Η κυριότερη μέθοδος για τον υπολογισμό της παροχής όμβριων Q στην έξοδο μίας λεκάνης παροχής είναι η ορθολογική μέθοδος. Η συγκεκριμένη μέθοδος υπαγορεύει ότι
Q = c i A (1)
όπου c ο λεγόμενος συντελεστής απορροής, i η ένταση της βροχόπτωσης και Α το εμβαδόν της λεκάνης απορροής. Ο συντελεστής απορροής είναι αδιάστατος, η τιμή του είναι μικρότερη της μονάδας και εξαρτάται κυρίως από την τοπογραφία, την φυτοκάλυψη και την εδαφική σύσταση της λεκάνης απορροής. Όταν η τιμή της έντασης i υπολογίζεται για διάρκεια βροχής ίσο με τον χρόνο συρροής της λεκάνης, η παροχή Q λαμβάνει την μέγιστη τιμή της. Σημειώνεται ότι ο χρόνος συρροής είναι ο χρόνος που χρειάζεται η πιο απομακρυσμένη σταγόνα για να φτάσει στην έξοδο της λεκάνης διανύοντας το υδρογραφικό δίκτυο.
Η σχέση (1) είναι επί της ουσίας η ακόλουθη βασική σχέση της υδραυλικής
Q = V A
όπου Q η παροχή που διέρχεται από μία επιφάνεια Α κάθετη στην ροή όταν η μέση ταχύτητα της ροής είναι V διότι η ένταση i έχει μονάδες ταχύτητας. Δηλαδή η ορθολογική μέθοδος λέει πως η παροχή στην έξοδο της λεκάνης απορροής είναι ίση με την ταχύτητα της ροής (ένταση βροχής i) επί το εμβαδόν της επιφάνειας αυτής μειωμένη κατά ένα ποσοστό που εκφράζεται από τον συντελεστή απορροής. Η μείωση αυτή γίνεται διότι μέρος της βροχής απορροφάται από το έδαφος ή συγκρατείται από την βλάστηση. Αξίζει να ειπωθεί ότι ο συντελεστής απορροής προκύπτει από εμπειρικά δεδομένα.
Σε κατοικημένες περιοχές ο συντελεστής c έχει μεγάλη τιμή λόγω της μη διήθησης του βρόχινου νερού από το έδαφος. Επομένως σε αυτές τις περιοχές οι τιμές της απορροής αναμένονται μεγαλύτερες απ’ ότι στις μη κατοικημένες.
Η παραπάνω λογική έχει βάση αλλά το ερώτημα που πρέπει να θέσει κανείς είναι το εξής: Κατά πόσον ένας απλός συντελεστής γίνεται να εκφράζει μία λεκάνη απορροής η οποία είναι ένα σύνθετο σύστημα;
Πράγματι δεν είναι δυνατόν ένας συντελεστής να περιγράψει πλήρως ένα τόσο σύνθετο σύστημα. Αν, παραδείγματος χάριν, είχαμε δύο λεκάνες απορροής με την ίδια φυτοκάλυψη, τα ίδια μορφολογικά χαρακτηριστικά και την ίδια εδαφική σύσταση (κατά μέσο όρο), η παροχή αιχμής των δύο λεκανών για την ίδια βροχόπτωση κατά κανόνα θα διαφέρει παρ’ ότι η ορθολογική μέθοδος προβλέπει το αντίθετο. Επιπλέον, ο συντελεστής απορροής μπορεί να είναι διαφορετικός ακόμη και για την ίδια λεκάνη σε διαφορετικές χρονικές στιγμές π.χ. λόγω μεταβολής της υγρασίας του εδάφους.
Όμως τα παραπάνω δεν σημαίνουν ότι η ορθολογική μέθοδος πρέπει να καταργηθεί ή ότι δεν έχει καμία απολύτως χρησιμότητα. Η μέθοδος αυτή έχει αποδειχθεί αρκετά χρήσιμη για την εκτίμηση των αιχμών απορροής μικρών λεκανών (<25 km2) διότι στη μέθοδο γίνεται η παραδοχή ότι η ένταση της βροχής σε όλη τη διάρκεια της είναι ομοιόμορφη, με ομοιόμορφη επίσης κατανομή πάνω στην υδρολογική λεκάνη. Η παραδοχή αυτή προσεγγίζεται στην πραγματικότητα όταν οι υδρολογικές λεκάνες είναι μικρές.
Επομένως, σε περιπτώσεις όπου δεν υπάρχουν ιδιαίτερες απαιτήσεις ακρίβειας στην εκτίμηση της αιχμής της απορροής και για μικρής έκτασης λεκάνες απορροής η ορθολογική μέθοδος είναι ένα χρήσιμο εργαλείο που προσεγγίζει την πραγματικότητα. Όμως σε λεκάνες μεγάλης έκτασης ή σε περιπτώσεις όπου απαιτείται μεγαλύτερη ακρίβεια στον προσδιορισμό της παροχής απορροής προτείνεται η χρήση κάποιας εναλλακτικής μεθόδου.
Περισσότερο υλικό για το παραπάνω θέμα μπορείτε να βρείτε εδώ.
Findanis Lab 