طرق حساب التدفق الأقصى

الفيضان ظاهرة طبيعية وحدث لا مفر منه من وجهة نظر المجتمعات البشرية. لكن حدث وحجم وتواتر الفيضانات ترجع إلى عدة عوامل تختلف حسب الظروف المناخية والطبيعية والجغرافية لكل منطقة. ما هو مؤكد أن الفيضانات سببها المطر. لكن الدراسات تظهر أنه لا توجد علاقة خطية ومباشرة بين هذين العاملين. إنه مهم جدًا بسبب مشكلات مثل طرق حساب الحد الأقصى لتدفق الجريان السطحي. في تصميم الهياكل المائية ، بالإضافة إلى حجم أو ارتفاع الجريان السطحي بسبب هطول الأمطار ، فإن أقصى كثافة لحظية للجريان السطحي مطلوبة أيضًا. أبسط علاقة يمكن كتابتها لتقدير الحد الأقصى لتدفق الجريان السطحي هي المعادلة المنطقية. إذا أمطرت بكثافة i على الحوض وكانت مساحة الحوض مساوية لـ A. إذا كانت شدة هطول الأمطار ثابتة ومدة هطول الأمطار تساوي أو تزيد عن وقت تركيز الحوض ، على افتراض أن يغطي هطول الأمطار السطح بالكامل أ ، سيكون الحد الأقصى لتدفق الجريان السطحي وفقًا لمعامل الجريان السطحي C مساويًا للمعادلة 1 ، وإذا كانت كثافة هطول الأمطار بالمليمترات في الساعة ، تكون مساحة الحوض بالكيلومترات المربعة ، ويكون التدفق الناتج بالمتر المكعب في الثانية ، ستكون المعادلة 2:

معدل التدفق الأقصى

في طريقة التفكير ، يتم حساب الحد الأقصى للتدفق الفوري على افتراض أن مدة هطول الأمطار تساوي وقت تركيز الحوض. هذا يعني أن الحد الأقصى لهطول الأمطار ، والذي يساوي وقت تركيز الحوض ، يتم تضمينه في الصيغة. خلاف ذلك ، سيكون التدفق أقل من القيمة أعلاه. لأنه إذا كانت مدة هطول الأمطار أكثر من وقت التركيز ، بناءً على علاقة الكثافة والمدة ، فإن هطول الأمطار يكون أقل كثافة ، وبالتالي ينخفض ​​التدفق لهذا السبب ، والعكس صحيح ، إذا كانت فترة هطول الأمطار أقل من التركيز الوقت قبل كامل سطح الحوض المشاركة: ستنتهي الأمطار وبالتالي ستكون دبي أقل. لذلك ، يكون معدل التدفق الأقصى عندما تكون مدة هطول الأمطار مساوية لوقت التركيز. تعتبر طرق التفكير بسيطة للغاية وتُستخدم في مهام صغيرة مثل حساب أقصى تدفق للتيارات التي يجب أن تمر تحت الجسور في بناء الطرق.



طريقة أخرى تستخدم لتقدير الحد الأقصى لتدفق الجريان السطحي هي طريقة المنطقة الزمنية. طريقة منطقة المدة هي في الواقع شكل أكثر تقدمًا لطريقة التفكير. بهذه الطريقة ، في الحالات التي تتغير فيها كثافة هطول الأمطار في ساعات مختلفة ، يمكن تقدير الجريان السطحي بشكل أكثر دقة. لنفترض أنها تمطر في مستجمعات المياه لعدة ساعات وأن شدة المطر في الفترات الزمنية t كما هو موضح أعلاه. ارسم الخطوط – التنقل في الحوض والمنطقة الواقعة بين الخطين – الملاحة أ. وتجدر الإشارة إلى أن الخطوط الكنتورية هي خطوط تربط نقاط التركيز في نفس الوقت. تكون كمية التصريف التي تخرج من الحوض في فترات مختلفة حسب المعادلة كما يلي:



ويلاحظ أن التصريف سوف يتزايد باستمرار حتى نصل إلى وقت تركيز الحوض ، وفي ذلك الوقت يصل التصريف الناتج إلى الحد الأقصى ، وإذا لم تزداد كثافة هطول الأمطار ، وإذا كان هطول الأمطار أطول من وقت تركيز الحوض ، سوف ينخفض ​​تصريف الهيدروغراف. کرد.

ميزة طريقة مساحة المدة هي أنه لا يوجد افتراض بأن هطول الأمطار منتظم خلال فترة هطول الأمطار. من ناحية أخرى تعتمد شدة هطول الأمطار على مدة هطول الأمطار ولا نعرف توقعات فترة هطول الأمطار مسبقًا. نظرًا لأنه في معظم الحالات يكون الحد الأقصى لتوقعات التدفق مطلوبًا لتقدير الحد الأقصى للتدفق الذي قد يغادر الحوض ، يمكن افتراض أن مدة هطول الأمطار تساوي وقت تركيز الحوض ، ولكن شدة هطول الأمطار في كل فترة النمط اتبع توزيع هطول الأمطار في المنطقة. إذا توفرت تغييرات في شدة هطول الأمطار بمرور الوقت (Hyetograph) ، فسيكون المزيد من الحسابات صحيحة. خلاف ذلك ، يمكن استخدام أنماط التوزيع الزمني التقليدية لهطول الأمطار. أبسط طريقة هي افتراض أن شدة هطول الأمطار في الساعة أقل من الساعة السابقة وأن انخفاضها يتناسب مع العلاقة بين كثافة ومدة هطول الأمطار في المنطقة. على سبيل المثال ، إذا كان وقت التركيز 3 ساعات ، في الساعة الأولى ، يفترض أن هطول الأمطار الغزيرة يساوي الحد الأقصى لهطول الأمطار لمدة ساعة واحدة في المنطقة ، في الساعة الثانية ، تساوي الأمطار الغزيرة الحد الأقصى لهطول الأمطار لمدة ساعتين ، وفي الساعة الثالثة ، تساوي الأمطار الغزيرة ثلاث ساعات من هطول الأمطار. مظهر خارجي. بالطبع ليس هذا هو الحال ، وإذا أمطرت بشكل مستمر لمدة ثلاث ساعات حسب الحالات المذكورة ، تكون شدتها في الساعتين الأولى والثانية أكثر من المعتاد ، وهو ما يمكن اعتباره عامل ثقة. بهذه الطريقة ، يمكننا توقع الحد الأقصى لتدفق الجريان السطحي