Trennung von Ablaufkomponenten, Basisstrom und komplexem Hydrographen
In diesem Artikel erfahren Sie, wie Sie die Abflusskomponenten, den Basisfluss und den komplexen Hydrographen voneinander trennen.
Trennung von Ablaufkomponenten:
Aufgrund der Komplexität von Abflussprozessen ist es schwierig, verschiedene Komponenten des Gesamtabflusses genau zu trennen. Wenn man jedoch die Tatsache nutzt, dass die Abflussprozesse größtenteils dem exponentiellen Strömungsgesetz folgen, können verschiedene Abflusskomponenten eher annähernd, jedoch mit praktischem Nutzen, getrennt werden.
Die zuvor gegebene Analyse des Hydrographen liefert eine solide Grundlage für eine solche Trennung. Wenn ein typischer einspitziger Hydrograph auf einem Halbprotokollpapier mit Abgabewerten auf der logarithmischen Skala auf der Ordinate aufgezeichnet wird, werden verschiedene Teile des Hydrographen stärker ausgeprägt und durch gerade Linien angezeigt.
Durch Verlängerung der Abfahrtssegmentlinie (5-6) bis zu einem Punkt (7), der senkrecht unter dem zweiten Wendepunkt (4) liegt und diesen Punkt mit Punkt (2) verbindet, kann die Grundwasserabflusskomponente von der Gesamtmenge getrennt werden Abfluss (Abb. 4.5).
Nun kann der Ausgleichsabfluss-Hydrograph (2 '- 5' - 6 ') dargestellt werden, der die Gesamtheit des Oberflächenabflusses und des sofortigen Untergrundabflusses darstellt. Unter Verwendung eines ähnlichen Verfahrens kann die Untergrundabflusskomponente auch getrennt werden, indem 5 '- 6' bis zu dem Punkt (8), der vertikal unter dem Punkt (4) liegt, nach hinten verlängert wird. Die Kurve (2 '- P - 6' ') gibt nun den Oberflächenabfluss - Hydrographen an. Somit kann ein schrittweises Verfahren angewendet werden, um verschiedene Komponenten des Gesamtabflusses zu trennen.
Trennung des Basisflusses:
Die oben erwähnte schrittweise Trennungsprozedur ist im Allgemeinen nicht erforderlich, da der sofortige Untergrundabfluss auch zum direkten Abfluss beiträgt. In der Praxis wird die Basisstromtrennung auf beliebige Weise durchgeführt. In den meisten Fällen macht der Basisfluss einen kleinen Prozentsatz des kritischen Spitzenflusses aus, und Fehler, die bei der willkürlichen Bestimmung auftreten können, sind nicht signifikant. Das wird schon erwähnt
Basisfluss = GW-Abfluss + Verzögerter Untergrundabfluss
Eine einfache Möglichkeit, den Basisstrom vom direkten Abfluss zu trennen, besteht darin, eine gerade Linie von Punkt (2) mit Bezug auf die Fig. 3 bis Fig. 4 zu zeichnen. 4.4 und 4.6 auf einen beliebigen Punkt (5) im unteren Teil der Rezession oder des herunterfallenden Schenkels der Wasserlinie. Die Trennlinie ist in Fig. 4.6 durch die gestrichelte Linie (i) dargestellt.
Beim Zeichnen der Linie ist darauf zu achten, dass weder die Trennlinie zu lang ist noch zu hoch ansteigt. Innerhalb dieser Einschränkungen kann eine vernünftige Linie beliebig angepasst werden, um den Durchfluss zu trennen. Als grobe Richtlinie für die Auswahl des Punktes (5) am unteren Teil des Rezessionsschenkels, an dem der direkte Abfluss aufhört und hinter dem nur noch der Grundwasserabfluss besteht, kann folgende Gleichung verwendet werden:
N = 0, 8 A 0, 2
wobei N die Anzahl der Tage nach dem Auftreten des Peaks des Hydrographen ist
und A ist Entwässerungsgebiet in km 2 .
Diese Methode zur Bestimmung des Endpunkts des direkten Abflusses ist adhoc und sollte nur als Leitfaden für die Auswahl des Punktes durch Sichtprüfung des Hydrographen dienen. Zur Trennung des Basisflusses können auch zwei andere Konzepte vorangebracht werden.
Sie sind die folgenden:
(i) Da der Wasserstand des Flusses aufgrund eines erhöhten Überlandflusses schnell ansteigt, nimmt der Grundwasserabfluss in den Fluss ab. In diesem Stadium strömt das Wasser aufgrund des Wasserstandsunterschieds aus dem Bach in den Boden und bildet so genannte Uferlager. Nach einiger Zeit, wenn der Wasserstand im Fluss unter das Grundwasser fällt, steigt der Grundwasserabfluss an und die Uferlagerung wird erschöpft. Die Basisströmungs-Trennlinie bei diesem Konzept ist durch eine gestrichelte Linie dargestellt
(ii) In Abb. 4.6. Um das Trennlinien-Anflugsegment zu erhalten, wird es nach vorne bis zu einem Punkt unterhalb des Punktes P erweitert. Der Nachteil dieses Konzepts besteht darin, dass, obwohl die Begründung gerechtfertigt erscheint, es weder möglich ist, den Punkt zu bestimmen, an dem der Grundwasserabfluss erneut beginnt, noch die Neigung der Rezession oder Anstieg des Basisströmungsbeitrags kann richtig gegeben werden. Diese Methode ist daher ebenso beliebig.
(ii) Nach diesem Konzept ist es sinnvoller, das Abfahrtssegment des Rezessionsglieds bis zu einem Punkt senkrecht unter dem Wendepunkt am Rezessionsglied nach hinten zu verlängern, um die Basisströmung zu trennen. Die Basisstrom-Trennlinie ist durch eine gestrichelte Linie dargestellt.
(iii) In Abb. 4.6. Diese Art der Trennung gilt, wenn das Gelände extrem porös ist und das Grundwasser reichlich vorhanden ist und schnell zum Bach gelangt. Da solche Gelände (z. B. Kalkstein-Gelände) nicht immer erfüllt werden, ist dieses Konzept nicht allgemein anwendbar. Alles in allem erscheint die erste Methode, eine gerade Trennungslinie von Punkt 2 nach Punkt 5 zu zeichnen, ziemlich praktisch.
Trennung des komplexen Hydrographen:
Die Analyse der einfachen Einzelpeak-Hydrographie wurde in den vorhergehenden Abschnitten beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass die Erzeugung eines solchen Hydrographen einen isolierten heftigen Sturm von solcher Art erfordert, dass kein weiterer Regensturm folgt, bis der direkte Abfluss das Einzugsgebiet verlassen hat. In der Praxis folgt jedoch häufig ein heftiger Sturm nach einem kurzen Intervall erneut. Ein solches Niederschlagsmuster erzeugt einen Multi-Peak- oder komplexen Hydrographen (siehe Abb. 4.7).
In solchen Fällen ist es zur Berechnung des direkten Abflusses, der durch jeden Regenstoß verursacht wird, notwendig, zwei Peaks des Hydrographen zu trennen und zwei einfache Peaks des einzelnen Peaks zu skizzieren. Dies kann erreicht werden, indem der kurze Rezessionsschenkel (P-4) des ersten Hydrographen wie in Abb. 4.7 gezeigt projiziert wird. Diese Projektion wird bis zu dem Punkt (5) aufgenommen, dessen Ort durch die Entfernung N (= 0, 8 A 0, 2 ) Tage auf der Abszisse vom Punkt P angegeben ist. Der Basisstrom wird in üblicher beliebiger Weise getrennt. Der Basisfluss des zweiten Hydrographen wird getrennt, indem das Abfahrtssegment nach hinten verlängert wird, wie durch die gestrichelte Linie 6 - 7 in Fig. 4.7 gezeigt ist.
