อุทกวิทยาผิวน้ำ
อุทกวิทยาผิวน้ำเป็นการศึกษาการไหลและการกักเก็บน้ำบนพื้นผิวโลก โดยเฉพาะในแม่น้ำและลำคลอง รวมถึงวิธีการเกิดการไหล การส่งผ่าน และการวัด และลักษณะเฉพาะของน้ำท่วมรุนแรง
Definition
อุทกวิทยาผิวน้ำเป็นสาขาหนึ่งของอุทกวิทยาที่เกี่ยวข้องกับการเกิด การเคลื่อนที่ การวัด และสถิติของน้ำบนพื้นผิวโลก โดยหลักคือการไหลของน้ำในลำธารในแม่น้ำและลำคลอง รวมถึงน้ำท่วมและปริมาณตะกอนที่พัดพาไป
Scope
สาขาวิชานี้ครอบคลุมการไหลของน้ำในลำธารแบบเปิดและกลศาสตร์ของไหลที่เกี่ยวข้อง, กราฟอุทกวิทยาของพายุและระบอบการไหลของแม่น้ำ, การจำแนกลักษณะทางสถิติและทางกายภาพของน้ำท่วม, และการพัดพาตะกอนที่ก่อรูปช่องทางน้ำ โดยเน้นที่น้ำเมื่อรวมตัวกันในช่องทางน้ำและบนพื้นผิว ในขณะที่การเกิดน้ำไหลบ่าจากเนินเขาจะพัฒนาภายใต้กระบวนการลุ่มน้ำและการไหลบ่า และการไหลใต้ผิวดินจะพัฒนาภายใต้ธรณีวิทยาของน้ำบาดาล
Sub-topics
Core questions
- การไหลของน้ำในลำธารเกิดขึ้นได้อย่างไร ถูกส่งผ่านช่องทางน้ำอย่างไร และวัดได้อย่างไร?
- รูปร่างของกราฟอุทกวิทยาเผยให้เห็นอะไรเกี่ยวกับการตอบสนองของพื้นที่รับน้ำต่อปริมาณน้ำฝน?
- ขนาดของน้ำท่วมและความน่าจะเป็นถูกประมาณการเพื่อการออกแบบและความเสี่ยงได้อย่างไร?
- แม่น้ำที่ไหลพัดพาและขนส่งตะกอนและก่อรูปช่องทางน้ำได้อย่างไร?
Key concepts
- การไหลของน้ำในลำธารและอัตราการไหล
- กลศาสตร์ของไหลในช่องทางเปิด
- กราฟอุทกวิทยาของพายุ
- ระยะเวลาการไหลและระบอบการไหล
- ความถี่น้ำท่วมและช่วงเวลากลับ
- การพัดพาตะกอนและเรขาคณิตของระบบไฮดรอลิก
Key theories
- การไหลในช่องทางเปิดและเรขาคณิตของระบบไฮดรอลิก
- การไหลของน้ำในลำธารในช่องทางน้ำถูกอธิบายโดยกลศาสตร์ของไหลในช่องทางเปิด และเรขาคณิตของระบบไฮดรอลิกเชิงประจักษ์เชื่อมโยงความกว้าง ความลึก และความเร็วเข้ากับอัตราการไหล ซึ่งให้คำอธิบายอย่างเป็นระบบว่าช่องทางน้ำปรับตัวเข้ากับน้ำที่พัดพาไปได้อย่างไร
- การวิเคราะห์ความถี่น้ำท่วม
- ขนาดของน้ำท่วมถูกจำแนกทางสถิติโดยการปรับการกระจายความน่าจะเป็นให้เข้ากับการไหลสูงสุดประจำปี ซึ่งให้ค่าควอนไทล์ของน้ำท่วมและช่วงเวลากลับที่เป็นพื้นฐานของการออกแบบทางวิศวกรรมและการจัดการพื้นที่น้ำท่วมถึง
Clinical relevance
อุทกวิทยาผิวน้ำเป็นพื้นฐานในการออกแบบเขื่อน สะพาน ท่อระบายน้ำ และข้อบังคับเกี่ยวกับพื้นที่น้ำท่วมถึง การดำเนินงานของอ่างเก็บน้ำและการจัดหาน้ำ การพยากรณ์และเตือนภัยน้ำท่วม และการจัดการแม่น้ำเพื่อการเดินเรือ นิเวศวิทยา และคุณภาพน้ำ
History
การวัดการไหลของน้ำในลำธารอย่างเป็นระบบและการจัดระดับแม่น้ำพัฒนาขึ้นตลอดศตวรรษที่ 19 และ 20 ควบคู่ไปกับกลศาสตร์ของไหลในช่องทางเปิด; กลางศตวรรษที่ 20 ได้นำมาซึ่งกราฟอุทกวิทยาหน่วย การวิเคราะห์ความถี่น้ำท่วมเชิงสถิติ และธรณีสัณฐานวิทยาเชิงปริมาณของ Leopold และเพื่อนร่วมงานที่เชื่อมโยงรูปแบบช่องทางน้ำกับการไหล
Key figures
- Luna B. Leopold
- Ven Te Chow
- David R. Maidment
Related topics
Seminal works
- dingman2015
- chow1988
- leopold1953
Frequently asked questions
- อัตราการไหลของแม่น้ำวัดได้อย่างไร?
- อัตราการไหลโดยทั่วไปจะถูกกำหนดโดยการวัดความเร็วของน้ำตลอดหน้าตัดขวางและคูณด้วยพื้นที่ จากนั้นนำไปเชื่อมโยงกับระดับน้ำที่บันทึกอย่างต่อเนื่องผ่านเส้นโค้งความสัมพันธ์ระดับน้ำ-อัตราการไหล เพื่อให้สามารถประมาณการการไหลจากระดับน้ำเพียงอย่างเดียวได้
- น้ำท่วม 100 ปีหมายความว่าอย่างไร?
- เป็นขนาดของน้ำท่วมที่มีโอกาสประมาณหนึ่งเปอร์เซ็นต์ที่จะเท่ากันหรือเกินกว่าในแต่ละปี ซึ่งได้มาจากการวิเคราะห์ความถี่น้ำท่วม เป็นการระบุความน่าจะเป็น ไม่ใช่การรับประกันว่าน้ำท่วมดังกล่าวจะเกิดขึ้นเพียงครั้งเดียวในทุกศตวรรษ