itslabtime.com

地球科學 · 海洋 · 氣候 · 水循環

城市水循環與水量平衡

降水被分配為徑流、滲透、蒸發和儲量變化。城市不透水的表面改變了水流的路徑和隨時間的變化。

相關實驗:水循環與城市化 →
水循環與城市化
水循環與城市化實驗場景 →

意義與機制

水預算是一種平衡,類似於能量平衡,它考慮的是在一個明確的導水邊界內保持的水量。

如果表面被覆蓋,其滲透到土壤的機會減少,並且洩漏的速度可能會增加。即使雨停了,土壤和地下水中的水仍然會繼續移動。

關係與條件

實驗將域的邊界與 P=R+I+E+ΔS 對齊。 儲存區域之間的移動是內部交換,因此不被視為超出邊界的洩漏或重複。

該模型必須明確定義洪水區域和時間範圍。 集中儲存模型不能完全還原實際的排水和降雨分佈,因此不能用於洪水預測。

觀察實驗中需要注意的事物

隨著不透水面積的增加,土壤中水滲透的空間減少,同時流入河流的水量增加。即使雨停了,水仍然從水庫中流出。

這是一個基於統一水域面積的,對地表、土壤、地下水和河流的集中儲存模型,單位為深度(mm)。土壤體積為 70 mm,並使用虛擬位移係數。R 代表超出水域的河流流量,I 代表超出模型的深層滲透,E 代表蒸發和 transpiration,ΔS 代表這四個水域的總和。地表 → 土壤的滲透,分別記錄為內部流動。我們不預測實際的洪水或洪澇。

關鍵關係與符號

P = R + I + E + ΔS

符號及公式中使用的單位
符號含義單位
P, R, I, E降雨、徑流、深層滲透,以及蒸發和透滲。mm
ΔS所有水庫中儲存量的變化mm

透過範例確認

水的平衡中的“I”與表面 → 土壤滲透之間的區別是什麼?

由於土壤和地下水也包含在儲存中,如果將內部滲透增加到外部流出,則會被計算兩次。R 代表流出口的流量,I 代表穿過模型邊界下的水。

常見誤解

  • 流入土壤的水,不會立即完全消失於排水區域。

透過實驗探索這個概念

參考文獻

BCcampus · 物理地質 (英文)