Pelepasan (hidrologi)

Dalam hidrologi, pelepasan adalah kadar isipadu aliran air, termasuk apa-apa pepejal terampai (contohnya mendapan), bahan kimia terlarut (contohnya CaCO₃_(aq)), atau bahan biologi (contohnya diatom), yang diangkut melalui kawasan keratan rentas tertentu.^[1] Lazim, syarat-syarat lain yang sinonim dengan pelepasan yang digunakan untuk menggambarkan kadar aliran isipadu air dan biasanya bergantung kepada disiplin. Sebagai contoh, ahli hidrologi fluvium mengkaji sistem sungai semulajadi mungkin menentukan pelepasan sebagai aliran sungai, manakala seorang jurutera yang mengendalikan sistem takungan mungkin menentukan pelepasan sebagai aliran keluar, yang berbeza dengan aliran masuk.

Teori dan pengiraan

GH Dury dan MJ Bradshaw adalah dua ahli hidrologi yang telah mencipta model menunjukkan hubungan di antara pelepasan dan pembolehubah lain dalam sungai. model Bradshaw menggambarkan bagaimana saiz kerikil dan pembolehubah lain berubah dari sumber ke muara; manakala Dury mempertimbangkan hubungan antara pelepasan dan pembolehubah seperti cerun dan geseran.

Unit yang biasanya digunakan untuk menyatakan pelepasan termasuk m³/s (meter padu sesaat), ft³/s (kaki padu sesaat atau cfs) dan/atau ekar-kaki per hari.^[2] Sebagai contoh, pelepasan purata sungai Rhine di Eropah adalah 2,200 cubic metres per second (78,000 ka³/s) atau 190,000,000 cubic metre (150,000 ekar kaki) per hari.

Satu kaedah yang biasa digunakan untuk mengukur, dan menganggarkan, pelepasan sungai adalah berdasarkan kepada bentuk yang mudah daripada persamaan keselanjaran. Persamaan ini menunjukkan bahawa bagi mana-mana bendalir tidak boleh mampat, seperti air cecair, pelepasan (Q) adalah sama dengan hasil darab luas keratan rentas aliran (A) dan halaju min aliran ( ${\bar {u}}$ ), dan ditulis sebagai:

Q=A\,{\bar {u}}

di mana

$Q$ ialah pelepasan ([L³T⁻¹]; m³/s atau ft³/s)
$A$ adalah keratan rentas di bahagian saluran yang digunakan oleh aliran ([L²]; m² or ft²)
${\bar {u}}$ adalah purata halaju aliran ([LT⁻¹]; m/s atau ft/s)

Pelepasan tadahan

Tadahan sesuatu sungai di atas lokasi tertentu ditentukan oleh luas permukaan semua tanah yang mengalir ke arah sungai dari atas titik itu. Pelepasan sungai di lokasi itu bergantung kepada taburan hujan di kawasan tadahan dan kawasan saliran dan aliran masuk atau aliran keluar air bawah tanah ke atau dari kawasan itu, pengubahsuaian anak sungai seperti empangan dan lencongan pengairan, dan juga penyejatan dan evapotranspirasi dari tanah dan tumbuhan permukaan di kawasan ini. Dalam hidrologi ribut, satu pertimbangan yang penting adalah hidrograf pelepasan aliran ini, satu rekod bagaimana pelepasan berbeza dari masa ke masa selepas peristiwa kerpasan. Sungai meningkat kepada aliran puncak selepas setiap peristiwa kerpasan, kemudian menurun dengan kemerosotan perlahan. Disebabkan aliran puncak juga sepadan dengan paras air maksimum dicapai semasa peristiwa itu, ia adalah kepentingan dalam kajian banjir. Analisis hubungan antara keamatan kerpasan dan tempoh dan tindak balas pelepasan aliran dibantu oleh konsep unit hidrograf, yang mewakili tindak balas pelepasan anak sungai dari masa ke masa dengan penggunaan jumlah "unit" hipotesis dan jangka masa hujan (contohnya, setengah inci lebih satu jam). Jumlah hujan berhubung kait dengan isipadu air (bergantung kepada kawasan tadahan) yang kemudiannya mengalir keluar dari sungai. Dengan menggunakan kaedah unit hidrograf, hujan sejarah sebenar boleh dimodelkan secara matematik untuk mengesahkan ciri-ciri banjir dalam sejarah, dan "ribut reka bentuk" hipotesis boleh diwujudkan untuk perbandingan dengan maklum balas anak sungai yang diperhatikan.

Hubungan antara pelepasan dalam aliran pada satu keratan rentas yang diberikan dan tahap aliran digambarkan oleh lengkung kadaran. Purata halaju dan luas keratan rentas aliran diukur untuk tahap anak sungai tertentu. Halaju dan luas memberi maklumat pelepasan untuk tahap itu. Selepas pengukuran dibuat untuk beberapa tahap yang berbeza, jadual penilaian atau lengkung kadaran boleh dibangunkan. Setelah diberi nilai, pelepasan dalam sungai itu boleh ditentukan dengan mengukur tahap, dan menentukan pelepasan yang sepadan daripada lengkung kadaran. Jika peranti tahap-rakaman berterusan diletak pada keratan rentas yang telah dianalisi, pelepasan anak sungai mungkin boleh terus ditentukan.

Aliran besar (pelepasan lebih tinggi) boleh mengangkut lebih endapan dan zarah yang lebih besar ke hilir berbanding aliran yang lebih kecil akibat tenaga mereka yang lebih besar. Aliran yang lebih besar juga boleh menghakis tebing sungai dan merosakkan infrastruktur awam.

Lihat juga

Rujukan

^ Buchanan, T.J. and Somers, W.P., 1969, Discharge Measurements at Gaging Stations: U.S. Geological Survey Techniques of Water-Resources Investigations, Book 3, Chapter A8, p. 1.
^ Dunne, T., and Leopold, L.B., 1978, Water in Environmental Planning: San Francisco, Calif., W.H. Freeman, pp. 257–258.

Pautan luar

USDA NRCS National Engineering Handbook, Stage Discharge Relationships, Ch. 14 Diarkibkan 2006-09-24 di Wayback Machine
USDA NRCS National Engineering Handbook Diarkibkan 2006-09-23 di Wayback Machine

Templat:Hydropower

[1] Buchanan, T.J. and Somers, W.P., 1969, Discharge Measurements at Gaging Stations: U.S. Geological Survey Techniques of Water-Resources Investigations, Book 3, Chapter A8, p. 1.

[2] Dunne, T., and Leopold, L.B., 1978, Water in Environmental Planning: San Francisco, Calif., W.H. Freeman, pp. 257–258.

[1]

[2]