فرآیندهای حوضه آبریز و رواناب
فرآیندهای حوضه آبریز و رواناب به این موضوع میپردازند که چگونه بارندگی و ذوب برف در یک حوضه آبریز به نفوذ، ذخیرهسازی و رواناب تقسیم میشود و چگونه این رواناب متمرکز شده و به خروجی هدایت میشود.
Definition
فرآیندهای حوضه آبریز و رواناب مجموعهای از مکانیسمهای فیزیکی هستند که از طریق آنها بارش باران بر روی یک حوضه زهکشی تقسیم، ذخیره و به عنوان رواناب به خروجی حوضه منتقل میشود، که در مقیاس شیبتپه و حوضه آبریز در نظر گرفته میشود.
Scope
این حوزه شامل مکانیسمهای شیبتپه که جریان رودخانه را تولید میکنند، چارچوب هیدروگراف واحد که بارندگی را به هیدروگراف سیلاب حاصل مرتبط میکند، ساختار ژئومورفیک حوضههای آبریز و هدایت جریان از طریق آنها، و مورد خاص تجمع و ذوب برف است. این حوزه فرآیندهای پراکنده سطح زمین و جریانهای متمرکز مورد بررسی در هیدرولوژی آبهای سطحی را به هم پیوند میدهد.
Sub-topics
Core questions
- بارندگی از چه مکانیسمهایی در یک شیبتپه به جریان رودخانه تبدیل میشود؟
- هیدروگراف واحد چگونه بارندگی مؤثر را به هیدروگراف رواناب مرتبط میکند؟
- شکل حوضه، شبکه زهکشی و هدایت جریان چگونه زمانبندی جریان را کنترل میکنند؟
- تجمع و ذوب برف چگونه رواناب را در مناطق سرد و کوهستانی کنترل میکنند؟
Key concepts
- ظرفیت نفوذ و جریان سطحی
- اشباع مازاد و مناطق منبع متغیر
- هیدروگراف واحد و کانولوشن
- شبکه زهکشی و ژئومورفولوژی حوضه
- هدایت جریان و زمان تمرکز
- تجمع و ذوب برف
Key theories
- جریان سطحی ناشی از مازاد نفوذ (هورتونی)
- هنگامی که شدت بارندگی از ظرفیت نفوذ خاک فراتر رود، مازاد آن بر روی سطح جاری میشود؛ مفهوم هورتون ظرفیت نفوذ را به تولید رواناب طوفان مرتبط کرد و بر تفکر اولیه بارندگی-رواناب غالب بود.
- اشباع مازاد و مناطق منبع متغیر
- در بسیاری از حوضههای آبریز مرطوب و پوشیده از گیاه، رواناب در جایی تولید میشود که خاک از پایین اشباع میشود، به طوری که رواناب طوفان از مناطق منبع جزئی یا متغیر در حال گسترش میآید، نه به طور یکنواخت در سراسر حوضه.
- هیدروگراف واحد
- هیدروگراف واحد حوضه آبریز را به عنوان یک سیستم خطی در نظر میگیرد که پاسخ آن به یک واحد بارندگی مؤثر میتواند با یک توالی بارندگی کانولوشن شود تا هیدروگراف رواناب را پیشبینی کند، ابزاری اساسی در هیدرولوژی کاربردی حوضههای آبریز.
Clinical relevance
درک تولید رواناب برای پیشبینی سیلابها، طراحی سیستمهای آب طوفان و زهکشی، تخمین بازده آب از حوضههای آبریز، ارزیابی اثرات هیدرولوژیکی تغییر کاربری زمین و جنگل، و مدیریت منابع آب ناشی از ذوب برف ضروری است.
History
نظریه نفوذ هورتون در دهه ۱۹۳۰ رواناب را به عنوان مازاد نفوذ تعریف کرد؛ مطالعات میدانی در دهههای ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰، به ویژه توسط هیولت و دان، رواناب ناشی از اشباع مازاد و مناطق منبع متغیر را در حوضههای آبریز مرطوب آشکار ساختند، که درک چگونگی تولید جریان رودخانه توسط حوضههای آبریز را تغییر داد و مدلهای توزیعشده بعدی را تحت تأثیر قرار داد.
Debates
- مکانیسم غالب تولید رواناب
- هیدرولوژیستها در مورد اینکه آیا رواناب طوفان تحت سلطه جریان سطحی ناشی از مازاد نفوذ هورتونی است یا اشباع مازاد و جریان زیرسطحی طوفان از مناطق منبع متغیر، بحث میکردند؛ اکنون پذیرفته شده است که مکانیسم غالب به اقلیم، خاک، پوشش گیاهی و کاربری زمین بستگی دارد.
Key figures
- Robert E. Horton
- Thomas Dunne
- Keith J. Beven
Related topics
Seminal works
- dingman2015
- horton1933
- dunne1970
Frequently asked questions
- چرا تمام بارندگی به رودخانهها نمیریزد؟
- بخش زیادی از بارندگی به داخل خاک نفوذ میکند، توسط پوشش گیاهی رهگیری میشود، یا در فرورفتگیها ذخیره میشود، و بخش بزرگی از آن بعداً تبخیر یا تعرق میشود؛ تنها بخشی که از نفوذ و ذخیرهسازی فراتر میرود، یا از مناطق اشباع شده خارج میشود، به جریان رودخانه تبدیل میشود.
- حوضه آبریز چیست؟
- حوضه آبریز، یا حوضه، منطقهای از زمین است که تمام بارش باران بر روی آن را به یک خروجی مشترک، مانند نقطهای در یک رودخانه، زهکشی میکند؛ این واحد فضایی اساسی برای تجزیه و تحلیل رواناب و تعادل آب است.