Opvanggebiede en veiligheid van gronderosiewerke
Last update: April 11, 2012 11:37:46 AM
DIE sukses van die veldtog teen gronderosie, soos by 'n vorige geleentheid gesê, hang af van die doelmatigheid van die bestrydingswerke met betrekking tot die hoeveelheid vloedwaters waaraan sodanige werke blootgestel is.
Om rekening te kan hou met die hoë vloedwaters van 'n opvanggebied, is kennis van die gebied sowel as van die plaaslike toestande nodig. Gewoonlik kan nie veel waarde geheg word aan die informasie wat deur inwoners van 'n streek verstrek word in verband met die vloedwaters wat in so 'n streek al voorgekom het nie, en gevolglik moet die maksimum vloedwaters wat verwag kan word so noukeurig moontlik van beskikbare gegewens bereken word.
Grootte en Aard van 'n Opvanggebied
Vereers is daar sekere dinge wat vasgestel moet word in verband met die grootte en aard van die opvanggebied. Dit moet verduidelik word dat 'n lang, smal opvanggebied (Fig. 1) water swak opvang, en onder gewone omstandighede dus nie so gevaarlik is wat betref die hoeveelheid water wat meteens by die onderend daarvan verwag kan word nie. Hoewel 'n lang opvanggebied met 'n uitgestrekte waterskeiding meer reënbuie se water opvang as 'n opvanggebied wat nie so lank en uitgestrek is nie) deurdat in laasgenoemde geval meer buie verby kan trek, neem die water 'n geruime tyd om van die bopunt van die opvanggebied na die onderend te beweeg, en wanneer 'n sagte reën oor 'n opvanggebied val, is die toeloop van die kante van 'n smal opvanggebied betreklik min, en gevolglik is die grootste vloei by die onderend selde of ooit oormatig.
Die enigste tyd van gevaar is wanneer 'n swaar reënbui stadig in 'n opvanggebied aftrek, sodat uiteindelik 'n muur van water die onderend bereik.
'n Kort en wye opvanggebied (Fig. 2) waarvan die water van die hele waterskeiding in tye van 'n sagte reën, die onderend min of meer gelyktydig bereik, vang water goed op, maar dit kan ook baie gevaarlik wees ten opsigte van die hoeveelheid water wat op een oomblik by die onderend verwag kan word. Dit is dus duidelik dat die lengte (langs die langste waterloop gemeet) en die gemiddelde wydte van 'n opvanggebied van groot belang is ten opsigte van die hoeveelheid water wat meteens by 'n gegewe plek in die opvanggebied verwag kan word.
Nadruk moet gelê word op die feit dat dit nie die totale hoeveelheid water is wat 'n opvanggebied in tye van 'n algemene sagte reën oplewer, wat oorsaak van gevaar is nie, maar wel die grootste hoeveelheid water wat op enige oomblik die plek van die voorgestelde werke kan bereik.
Dan ook moet in aanmerking geneem word dat, aangesien 'n klein opvanggebied onderhewig kan wees aan 'n strawwe reënval wat op dieselfde tyd oor die hele gebied val, die intensiteit van die afloop baie hoog kan styg) veral as die opvanggebied steil en rotsagtig is, Daar: moet dus genoeg voorsiening gemaak word by die herwinningswerke, waar ook al dit in die opvanggebied geleë mag wees vir die veilige afvoer van die grootste vloedwater, maar ongelukkig kan ons hier nie te breedvoerig op hierdie interessante aspek van die onderwerp ingaan nie.
Noukeurige Ondersoek is Nodig
Dit sal dus dadelik aan die leser duidelik word dat sekere dinge noukeurig ondersoek en vasgestel moet word ten einde die maksimum afvoer van 'n opvanggebied sekuur te kan bereken. So byvoorbeeld, moet die grootte en konfigurasie van die gebied, die lengte en posisie van die waterlope en die val van die grond deur topografiese opmetings bepaal, en die reënval, wateropneemvermoë van die grond, plantegroei en die wydte en val van waterlope deur hidrografiese opmetings ondersoek word.
Gewoonlik word daar op 'n geskikte plek by die onderend van so 'n opvanggebied 'n stuitwal gebou en die afvoer van tyd tot tyd deur middel van 'n toestel aangeteken, ten einde op hierdie manier 'n afvoerformule met sekere koëffisiënte wat op ervaring gegrond is te kan opstel. Dit sal egter besef word dat so 'n uitvoerige metode veels te omslagtig en te duur is, en gewoonlik word maar op die gerieflikste manier te werk gegaan om die nodige gegewens te verkry vir die berekening van die afvoer.
Die leser sal verstaan dat die hoeveelheid water wat 'n opvanggebied lewer grotendeels afhang van die geaardheid en konfigurasie van die grond. Wanneer 'n sekere hoeveelheid reën op die grond val, gaan 'n deel daarvan verlore deur verdamping, 'n deel trek in die grond in en 'n deel word deur plante opgeneem. Verder is daar die deel wat diep in die aarde insink en die onderaardse water versterk en die deel wat op die oppervlakte bly en mettertyd verdamp, en dan is daar nog die deel wat afloop en vloedwaters veroorsaak.
Formules vir Berekening van Afvoer
Daar is verskeie formules wat gebruik word om die afvoer van 'n opvanggebied te bereken, maar in die meeste gevalle is hulle nutteloos omdat die koëffisiënte wat daarin voorkom, nie betroubaar is nie. Dis nie maklik om 'n koëffisiënt ten opsigte van alle veranderlikhede vir 'n landstreek vas te stel sonder dat daar eers vooraf toetse uitgevoer is nie. As die grootte van 'n opvanggebied; die reënval en die afloopfaktore bekend is, kan die moontlike totale hoeveelheid afloopwater bereken word. Om egter die maksimum intensiteit te kan bereken van 'n vloed wat op enige oomblik by 'n gegewe plek verwag kan word, moet ook met 'n tydfaktor in die formule rekening gehou word, d.w.s. daar moet rekening gehou word met die vloedwaters wat van die verste oord van die waterskeiding kom en die tyd wat dit sal neem om die plek te bereik.
Dit is egter nie die bedoeling om die leser met die diepsinnighede van matesis af te skrik nie, maar liewer om op 'n populêre maar nogtans doeltreffende manier voor te stel hoe die maksimum afvoer van 'n opvanggebied op praktiese wyse by benadering bepaal kan word.
By wyse van die kwadrante in bygaande grafiek (Fig. 3) vir die oorspronklike samestelling waarvan die skrywer verskuldig is aan sy vriend ingenieur Martin Kindinger, word aangedui die gemiddelde spoed van die vloedwater, die maksimum reënvalkonsentrasie, die afloopfaktor en die tyd waarin die reënvalkonsentrasie kan plaasvind, terwyl die gemiddelde wydte van die opvanggebied langs die lyn OX op die grafiek aangedui word. As die tyd waarin die reënvalkonsentrasie plaasvind korter as twee uur is, word die maksimumafvoer in kuseks (kubiek voet per sekond) langs die lyn YP afgelees en as die tyd waarin die reënvalkonsentrasie plaasvind langer as twee uur is, word die maksimum afvoer langs die lyn OY afgelees.
Hierdie afvoer moet egter vermenigvuldig word met 0.8, 'n konstante wat voorkom in die herleiding van die geboë lyne van hul vergelykinge af.
Die spoed van vloedwater is meesal van 3 tot 6 voet per sekond. Die maksimum reënvalkonsentrasie is van 2 tot 8 duim en kan wel binne twee uur tyd val, terwyl die tyd waarin die konsentrasie plaasvind, bereken kan word deur die lengte van die langste waterloop met die spoed van die water te verdeel. Die afloopfaktor vir 'n gewone opvanggebied wat reeds nat is, is selde of ooit minder as 0.3 en kan tot 0.65 styg, veral in die geval van 'n rotsagtige opvanggebied. Die volgende voorbeeld sal dien om 'n berekening op die grafiek te verduidelik:
Oppervlak van opvanggebied 10 vierkante myl; lengte van langste waterloop 5 myl; gemiddelde wydte = 2 myl; gemiddelde spoed van vloedwater, sê,
4 vt. per sekonde; jaarlikse reënval, sê 12 duim; maksimum reënvalkonsentrasie (in onbekende streke kan dit geneem word as ) in hierdie geval = 3 duim.
In die geval van 'n opvanggebied wat taamlik begroei en nie te steil is nie, kan die afloopfaktor vasgestel word op sê 0.45; tyd = 110 minute. Hierdie voorbeeld word nou op die grafiek uitgewerk soos deur die stippellyne aangedui.
Vir wydte is die uitgangspunt die 2 myl afdeling langs die lyn OX. Volg nou die stippellyne in die verskillende rigtings tot by die spoed van 4 voet per sekonde, 3 duim reënval, 0.45 afloop, faktor, 110 minute konsentrasie, en die resultaat, afgelees van lyn YP is 5,200 x 0.8 = 4,160 kuseks. 'n Magtige stroom water, al duur dit ook net vir een oomblik.
Dit kan miskien beweer word dat soveel. water nooit op enige tyd van so 'n klein opvanggebied, geleë in 'n streek waar die jaarlikse reënval slegs twaalf duim is, verwag kan word nie. Dit gebeur egter dikwels dat werke wat groot somme geld gekos het om te bou, vernietig word omdat die hoë vloedwater wat miskien eenkeer in 10 of 15 jaar tyd kom, onderskat is en gevolglik nie genoeg voorsiening vir die veilige afvoer gemaak is nie. Speel nooit met die mag van water nie. Moet nooit water vaskeer, of slote of riviere opdam of uit hulle huidige lope uitkeer nie, as u nie 'n besef van die hoeveelheid en snelheid van die hoë vloedwaters het nie, of as u nie presies weet wat om met die water te doen nie.
In 'n volgende artikel sal 'n kort uiteensetting gegee word van die voorsorgmaatreëls wat geneem moet word vir die veilige afvoer van vloedwaters.