Расчет дождевых стоков с кровли: Расчет ливневых стоков с кровли крыши

Расчет водосточной системы кровли согласно СНИП: расчет площади крыши

Расчет элементов водосточной системы

В первую очередь определяют общую длину желобов и длину каждого горизонтального участка в отдельности. На этом этапе производят расчет водосточной системы кровли по площади дома, точнее, по его периметру. На плане отмечаются все горизонтальные участки свесов кровли, под которыми будут установлены желоба, и их длина.

Отмечают точки расположения стояков, из расчета: до 10 метров желоба – один стояк, свыше 12 метров желоба – два стояка, не более 20 метров между стояками, при сложной конфигурации – отвод в стояк в каждом углу. Близко расположенные отводы можно объединять в один стояк.

Элементы горизонтальной части системы

Количество элементов желоба подсчитывают из расчета 1 элемент = 3 погонных метра. Некоторые производители предлагают вариант четырехметровой длины, требуется уточнить при заказе. На каждый стык элементов желоба друг с другом и с углами надевается соединительная муфта. На окончание горизонтального участка крепится заглушка. Для подсоединения стояка к желобу применяется воронка. Хомуты для крепления желоба к основанию размещаются на расстоянии не менее 60 см друг от друга для пластика при креплении к ветровой доске и 90 см – для металла при креплении к стропилам.

Элементы стыка желоба и стояка

На каждый стояк для связки вертикальной трубы с горизонтальным желобом потребуются воронка, два колена и отрезок трубы.

Элементы вертикальной части системы

Трубы вертикальной части водоотводящей системы продаются в размерах от 2 до 4 метров. Стыки соединяются муфтами, внизу труба заканчивается коленом на высоте не более 25 см от поверхности отмостки.

Хомуты для крепления трубы к стене устанавливаются не реже, чем на расстоянии 2 метра друг от друга.

Калькулятор расчета объема ливневых стоков

Ливневая канализация – одна из важнейших систем оборудования жилого участка, о которой, к сожалению, многие хозяева просто забывают или же относятся к ней слишком легкомысленно. И совершенно напрасно – надежды на то, что дождевая или талая вода уйдет сама собой, нередко приводят к постепенному заболачиванию территории, к разрушению или провалам уложенных дорожек и площадок, к размыванию и эрозии конструкций фундаментов возведённых построек, переувлажнению их стен и другим негативным последствиям.

Калькулятор расчета объема ливневых стоков

Ливневая канализация включает немало различных элементов, отвечающих за конкретный участок сбора воды, за несколько таких участков или за всю систему в целом – это дождеприемники, трубы, колодцы, коллекторы. Чтобы они были в состоянии справиться со своей задачей, их параметры должны соответствовать предполагаемым объемам воды. И при проведении планирования системы может оказаться полезным калькулятор расчета объема ливневых стоков, предлагаемый вниманию читателя.

Ниже, под калькулятором, будет дано краткое пояснение по принципу его работы.

Калькулятор расчета объема ливневых стоков

Перейти к расчётам

Пояснения по проведению расчетов

Итак, для планирования каждого отдельного участка ливневой канализации необходимо знать, какой объем воды может на него выпасть. Далее, отдельные участки через дождеприемники и трубы связываются с колодцами, обслуживающими уже несколько таких зон — и так далее, до «вершины иерархии», то есть ливневого коллектора или главного накопительного колодца. Естественно, при этом показатели отдельных участков или групп суммируются. Но в основе расчета, так или иначе, лежит каждый отдельный участок сбора.

Объем воды, подлежащий сбору с отдельно взятого участка, можно выразить упрощенной формулой:

Qсб= q20 × F× ϒ

Qсб — общий объем сбора ливневой воды с участка.

q20 — табличный коэффициент, показывающий среднестатистическую интенсивность осадков в данном регионе, в зависимости от климатических условий. Подобными величинами обязательно оперируют все местные строительные, проектировочные, метеорологические организации – узнать его несложно. Другой вариант – воспользоваться картой схемой, расположенной ниже. Этот показатель выражается в литрах в секунду на гектар.

Карта-схема для определения коэффициента интенсивности осадков q20

F — площадь участка сбора воды, выраженная в гектарах. Площадь принимается в плане, то есть если, например, расчёт ведется для скатной кровли, то считается только ее горизонтальная проекция.

Цены на водоотводные каналы

водоотводный канал

Для удобства расчетов в калькуляторе предусмотрен ввод значений в квадратных метрах – пересчет на гектары программа проведет самостоятельно.

ϒ — коэффициент, учитывающий то, что определенная часть воды может впитаться в покрытие. Это табличная величина, значения которой для покрытий, характерных для частного строительства, уже внесены в калькулятор.

Для большего удобства пользователя результат будет представлен в трех величинах: литры в секунду, литры в минуту и кубометры в час.

Устройство ливневой канализации

Цены на водоотводные каналы

водоотводный канал

Проектирование ливневки – это довольно непростая задача, и определением объемов стоков не заканчивается. Подробнее об устройстве и порядке создания ливневой канализации – в соответствующей статье нашего портала.

Калькулятор расчета объема ливневых стоков с пояснениями

Ссылка на статью успешно отправлена!

Отправим материал вам на e-mail

Владельцы участков, расположенных в регионах с повышенным количеством осадков, должны особое внимание уделять системе ливневой канализации. Иногда талые и дождевые воды приводят к заболачиванию территории. В результате происходит разрушение площадок, фундаментов и дорожек, а также переувлажнение цоколей зданий.

Традиционные элементы, входящие в состав системы отвода осадков

Содержание статьи

Особенности устройства ливневой канализации

Система отвода осадков с территории участка может содержать различное количество элементов, предназначенных для определенных зон сбора воды. Обычно в состав ливневой канализации входят: дождеприемники, ревизионные и сливные колодцы, трубопроводы. Перечисленные звенья сети смогут справиться с поставленной задачей при условии, что они будут иметь подходящие объемы.

При планировании системы рекомендуется воспользоваться специальным инструментом – калькулятором для вычисления количества ливневых стоков. После проведения расчетов можно легко подобрать размеры элементов, которые будут использоваться для устройства отводной сети.

Калькулятор расчета объема ливневых стоков

Формула вычислений и ее описание

Прежде, чем спланировать ливневую систему канализации непосредственно на земельном участке, следует определить, какой объем осадков может выпасть за определенный промежуток времени. В зависимости от полученного результата подбираются соответствующие дождеприемники и проводящие элементы. Показатели, полученные для отдельных зон, складываются друг с другом.

Упрощенная формула расчетов для определенного участка будет выглядеть следующим образом:

Qсб = q20 х F х Y

В таблице можно увидеть, что обозначают приведенные символы.

С помощью представленной карты можно определить коэффициент q20

Что касается коэффициента, отражающего средний объем выпадения осадков, то узнать его не так сложно, так как он используется местными организациями по строительству или проектированию. Существуют даже специальные карты, позволяющие получить необходимое значение. Коэффициент для определения количества влаги, впитываемой в покрытие, уже внесен в программу, поэтому не требует дополнительного расчета. Достаточно указать тип поверхностного слоя.

Окончательный результат будет представлен сразу в нескольких величинах. Таким образом, после вычислений становится известно, сколько литров осадков должна принять и отвести ливневая канализация за одну минуту или секунду. Альтернативный вариант предполагает измерение в кубометрах за один час.

Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте

Рекомендации по расчету систем сбора, отведения и очистки поверхностного стока с селитебных территорий, площадок предприятий и определению условий выпуска его в водные объекты. Дополнения к СП 32.13330.2012 /

галлонов сбора дождевой воды с брезента или другого квадратного метра

Когда идет дождь, с неба падает потрясающее количество воды! Сбор дождевой воды очень быстро накапливается на каждом квадратном футе, который вы можете получить за счет стока воды.

Для сравнения, я собираюсь использовать обычный брезент разных размеров, чтобы дать вам представление о том, сколько дождевой воды вы потенциально можете собрать.

Примечание: Отличный предмет для приготовления — обычный брезент (много применений).Даже небольшой брезент 5×7 футов может собрать много дождя!

Например, используя веревки небольшой длины, привяжите углы брезента к веткам деревьев (или используйте опорные столбы-палки), наклоните брезент вниз и сделайте V-образную форму, чтобы дождевая вода стекала в сток. точка (в емкость).

Совет: Накройте и закрепите брезент на части желоба, слегка наклоните желоб и выгрузите его в контейнер. Это почти исключает влияние ветра, шлепающего брезент и пропускающего контейнер.

Даже всего 1/10 дюйма дождя произведет сбор дождевой воды объемом почти 2 галлона с этим небольшим брезентом!

галлонов сбора дождевой воды с 1/10 ″ дождя

(2) 5 × 7 Tarp
(3) 6 × 8 Tarp
(7) 9 × 12 Tarp
(9) 10 × 14 Tarp
(12) 12 × 16 Tarp
(17) 14 × 20 Tarp

галлонов сбора дождевой воды с 1/4 ″ дождя

(5) 5 × 7 Tarp
(7) 6 × 8 Tarp
(17) 9 × 12 Tarp
(22) 10 × 14 Tarp
(30) 12 × 16 Tarp
(44) 14 × 20 Tarp

галлонов сбора дождевой воды с 1 ″ дождя

(22) 5 × 7 Tarp
(30) 6 × 8 Tarp
(67) 9 × 12 Tarp
(87) 10 × 14 Tarp
(120) 12 × 16 Tarp
(175) 14 × 20 Tarp

Допустим, вы устанавливаете систему сбора дождевой воды для крыши своего дома (адаптируясь к желобам), и предположим, что площадь основания крыши составляет 28 × 40 футов. Дождь в 1 дюйм даст невероятные 700 галлонов воды из этого следа!

Дело в том, что для того, чтобы собрать МНОГО дождевой воды, не нужно много времени. Если вы сохраните в своем комплекте обычный небольшой брезент, вы не только сможете сделать простое укрытие, но и сможете собирать дождевую воду, если она вам понадобится.

ТЕХНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

14,44 кубических дюйма в стакане
1728 кубических дюймов в кубическом футе (12 x 12 x 12)
119.7 чашек на кубический фут (1728 / 14,44)
7,5 галлонов на кубический фут (119,7 / 16)

Пример: 1/10 ″ дождя на поверхности 10 на 10 футов

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ КВАДРАТНЫХ ФУТОВ: 10 x 10 = 100 квадратных футов
ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ДЮЙМОВ В ФУТЫ ДОЖДЯ: (1/10) / 12 = 0,0083 фута
РАССЧИТАТЬ КУБИЧЕСКИЕ ФУТЫ ВОДЫ: 100 x 0,0083 = 0,83 кубических футов
ПРЕОБРАЗОВАТЬ В ГАЛЛОНЫ: 0,83 x 7,5 = 6,2 галлона

Общая формула сбора дождевой воды:

((X * Y) * (R / 12)) * 7.5

X * Y = размер брезента
R = дождь

дюймов

Электронная таблица EXCEL Калькулятор сбора дождевой воды:
Сбор дождевой воды

Системы сбора дождевой воды

Незаконный сбор дождевой воды?

Удивительно, но очевидно, что в некоторых районах (штатах) сбор дождевой воды запрещен (или ограничен). Вода превратилась в «большой бизнес», а вместе с ней и правила. Ага, вода с неба может принадлежать правительству в вашем регионе…

Я считаю, что есть проблемы со сбором дождевой воды в следующих штатах:

Аризона | Арканзас | Калифорния | Колорадо | Гавайи | Иллинойс | Невада | Нью-Джерси | Северная Каролина | Огайо | Оклахома | Орегон | Род-Айленд | Техас | Юта | Вирджиния | Вашингтон |

источник: NCSL.org

.

Приложение A: Расчет преимуществ систем улавливания сточных вод с крыш | Использование серых и ливневых вод для улучшения местного водоснабжения: оценка рисков, затрат и выгод

В этом приложении представлены методы, использованные (с примерами) для оценки выгодного использования сбора стока с крыш для орошения ландшафтных территорий и смыва туалетов. Модель загрузки и управления источниками, WinSLAMM (Pitt, 1997), использовалась для расчета выгод от сбора ливневой воды для хранения и последующего полезного использования.Эти методы ранее использовались и описаны Pitt et al. (2011, 2014). WinSLAMM — это непрерывная модель, которая оценивает длительную серию дождей для области. WinSLAMM ¹ лицензирован для продажи, но доступен бесплатно академическим учреждениям. Ознакомительная лицензия также доступна заинтересованным читателям, желающим изучить модель в течение ограниченного времени. Входные файлы, используемые в этом анализе сценария, доступны в Офисе публичного доступа Академии.

В этом отчете WinSLAMM сосредоточился на улавливании стока с крыш и их использовании для орошения газона и смыва туалетов, как описано во вставке 3-1.Также были оценены различные объемы резервуаров для хранения. Средние месячные (и суточные) потребности в орошении были рассчитаны путем вычитания среднемесячного количества осадков с 1995 по 1999 год (1996-1999 для Линкольна из-за отсутствия данных) из среднемесячных значений эвапотранспирации (ЕТ). Затем с использованием WinSLAMM и 5-летнего временного ряда осадков, если количество осадков было недостаточным для удовлетворения потребностей в орошении, требовалось дополнительное орошение. Если возможно, то дополнительное орошение осуществлялось за счет ранее хранившейся сточной воды с крыш в резервуарах для хранения.Требования к смыванию туалетов были основаны на типичных национальных потребностях воды в помещениях (11 галлонов в сутки; см. Вставку 3-1). Ниже приводится краткое изложение основных расчетов и данных, использованных для этого анализа.

ВИНСЛАММ

WinSLAMM оценивает объемы ливневых стоков и нагрузки загрязняющих веществ при различных методах управления ливневыми водами, включая ливневые бочки и резервуары для воды, хотя комитет не оценивал загрязняющие вещества в этом анализе (Pitt, 1987). Используя локальные записи дождя, модель рассчитывает объемы стока и нагрузки загрязняющих веществ для каждого дождя из отдельных источников в различных категориях землепользования и суммирует результаты по данной площади или землепользованию.Примеры областей источников стока, рассматриваемых в модели, включают крыши, улицы, тротуары, парковки и ландшафтные зоны, каждая из которых имеет разные коэффициенты стока в зависимости от типа поверхности, уклона и свойств почвы (Pitt, 1987). Примеры категорий землепользования включают коммерческое, промышленное, институциональное, открытое пространство, жилую застройку и автомагистраль / шоссе. Работа комитета по моделированию сценариев в основном сосредоточена на стоках с крыш при сборе мелкомасштабных ливневых вод и на стоках от землепользования для сбора крупномасштабных ливневых вод.

С помощью WinSLAMM можно проанализировать любую продолжительность записи об осадках, от единичного события до многих десятилетий. Файлы осадков, используемые в расчетах комитета, были разработаны на основе почасовых данных об осадках, полученных от станций по выпадению осадков Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA), опубликованных на компакт-дисках EarthInfo.

ТРЕБОВАНИЯ К ДАННЫМ И ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

WinSLAMM использует в своих вычислениях различные наборы информации. Основные данные, необходимые для анализа в этом отчете, включали данные о дождях для шести исследованных местоположений (с метеостанций NOAA), коэффициенты стока для исходных районов для различных видов землепользования и характеристики развития земель для видов землепользования в каждой исследованной области.

Данные о осадках

Как отмечается в отчете, шесть районов страны были исследованы на предмет различных климатических условий:

• Лос-Анджелес, Калифорния, где среднее количество осадков составляет около 12 дюймов в год по сравнению с долгосрочным рекордом (в среднем 17 дюймов за 5-летний расчетный период)

__________________

¹ См. Http://winslamm.com.

.

Сбор дождевой воды — «Серые воды»

Что скрывается за краном

Вал улавливает сток и позволяет им погрузиться в почву.

Мы, живущие в больших и малых городах, и мы, которые едим продукты, выращенные на промышленных фермах, зависим от импортируемой воды для повседневного выживания. Наша вода и вода, из которой растет наша еда, преодолевают сотни миль, чтобы добраться до нас. Он питается от горного угля, мощной гидроэлектростанции и смертоносной ядерной энергетики. Инфраструктура, которая доставляет нам эту воду, стоит миллиарды долларов в виде государственных налогов и счетов за коммунальные услуги.

Сбор дождевой воды может снизить нашу потребность — и спрос — в системах водного транспорта, которые угрожают здоровью круговорота воды и нашей местной окружающей среде. По иронии судьбы, потребление воды часто выше в тех местах, где выпадает меньше всего дождя. Но независимо от того, живете ли вы на влажном Тихоокеанском Северо-Западе, в засушливой пустыне Мохаве, на Среднем Западе с грозой или за его пределами, мы почти все зависим от проблемной водной инфраструктуры.

Зачем собирают дождевую воду

Цистерна объемом 11 000 галлонов (3 этажа) собирает дождевую воду в Университете Аризоны.

Сбор дождевой воды — одна из стратегий в более широкой схеме сокращения использования воды в домашних условиях. Собирая дождевую воду, мы можем использовать дождевую воду, попадающую на наши дома и ландшафты, в полезных целях, предотвращая при этом превращение ее в загрязнение ливневой водой, когда она стекает в ливневую канализацию. Сбор дождевой воды вдохновляет на другие методы, которые помогают нам добиться большей устойчивости. Выращивание растений, обеспечивающих летнюю тень для охлаждения наших домов, снижает потребление энергии; Увеличение домашнего производства продуктов питания снижает спрос на нерациональное использование воды в промышленных областях.Прежде всего, сбор дождевой воды повышает качество жизни: нашей и жизни во всем мире.

В засушливом климате и в местах с соленой оросительной водой дождевая вода вымывает соли и химические вещества, обеспечивая долгосрочное здоровье и жизнеспособность почвы.

На любом участке дома есть три потенциальных источника сбора дождя: прямые ливни, сбор урожая на улице и сбор с крыш.

Создайте ландшафт, приветствующий дождь

Самый простой источник дождевой воды — это тот, который попадает во двор.Правильное размещение растений, деревьев и источников воды может превратить участок в водосберегающую систему. Формируйте поверхность почвы, чтобы замедлить сток, поднимайте дорожки и внутренние дворики и опускайте все посадки, чтобы уловить поток. Выбирайте растения — в первую очередь местные — которые могут поглощать и удерживать воду в своей корневой системе или передавать ее на уровень грунтовых вод. Таким образом, дождевая вода не будет стекать на улицу, где она смывается с моторным маслом, в канализацию или сбрасывается непосредственно в местный водоток.

Установите дождевой сад

Установка простого дождевого сада может предотвратить сток с большинства дворов. Дождевой сад — это утопленная грядка, предназначенная для приема стока с крыш и сложных ландшафтов, чтобы медленно опускать воду в землю. Дождевой сад, засаженный местными растениями, создает прекрасный ландшафт, не требуя дополнительного полива. Доказано, что дождевые сады уменьшают наводнения, уменьшают загрязнение воды и украшают пейзажи в домах по всей стране.Многие районы предлагают стимулы и бесплатное обучение для поддержки установки дождевых садов. См. Страницу ресурсов для получения дополнительной информации о том, как проектировать и строить дождевые сады.

Сток урожая — бордюры и биополосы

Sidewalk bioswale очищает уличный сток в Портленде, штат Орегон

Второй источник дождевой воды — улица. Улицы не плоские; они обычно имеют такую ​​градацию, чтобы вода стекала к бордюру, вниз по блоку к желобу и в ливневую канализацию. В таких городах, как Сан-Франциско и Портленд, ливневые стоки подключены к очистным сооружениям, а сильные дожди заставляют канализационные сооружения перетекать неочищенные и частично очищенные сточные воды в залив или реку.В других городах ливневые стоки соединяются с подземными ручьями, а загрязненная вода стекает прямо в залив или близлежащую реку. Подрезая бордюры и выкапывая затонувшие водоемы в зоне «полосы отвода» или «парковочной полосы» тротуара, вы можете превратить уличную дождевую воду из проблемы в ресурс. Отводимый дождь, падающий на улицы, может питать растения, защищать ручьи и способствовать чистоте городов.

Ливневые стоки стекают в бассейн после срезания бордюра.

Магазин дождевых цистерн и дождевых бочек

Третий источник дождевой воды — крыша. Даже в районах с малым количеством осадков существует огромный потенциал для сбора дождевой воды.

Например, крыша дома площадью 1000 квадратных футов может собирать около 600 галлонов на ОДИН дюйм дождя! В среднем за год, когда в Лос-Анджелесе выпадает 12 дюймов дождя, эта небольшая крыша могла собирать 7200 галлонов.

Система сбора дождевой воды

Система отвода дождевой воды с крыши проста и может хранить воду для полива на открытом воздухе.

200 галлонов хранилища рядом с гаражом

• Желоба: Вода с крыши собирается в желобах и стекает по трубе к резервуару.
• «Первый поток» : Первый дождь в году самый грязный, поскольку он очищает крышу. Эта вода направляется из резервуара в «системе первой промывки», а последующая вода продолжает поступать в резервуар.(Системы первого смыва обычно используются в районах с продолжительными периодами засухи между дождями и для систем питьевого дождя.)
• Грохот : Дождевая вода проходит через решетку для удаления листьев и мусора, а затем стекает в верхнюю часть закрытого резервуара.
• Хранение: Резервуар темный для предотвращения роста водорослей и экранирован для предотвращения проникновения комаров.
• Орошение: Насадка для шланга расположена у дна для полива.Более крупные системы могут включать в себя капельное орошение самотеком или насос для капельного орошения.
• Насосы / фильтры : Внутренние системы, либо непитьевые для смыва туалетов, либо питьевые системы для всего дома, как правило, включают насосы и фильтрацию.

Дождевые бочки — популярный способ начать сбор дождевой воды, особенно в городских районах; они дешевы и могут быть установлены вдоль домов, под настилами или в других неиспользуемых местах.

Существует огромный выбор резервуаров для хранения дождевой воды.Они могут быть изготовлены из пластика, ферроцемента, металла или стекловолокна и имеют размер от 50 галлонов до десятков тысяч галлонов. Информацию о строительстве, условиях холодного климата и другую полезную информацию см. На странице ресурсов.

Бачок пластиковый

Бачок металлический

Цистерна ферроцемент

Использование дождя в помещении

Керамический фильтр для питьевой воды

Использование дождевой воды внутри дома позволяет добиться максимальной экономии воды, особенно в средиземноморском климате, где нет необходимости в орошении на открытом воздухе в сезон дождей.Во всем мире дождевая вода используется для мытья, очистки и питья без фильтров и дезинфекции. Однако в США и Канаде большинство питьевых систем включают фильтрацию и дезинфекцию. Другой вариант для домов с другим водоснабжением — использовать дождевую воду для непитьевых целей в помещении, например, для смыва туалетов и стирки. Эти системы, как правило, легче получить, они дешевле и не требуют такой обработки, как системы питьевой воды в доме. В целом, внутренние дождевые системы, которые поставляют воду в типичный современный дом, более сложны, чем ирригационные системы, потому что вода находится под давлением, фильтруется и дезинфицируется.Однако можно построить простые системы дождевой воды с гравитационной подачей и использовать недорогие фильтры для питья, такие как медленные песчаные фильтры или глиняные фильтры. См. Страницу ресурсов для получения дополнительной информации.

Крупномасштабные проекты по сбору дождевой воды

• На арене борьбы сумо в Токио, Япония, дождевая вода собирается в большой подземный резервуар для смыва туалета.
• Аэропорт Франкфурта в Германии собирает дождевую воду для смыва туалетов и орошения.
• Eggleton Services, некоммерческая организация из Норфолка, штат Вирджиния, использует дождевую воду с крыши прачечной в стиральных машинах.

Прочтите здесь о проектах по сбору дождевой воды со всего мира.

Дополнительные примеры для США от Американской ассоциации систем отвода дождя (ARCSA) можно найти здесь.

.

Глава 4 Анализ осадков для принятия решений по управлению обработкой почвы

Дж. Морин, Институт наук о Земле, Еврейский университет Иерусалима

Эрозия, борьба с наводнениями и обработка почвы напрямую зависят не только от
месячный и годовой объем дождя, а также интенсивность отдельных ливней. Буря
анализ является важным аспектом оценки осадков.взаимосвязь между дождем и стоком
любой ливень зависит от динамического взаимодействия между интенсивностью дождя, почвой
инфильтрация и поверхностное хранение. Сток происходит, когда интенсивность дождя превышает
способность почвы к проникновению при отсутствии физических препятствий на поверхности
течь. Поэтому при анализе ливневых ливней следует учитывать последовательность интенсивных дождей.
событиях, а также их размах.

Большой объем информации о количестве и интенсивности осадков был собран в
большая часть мира.Эти данные предоставляют надежный набор информации, который позволяет
оценить планирование водных ресурсов на вероятностной основе. Количественное знание
характеристики ливня в регионе так же важны, как и информация о свойствах почвы.

ОТНОШЕНИЯ О СТОКЕ ДОЖДЯ

Сток от данного ливня является функцией:

1. распределение интенсивности дождя
   и последовательность событий во время конкретного ливня;
2. коэффициентов инфильтрации почвы;
3. г.
   емкость поверхности почвы.

Анализ одиночного ливня

Под ливнем здесь понимается период дождя, в течение которого интервал между выпадением осадков
сегментов не превышает 24 часов. Самописцы дождя дают нам дождь
информация об интенсивности и последовательности штормов. Типичная запись дождя показана на рисунке 6.
Кривая на этой диаграмме представляет собой кривую совокупного количества осадков, наклон которой равен
пропорционально интенсивности дождя.

Технически анализ ливня начинается с ручной оцифровки каждого перегиба
точку на графике прямо в компьютер.Затем компьютерные программы используются для выполнения
необходимые расчеты. Анализ образца карты ливня от 19.12.1985 г.
Станция Рухама, Израиль (рис. 6), представлена ​​на рис. 7. Сильный ливень
вниз на сегменты. Каждый сегмент представляет собой временной интервал с равномерным выпадением осадков.
интенсивность. На рисунке 7c интенсивности штормов сгруппированы независимо от их последовательности.
Например, сегменты 19 и 22 имеют интенсивность между 6-7 мм h ^-1 с
общий объем (0.63 + 0,69) 1,32 мм. Кроме того, максимальная интенсивность дождя над
30-минутный период (I ₃₀ ) составлял 15,65 мм ч ^-1 , а медиана
Интенсивность шторма составила примерно 11 мм ч ^-1 . Значение I ₃₀
был выбран, поскольку он представляет фактор эрозионной активности ливня (Wischmeier 1959).
На рисунке 8 приведены данные о тропическом шторме со станции Мокё, Камерун. Здесь
интенсивности выше, со средним значением 22 мм h ^-1 и максимальной интенсивностью более
30 минут 38 мм h ^-1 .

Проникновение в почву

На многих возделываемых или голых полях способность проникновения почвы обычно ограничивается
корка поверхности, а не более глубокие условия профиля. В результате падает дождевая вода.
на голой земле не может проникнуть и убегает вбок даже на очень пологих склонах.

Быстрое падение скорости инфильтрации (IR) большинства голых почв во время ливней составляет
в основном за счет поверхностного уплотнения. Уплотнение менее проницаемое, на несколько порядков,
чем подземный горизонт. Поверхностное уплотнение, как и большинство других корковых образований,
является результатом трех процессов (Agassi и др. , 1981).

• Физическая дезинтеграция почвенных агрегатов и их
  уплотнение, вызванное ударным действием капель дождя.
• Химическая дисперсия частиц глины. Низкий
  электропроводность дождевой воды, а также органо-химические связи
  между первичными частицами поверхностных агрегатов, контролируйте скорость и
  степень дисперсности.
• Сила всасывания на границе раздела, которая помещает некогда взвешенные частицы глины в
  сплошной плотный слой. Этот почти непроницаемый слой может образовываться на самой поверхности глины.
  почвы или в непосредственно подповерхностном смываемом слое, как это обсуждалось Макинтайром (1958).

Вышеупомянутое разделение трех процессов является искусственным. Заметное снижение
Обычно наблюдаемая скорость инфильтрации зависит от их комбинированного действия.

Влияние влажности почвы и глубины фронта увлажнения на инфильтрацию двух голых
возделываемых почв, изучали с помощью симулятора полевых осадков (Morin and Benyamini 1988).
это были две почвы: Calcic Luvisol, созданный в Лессе, и Vertisol. Поле
опыты проводились в конце засушливого сезона на профилях сухой почвы.Поля,
с уклоном 5%, были обработаны и подготовлено посевное ложе перед дождем. Три
применено первичное лечение:

1. без предварительного увлажнения;
2. предварительное увлажнение 30 мм водяного столба;
3. предварительное увлажнение 200 мм водяного столба.

Почвы на участках были мульчированы до
предварительное увлажнение для предотвращения образования корки. Предварительное увлажнение проводилось за 24 часа до мульчи.
был удален и искусственный шторм 80 мм был применен к голым почвам.Рисунок 9
иллюстрирует режим влажности почвы на разных этапах эксперимента.

Скорость инфильтрации (I _t ) двух почв в зависимости от накопленных
глубина дождя для трех обработок предварительного увлажнения представлена ​​на Рисунке 10. В обеих почвах
I _t уменьшился более резко, когда фронт увлажнения был более глубоким, но это
разница стала меньше по мере того, как шторм продолжался. Высокая проницаемость почв в
наличие мульчи на поверхности и низкое установившееся значение IR для различных
предварительное увлажнение, предполагают, что сниженная гидравлическая проводимость поверхности почвы
crust контролирует фактическую скорость инфильтрации.Глубина увлажнения фронта и влажность почвы
содержание оказывает на него лишь незначительное влияние.

Функции инфильтрации для покрытых коркой почв

Скорость инфильтрации почвы может быть математически описана как функция совокупного
количество осадков и несколько параметров почвы. Морен и Беньямини (1977) описали
скорость инфильтрации (I _t ) голых почв под дождем по следующему уравнению:

I _t = I _i + (I _i — I _f ) exp (-
? pt) (1)

часов

Уравнение (1) описывает эффект образования сплошной корки на
поверхность.Относительно непроницаемая корка — главный фактор, контролирующий инфильтрацию.

Для расчета функций инфильтрации для различных условий почвенной корки,
были проведены полевые эксперименты с моделированием осадков. В этих экспериментах почва
подвергся моделированию осадков с различными интервалами между ливнями. В
изученными условиями были:

• Первоначально сухая некорковая почва (первый дождь на сухой
  посевное ложе).
• Изначально сухая покрытая коркой почва (второй дождь после 7
  дней).
• Первоначально влажная покрытая коркой почва (второй дождь через 1 день).

На рисунке 11 представлена ​​зависимость скорости инфильтрации от совокупного количества осадков для
кальциевый Luvisol (Loess), измеренный в поле симулятором дождя.

Поверхностное хранилище

Баланс между интенсивностью дождя, инфильтрацией и стоком включает
еще один, очень важный фактор — хранение на поверхности. Уравнение баланса стока может
поэтому записать так:

Сток = осадки — инфильтрация — поверхностное накопление

Рисунок 12 демонстрирует влияние поверхностного накопления на сток от урагана 82 мм.
Увеличение емкости хранилища с 1 мм (Рисунок 12a) до 15 мм (Рисунок 12b) приводит к уменьшению
сток от 36 до 11 мм.Уменьшение стока на 25 мм намного больше, чем у накопителя.
сам. Это связано с тем, что поверхностное хранение — это динамический параметр, который позволяет максимально
инфильтрация для дождевых сегментов низкой интенсивности, одновременно обновляя хранилище
емкость свободный объем.

Расчет стока для одиночного дождя

Поверхностный сток шторма с различной интенсивностью осадков можно рассчитать по формуле
2, который оценивается для каждого отдельного временного отрезка, в течение которого
произошло, учитывая не только превышение количества осадков над инфильтрацией.
скорость, но также и то, были ли соблюдены требования к задержке и хранению на поверхности до
инициирование стока.

SR _и =
S (п. _и + SD _и ^-1 — F _и
— ПД _м ) (2)

Степень проникновения в течение любого временного отрезка шторма определяется уравнением 3.

F _i = I _r t _i + [(I _i — I _r ) / (-
? P _i )] [exp (-? D _i ) -exp (-? D _i — 1)] (3)

с суммарными осадками до момента t; Di = SP _i t _i и все
другие параметры как в уравнениях 1 и 2.

Значения SD _м повторяются от начального значения нуля до любого желаемого.
заданное значение. Значение SD _м для конкретной почвы и ее обработки
Состояние может быть определено эмпирически с помощью симулятора дождя.

На рисунках 12a и 12b показан расчет баланса стока дождевых осадков для
то же уравнение инфильтрации почвы. Интенсивность, величина и последовательность сегментов дождя,
определить эффективность поверхностного хранения и увеличение фактического шторма
инфильтрация.Сегменты дождя низкой интенсивности между более высокими несут ответственность
за высокую эффективность поверхностного хранения.

ДОЛГОСРОЧНАЯ ОЦЕНКА

Технико-экономическая оценка проведения обработки почвы для снижения потерь стока
должно основываться на: характеристиках инфильтрации почвы; и долгосрочная информация
ливней.

Информация о ливнях была собрана в большинстве частей мира и зафиксирована информация о дождях.
диаграммы широко доступны.Такая информация, вероятно, единственная, которая
позволяет оценивать планирование управления обработкой почвы на вероятностной основе. Банки данных
фактическая интенсивность дождя для ливней в целевом регионе может дать нам очень полезные
Информация. В настоящем разделе представлены некоторые аспекты использования таких данных. Фигуры 13
и 14 представляют самую высокую интенсивность I за 32 года на станции Явне на юге
прибрежная равнина Израиля. Рисунок 13 относится к первой половине сезона дождей и
Рисунок 14 — его вторая половина.Видно, что интенсивность осадков за период
С октября по январь намного выше, чем с февраля по апрель. Выше
однако интенсивности в начале сезона имеют место в то время, когда почвы в основном голые.
Очевидно, что скорость стока и эрозии на голой почве намного выше, чем на покрытой растительностью почве. В
поэтому высокая интенсивность дождя в это время года должна быть ключевым фактором.
в любой планировке. Если инфильтрационные характеристики почвы неизвестны, анализ
всех зарегистрированных ливней в регионе, вместе с инфильтрацией и поверхностным накоплением
информацию, можно использовать для получения долгосрочных синтетических данных о стоке.Анализ вероятностей
таких данных можно затем использовать для планирования сбора воды, для спецификации обработки почвы в бассейне,
или для оценки требований к дренажу.

Там, где необходимо исследовать только самые высокие уровни стока, можно выполнить более простой тип анализа.
вестись. В этом случае предполагаются одинаковые скорости инфильтрации на весь период
ливень. Затем можно выполнить анализ ливня, предполагая, что
скорость инфильтрации и глубина хранения на поверхности.Рисунок 15 — пример этого типа
анализ для станции Явне в январе. Январь был выбран, потому что почва этого
местность обычно будет влажной в этом месяце и будет иметь низкую и стабильную инфильтрацию
ставки. На рисунке 15 показаны самые сильные январские штормы за 1958-1986 годы.

Из рисунка 15 видно, что величина поверхностного накопления оказывает заметное влияние на
производство стока. Если взять шторм 13-16.01.1974, общая глубина дождя для этого
четырехдневный период составил 210 мм.Предполагая скорость инфильтрации 10 мм ч ^-1 и ноль
хранение, сток будет 109 мм. Добавление 1 мм хранилища к скорости инфильтрации 10
^-1 мм h даст сток 37 мм. Но если у нас более грубая поверхность
при накоплении 5 мм сток уменьшится всего до 8 мм. Причина в том, что
поверхностное хранилище — это динамический параметр, обеспечивающий максимальное проникновение во время
периоды дождя низкой интенсивности; обновление емкости хранилища освобождает объем.

ВЫВОДЫ

Физическая и экономическая оценка проекта водных ресурсов должна основываться на
вероятностный анализ. Сбор воды, обработка бассейнов и дренаж надлежащим образом
лечить таким образом.

Большой объем информации о количестве и интенсивности осадков был собран в
большая часть мира. Эти данные, вероятно, представляют собой единственный надежный набор информации.
что позволяет оценивать планирование водных ресурсов на вероятностной основе.

Оцифровка и анализ всех доступных карт дождя для целевой области обеспечивает
важный инструмент при планировании проекта и оценке различных вариантов. Во многих случаях
данные должны помочь выбрать лучший подход на ранней стадии планирования.

.