018.
- ^ Федерация водной среды , Александрия, Вирджиния; и Американское общество инженеров-строителей , Рестон, Вирджиния. «Управление качеством городских стоков». Практическое руководство ВЭФ № 23; Руководство ASCE и отчет по инженерной практике № 87. 1998 г. ISBN 1-57278-039-8 . Глава 1.
- ^ Шуелер, Томас Р. (2000) [первоначальная публикация. 1995]. «Важность неуязвимости» . В Шулере; Холланд, Хизер К. (ред.). Практика защиты водоразделов . Элликотт-Сити, Мэриленд: Центр защиты водоразделов. стр. 1–12. Архивировано из оригинала (pdf) 27 марта 2014 г. Проверено 24 декабря 2014 г.
- ^ Министерство сельского хозяйства США (1986). Городская гидрология малых водосборов (PDF) . Технический выпуск 55 (TR-55) (второе изд.). Служба охраны природных ресурсов, Инженерный отдел охраны природы.
 | Эта по гидрологии статья незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . |