Гидрология поверхностных вод
Гидрология поверхностных вод изучает воду, текущую и хранящуюся на поверхности суши, особенно в реках и каналах, включая то, как формируются, направляются и измеряются потоки, а также как характеризуются экстремальные паводки.
Definition
Гидрология поверхностных вод — это раздел гидрологии, занимающийся изучением возникновения, движения, измерения и статистики воды на поверхности Земли, главным образом руслового стока в реках и каналах, а также паводков и переносимых ими наносов.
Scope
Эта область охватывает русловой сток в открытых руслах и его гидравлику, гидрограф стока и режимы течения рек, статистическую и физическую характеристику паводков, а также перенос наносов, формирующих русла. Она сосредоточена на воде после того, как она концентрируется в руслах и на поверхности, в то время как формирование стока на склонах разрабатывается в рамках процессов водосбора и стока, а подземный сток — в рамках гидрогеологии.
Sub-topics
Core questions
- Как формируется, направляется по руслам и измеряется речной сток?
- Что форма гидрографа показывает о реакции водосбора на осадки?
- Как оцениваются величины паводков и их вероятности для проектирования и оценки риска?
- Как текущие реки увлекают и переносят наносы и формируют свои русла?
Key concepts
- Речной сток и расход воды
- Гидравлика открытых русел
- Гидрограф стока
- Кривая продолжительности стока и режимы течения
- Частота паводков и период повторяемости
- Транспорт наносов и гидравлическая геометрия
Key theories
- Течение в открытых руслах и гидравлическая геометрия
- Русловой сток в руслах описывается гидравликой открытых русел, а эмпирическая гидравлическая геометрия связывает ширину, глубину и скорость с расходом, предоставляя систематические описания того, как русла приспосабливаются к переносимой ими воде.
- Анализ частоты паводков
- Величины паводков характеризуются статистически путем подбора распределений вероятностей к годовым максимальным расходам, что позволяет получить квантили паводков и периоды повторяемости, лежащие в основе инженерного проектирования и управления поймами.
Clinical relevance
Гидрология поверхностных вод лежит в основе проектирования плотин, мостов, водопропускных труб и регулирования пойм, эксплуатации водохранилищ и систем водоснабжения, прогнозирования и предупреждения паводков, а также управления реками для навигации, экологии и качества воды.
History
Систематические измерения речного стока и оценка рек развивались в течение XIX и XX веков наряду с гидравликой открытых русел; середина XX века принесла концепцию единичного гидрографа, статистический анализ частоты паводков и количественную геоморфологию Леопольда и его коллег, которая связала форму русла с потоком.
Key figures
- Luna B. Leopold
- Ven Te Chow
- David R. Maidment
Related topics
Seminal works
- dingman2015
- chow1988
- leopold1953
Frequently asked questions
- Как на самом деле измеряется расход воды в реке?
- Расход обычно определяется путем измерения скорости воды по поперечному сечению и умножения на площадь, затем связывается с непрерывно регистрируемым уровнем воды через кривую зависимости расхода от уровня, так что сток может быть оценен только по уровню.
- Что означает «100-летний паводок»?
- Это величина паводка с оценочной вероятностью в один процент быть равной или превышенной в любой данный год, полученная в результате анализа частоты паводков; это вероятностное утверждение, а не гарантия того, что такие паводки происходят только раз в столетие.