Enhetshydrografteori: Definition, begränsningar och fördelar

Läs den här artikeln för att lära dig om definitionen, antagandena, begränsningarna och fördelarna med enhetens hydrografteori!

Definition av enhetshydrograf:

Det är ett typiskt hydrografi av direkt avrinning som genereras från en centimeter av effektivt nederbörd som faller i en jämn takt över hela avrinningsbassängen jämnt under en viss tid. Effektivt nederbörd är den del av nederbörd som fullt ut bidrar till direkt avrinning. Enhetshydrograf kan därför också definieras som hydrograf i ett dräneringsbassäng som ger en centimeter direkt avrinning från en regnskur av bestämd varaktighet.

Förutsättningar i enhetshydrografteori:

Teorin om enhetens hydrograf är baserad på vissa antaganden.

De viktigaste antagandena följer:

(i) Det effektiva nederbördet är jämnt fördelat över hela avrinningsbassängen.

(ii) Det effektiva nederbördet uppträder enhetligt inom dess specifika varaktighet.

Detta krav kräver val av stormar av så liten längd som i allmänhet skulle producera en intensiv och nästan likformig effektiv nedbörd och skulle ge en väldefinierad enkel topp av hydrograf på kort tidsbasis. En sådan storm kan betecknas som enhets storm.

(iii) De effektiva regnfallen av lika (enhet) varaktighet kommer att producera hydrografer med direkt avrinning med samma eller konstanta tidsbas.

(iv) Ordinaterna för de direkta avrinningshydrograferna med samma tidsbas (dvs. hydrografer på grund av effektiva regnfall av olika intensitet men lika lång tid) är direkt proportionella med den totala mängden direkt avrinning som ges av varje hydrografi. Detta viktiga antagande kallas principen om linearitet eller proportionalitet eller överlagring.

(v) Hydrografen av avrinningen från ett givet avrinningsområde resulterar, från ett givet regnsfall, avspeglar alla bassens kombinerade fysiska egenskaper. Med andra ord kommer hydrografiken av direkt avrinning som följer av ett givet mönster av effektivt nedbörd att förbli oföränderligt oavsett tidpunkten för förekomsten. Detta antagande kallas principen om tidsinvarians.

Begränsningar av enhetens hydrografteori:

(i) I princip är principen om enhetens hydrograf tillämplig på ett avrinningsområde av vilken storlek som helst. I praktiken uppstår emellertid enhetligt fördelat effektivt nederbörd sällan på stora områden. Även på stora områden är effektiv nederbörd mycket sällan enhetlig på alla platser inom den angivna varaktigheten. Självklart större är området för dräneringsbassänget mindre chansen att uppfylla de antaganden som anges ovan. Dräneringsbassängens begränsningsstorlek anses vara 5000 km ² . Utöver det minskar tillförlitligheten hos enhetens hydrografmetod.

När avrinningsområdet ligger över några tusen km ² . Avrinningen måste delas upp i delområden och enhetens hydrografer utvecklas för varje delområde. Översvämningsutsläppen vid bassängutloppet kan sedan uppskattas genom att man kombinerar undervattensflöden som antar floddirigering.

(ii) Enhetshydrografmetoden kan inte appliceras när märkbar del av regnfallet faller som snö eftersom snösmältningsavloppet styrs huvudsakligen genom temperaturförändringar.

(iii) Även när snötäckt område i dräneringsbassängen är signifikant blir enhetens hydrografmetod inte tillämplig. Anledningen är att stormen faller ihop med snöförpackningen och kan producera fördröjd avrinning på olika sätt under olika förhållanden av snöförpackning.

(iv) De fysiska bassängens egenskaper förändras med årstider, konstgjorda strukturer i bassängen, flödesförhållanden etc. Det är tydligt att principen om tidsinvariation endast är giltig endast när dräneringsbassängens tid och skick anges.

(v) Det är allmänt sett att inga två regnstorar har samma mönster i rymden och tiden. Men det är inte praktiskt att härleda separata enhetshydrografer för varje möjligt tidsintensitetsmönster. Därför, förutom att begränsa avrinningsområde upp till 5000 km ² om stormar med kortare varaktighet säger 1/3 till 1/4 toppningstid väljs så ser man att avrinningsmönstren inte varierar drastiskt.

(vi) Principen om linearitet är inte heller helt giltig. Detta beror på att på grund av variationen i andelen av ytvatten, undervatten och grundvattenavloppskomponenter under mindre och större stormer av samma längd, är den maximala ordinaten (topp) av enheten hydrograf som härrör från mindre stormen mindre än den som härrör från större storm. Självklart kommer karaktären och varaktigheten av lågkonjunkturen, som är en funktion av toppflödet, också att vara annorlunda. När det uppfattas en märkbar icke-linearitet är det nödvändigt att använda härledda enhetshydrografer endast för att rekonstruera händelser av liknande storlek.

(vii) Enhetshydrografen kan användas teoretiskt för att konstruera en översvämningshydrograph som härrör från en storm som har samma tidsenhet för enheten. Det är uppenbarligen nödvändigt att bygga flera enheter hydrografer för att täcka olika varaktigheter av stormer. I praktiken ses emellertid att en tolerans på ± 25% i enhetshydrografisk varaktighet är acceptabel. Således kan en hydrograf av 2 h-enhet appliceras på stormar med en längd av 1, 5 till 2, 5 timmar.

Fördelar med enhetshydrografteori:

Begränsningen till teorin om enhetshydrograf kan övervinnas i stor utsträckning genom att kvarstå inom de olika områden och begränsningar som anges ovan.

Enhetens hydrografteori har flera fördelar med sin kredit som kan sammanfattas enligt nedan:

(i) Översvämningsvågor kan beräknas med hjälp av mycket korta uppgifter om data.

(ii) Förutom toppflödesaggregat hydrograf också ger total volym avrinning och dess tidsfördelning.

(iii) Enhetshydrografproceduren kan enkelt datoriseras för att underlätta beräkningarna.

(iv) Det är mycket användbart för att kontrollera tillförlitligheten hos flöden som erhålls genom att använda statistiska metoder.