ไฮโดรกราฟคือกราฟที่แสดงอัตราการไหล (ปริมาณน้ำไหลออก ) เทียบกับเวลาผ่านจุดใดจุดหนึ่งในแม่น้ำ คลอง หรือท่อส่งน้ำ อัตราการไหลมักแสดงในหน่วยลูกบาศก์เมตรต่อวินาที (m³/s) หรือลูกบาศก์ฟุตต่อวินาที (cfs) ไฮโดรกราฟมักแสดงความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงของปริมาณน้ำฝนกับการเปลี่ยนแปลงของปริมาณน้ำไหลออกเมื่อเวลาผ่านไป^{[ 1 ]}คำนี้ยังสามารถหมายถึงกราฟที่แสดงปริมาณน้ำที่ไหลไปยังจุดระบายน้ำทิ้งหรือตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งในเครือข่ายท่อระบายน้ำเสีย กราฟมักใช้ในการออกแบบระบบระบายน้ำเสียโดยเฉพาะอย่างยิ่งการออกแบบ ระบบระบาย น้ำเสียผิวดินและ ท่อระบายน้ำ เสีย รวม

คำศัพท์อื่นๆ ที่เกี่ยวข้องได้แก่: ^{[ 2 ]}

ส่วนการเข้าถึง

ปริมาณน้ำในแม่น้ำก่อนเกิดพายุ (ปริมาณน้ำไหลก่อนเกิดพายุ)

แขนขาที่ยกขึ้น

ส่วนที่เพิ่มขึ้นของกราฟแสดงปริมาณน้ำไหล หรือที่เรียกว่าเส้นโค้งความเข้มข้น สะท้อนถึงการเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องของปริมาณน้ำไหลจากพื้นที่รับน้ำ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะเป็นผลมาจากการเกิดฝนตก

การปล่อยสูงสุด

จุดสูงสุดบนกราฟแสดงระดับน้ำ คือจุดที่อัตราการไหลสูงสุด

แขนขาที่หย่อนคล้อย (หรือร่วงหล่น)

ช่วงขาลงของกราฟแสดงปริมาณน้ำไหลเริ่มตั้งแต่จุดที่มีอัตราการไหลสูงสุดเป็นต้นไป จุดสิ้นสุดของปริมาณน้ำไหลจากพายุ ( หรือ ที่เรียกว่า ปริมาณน้ำ ไหลเร็วหรือน้ำไหลบ่าโดยตรง) และการกลับสู่ปริมาณน้ำไหลจากน้ำใต้ดิน ( ปริมาณน้ำไหลพื้นฐาน ) มักถูกใช้เป็นจุดเปลี่ยนของช่วงขาลงนี้ ช่วงขาลงนี้แสดงถึงการดึงน้ำออกจากปริมาณน้ำที่สะสมอยู่ในลุ่มน้ำในช่วงแรกๆ ของกราฟแสดงปริมาณน้ำไหล

ลาก-1

วิธีการหาค่าสหสัมพันธ์อัตโนมัติ (Autocorrelation) ใช้ในการเปรียบเทียบข้อมูลการไหลของน้ำกับตัวมันเอง โดยการเลื่อนหรือ "หน่วง" ชุดข้อมูลปริมาณน้ำไหลเริ่มต้นไป 1 หน่วยเวลา ตัวอย่างเช่น Lag-10 หมายความว่าข้อมูลเริ่มต้นถูกเลื่อนไป 10 วัน แล้วนำไปเปรียบเทียบกับข้อมูลที่ไม่ถูกเลื่อน อย่าสับสนกับเวลาหน่วง (Lag time)

เวลาหน่วง

ช่วงเวลาตั้งแต่ปริมาณน้ำฝนสูงสุดจนถึงปริมาณน้ำไหลสูงสุด

ถึงเวลาถึงจุดสูงสุดแล้ว

ช่วงเวลาตั้งแต่เริ่มมีฝนตกจนถึงปริมาณน้ำไหลสูงสุด

เวลาในการมีสมาธิ

ช่วงเวลาตั้งแต่สิ้นสุดช่วงฝนตกจนถึงสิ้นสุดการไหลบ่าตอบสนองเร็วในกราฟแสดงปริมาณน้ำ^{[ 3 ]}

ประเภทของไฮโดรกราฟ ได้แก่: ^{[ 4 ]}

• กราฟแสดงปริมาณน้ำไหลของลำธาร
• กราฟแสดงระดับน้ำในลำธาร
• กราฟแสดงปริมาณน้ำฝน
• กราฟแสดงปริมาณน้ำไหลจากพายุ
• กราฟแสดงระดับน้ำท่วม
• กราฟแสดงปริมาณน้ำรายปีหรือ เรียกอีกอย่างว่า ระบอบน้ำ
• กราฟแสดงปริมาณน้ำไหลบ่าโดยตรง
• กราฟแสดงปริมาณน้ำไหลบ่าที่มีประสิทธิภาพ
• กราฟแสดงระดับน้ำแบบแรสเตอร์
• กราฟแสดงระดับน้ำล่าช้า 1
• โอกาสในการกักเก็บน้ำในระบบระบายน้ำ (เช่น ทะเลสาบ อ่างเก็บน้ำ พื้นที่ชุ่มน้ำ ร่องน้ำ และความจุในการกักเก็บน้ำตามตลิ่ง)

กราฟแสดงปริมาณน้ำไหล (stream hydrograph) มักใช้ในการวิเคราะห์อิทธิพลของกระบวนการทางอุทกวิทยาต่างๆ ต่อปริมาณน้ำไหลออกจากพื้นที่ลุ่มน้ำ เนื่องจากจังหวะเวลา ปริมาณ และระยะเวลาของการไหลกลับของน้ำใต้ดินแตกต่างจากการไหลบ่าโดยตรงอย่างมาก การแยกแยะและทำความเข้าใจอิทธิพลของกระบวนการที่แตกต่างกันเหล่านี้จึงเป็นกุญแจสำคัญในการวิเคราะห์และจำลองผลกระทบทางอุทกวิทยาที่อาจเกิดขึ้นจากรูปแบบการใช้ที่ดิน การใช้น้ำ สภาพอากาศ และการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศต่างๆ

อย่างไรก็ตาม กระบวนการแยก “น้ำใต้ดิน” ออกจาก “น้ำไหลบ่าโดยตรง” นั้นเป็นศาสตร์ที่ไม่แม่นยำนัก ส่วนหนึ่งเป็นเพราะแนวคิดทั้งสองนี้ไม่ได้แยกออกจากกันอย่างสิ้นเชิง น้ำที่ไหลกลับจากใต้ดินจะเพิ่มขึ้นพร้อมกับน้ำที่ไหลบนผิวดินจากพื้นที่อิ่มตัวหรือพื้นที่ที่ไม่สามารถซึมผ่านได้ในช่วงและหลังเกิดพายุฝน นอกจากนี้ โมเลกุลของน้ำสามารถเคลื่อนที่ผ่านทั้งสองเส้นทางได้อย่างง่ายดายระหว่างทางไปยังทางออกของลุ่มน้ำ ดังนั้น การแยก “ส่วนประกอบของน้ำใต้ดิน” ออกจากกราฟแสดงปริมาณน้ำไหลบ่าจึงเป็นกระบวนการที่ค่อนข้างเป็นไปตามอำเภอใจ ถึงกระนั้น ก็มีการพัฒนาเทคนิคเชิงกราฟิกและเชิงประจักษ์ต่างๆ เพื่อใช้ในการแยกกราฟแสดงปริมาณน้ำไหลบ่าเหล่านี้ การแยกน้ำใต้ดินออกจากน้ำไหลบ่าโดยตรงอาจเป็นขั้นตอนแรกที่สำคัญในการพัฒนารูปแบบจำลองปริมาณน้ำฝน-น้ำไหลบ่าสำหรับลุ่มน้ำที่สนใจ เช่น ในการพัฒนาและประยุกต์ใช้กราฟแสดงปริมาณน้ำไหลบ่าแบบหน่วยดังที่อธิบายไว้ด้านล่าง

ไฮโดรกราฟหน่วย ( UH) คือการตอบสนองหน่วยสมมุติของลุ่มน้ำ (ในแง่ของปริมาณน้ำไหลบ่าและช่วงเวลา) ต่อปริมาณน้ำฝนหนึ่งหน่วย^{[ 5 ]}สามารถกำหนดได้ว่าเป็นไฮโดรกราฟน้ำไหลบ่าโดยตรง (DRH) ที่เกิดจากปริมาณ น้ำฝนที่มีประสิทธิภาพหนึ่งหน่วย (เช่น หนึ่งเซนติเมตรหรือหนึ่งนิ้ว) ที่เกิดขึ้นอย่างสม่ำเสมอทั่วลุ่มน้ำนั้นในอัตราที่สม่ำเสมอในช่วงเวลาหนึ่งหน่วย เนื่องจาก UH ใช้ได้เฉพาะกับส่วนประกอบน้ำไหลบ่าโดยตรงของไฮโดรกราฟ (เช่นน้ำไหลบ่าบนพื้นผิว ) จึงจำเป็นต้องมีการกำหนดส่วนประกอบน้ำไหลพื้นฐานแยกต่างหาก

หน่วยไฮโดรกราฟ (UH) นั้นมีความเฉพาะเจาะจงสำหรับลุ่มน้ำหนึ่งๆ และเฉพาะเจาะจงสำหรับช่วงเวลาที่สอดคล้องกับระยะเวลาของปริมาณน้ำฝนที่มีประสิทธิภาพ กล่าวคือ หน่วยไฮโดรกราฟจะถูกระบุว่าเป็นหน่วย 1 ชั่วโมง 6 ชั่วโมง หรือ 24 ชั่วโมง หรือช่วงเวลาอื่นๆ จนถึงเวลาที่น้ำไหลบ่าโดยตรงมารวมกันที่ทางออกของลุ่มน้ำ ดังนั้น สำหรับลุ่มน้ำหนึ่งๆ อาจมีหน่วยไฮโดรกราฟได้หลายหน่วย แต่ละหน่วยสอดคล้องกับระยะเวลาของปริมาณน้ำฝนที่มีประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน

เทคนิค UH เป็นเครื่องมือที่ใช้งานได้จริงและค่อนข้างง่ายต่อการนำไปใช้ในการหาปริมาณผลกระทบของปริมาณน้ำฝนหนึ่งหน่วยต่อปริมาณน้ำไหลบ่าที่สอดคล้องกันจากลุ่มน้ำเฉพาะ^{[ 6 ]} ทฤษฎี UH สมมติว่าการตอบสนองของน้ำไหลบ่าของลุ่มน้ำเป็นแบบเชิงเส้น ไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา และปริมาณน้ำฝนที่มีประสิทธิภาพเกิดขึ้นอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งลุ่มน้ำ ในโลกแห่งความเป็นจริง สมมติฐานเหล่านี้ไม่มีข้อใดเป็นจริงอย่างเคร่งครัด อย่างไรก็ตาม การประยุกต์ใช้วิธี UH มักจะให้ค่าประมาณที่สมเหตุสมผลของการตอบสนองของน้ำท่วมของลุ่มน้ำตามธรรมชาติ สมมติฐานเชิงเส้นที่อยู่เบื้องหลังทฤษฎี UH อนุญาตให้จำลองการเปลี่ยนแปลงความรุนแรงของพายุเมื่อเวลาผ่านไป (เช่นกราฟปริมาณน้ำ ฝนของพายุ ) โดยการใช้หลักการซ้อนทับและสัดส่วนกับส่วนประกอบของพายุที่แยกจากกันเพื่อกำหนดกราฟปริมาณน้ำสะสมที่เกิดขึ้น ซึ่งช่วยให้สามารถคำนวณการตอบสนองของกราฟปริมาณน้ำต่อเหตุการณ์ฝนตกใดๆ ได้อย่างค่อนข้างตรงไปตรงมา

ไฮโดรกราฟหน่วยทันที (Instantaneous Unit Hydrograph: IUH) เป็นการพัฒนาต่อยอดจากแนวคิดเดิม โดยสำหรับ IUH นั้น จะถือว่าปริมาณน้ำฝนที่ป้อนเข้ามาทั้งหมดเกิดขึ้น ณ จุดเวลาใดจุดเวลาหนึ่ง (ซึ่งแน่นอนว่าในความเป็นจริงแล้วพายุฝนที่เกิดขึ้นนั้นไม่เป็นเช่นนั้น) การตั้งสมมติฐานเช่นนี้จะช่วยลดความซับซ้อนของการวิเคราะห์ในการสร้างไฮโดรกราฟหน่วยได้อย่างมาก และเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสร้างไฮโดรกราฟหน่วยทันทีทางธรณีสัณฐานวิทยา

การสร้าง GIUH สามารถทำได้โดยใช้เพียงข้อมูลทางภูมิประเทศของลุ่มน้ำเฉพาะแห่งหนึ่งเท่านั้น ที่จริงแล้ว สิ่งที่จำเป็นอย่างยิ่งก็คือ จำนวนลำธารในแต่ละลำดับชั้น ความยาวเฉลี่ยของลำธารในแต่ละลำดับชั้น และพื้นที่เฉลี่ยที่ระบายลงสู่ลำธารในแต่ละลำดับชั้นโดยตรง (และสามารถประมาณค่าได้แทนที่จะคำนวณอย่างชัดเจนหากจำเป็น) ดังนั้นจึงสามารถคำนวณ GIUH สำหรับลุ่มน้ำได้โดยไม่ต้องมีข้อมูลเกี่ยวกับระดับความสูงหรือปริมาณน้ำไหลของลำธาร ซึ่งอาจไม่สามารถหาได้เสมอไป

ในอุทกวิทยาใต้ดิน ( อุทกธรณีวิทยา ) กราฟแสดงระดับน้ำ (hydrograph) คือบันทึกระดับน้ำ ( ระดับความดันน้ำ ที่สังเกตได้ ในบ่อที่เจาะผ่านชั้นหินอุ้มน้ำ )

โดยทั่วไป การบันทึกกราฟแสดงระดับน้ำ (hydrograph) จะใช้เพื่อตรวจสอบระดับน้ำในชั้นหินอุ้มน้ำในช่วงที่ไม่ได้ทำการทดสอบ (เช่น เพื่อสังเกตความผันผวนตามฤดูกาลของชั้นหินอุ้มน้ำ) เมื่อ มี การทดสอบชั้นหินอุ้มน้ำข้อมูลที่ได้มักเรียกว่า ระดับน้ำ ลดลง (drawdown ) เนื่องจากจะนำไปหักลบจากระดับน้ำก่อนการทดสอบ และมักจะพิจารณาเฉพาะการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำเท่านั้น

กราฟแสดงปริมาณน้ำไหลแบบแรสเตอร์เป็นแผนภาพแบบพิกเซลสำหรับแสดงภาพและระบุความแปรผันและการเปลี่ยนแปลงในชุดข้อมูลหลายมิติขนาดใหญ่ เดิมทีพัฒนาโดย Keim (2000) ^{[ 7 ]}และถูกนำไปใช้ในด้านอุทกวิทยาเป็นครั้งแรกโดย Koehler (2004) ^{[ 8 ]}เพื่อเน้นให้เห็นการเปลี่ยนแปลงของปริมาณน้ำไหลระหว่างปี (ระยะยาว) และภายในปี (เช่นฤดูกาล )

กราฟแสดงปริมาณน้ำไหลแบบแรสเตอร์ใน USGS WaterWatch เช่นเดียวกับที่พัฒนาโดย Koehler จะแสดงปีบนแกน y และวันตามแกน x ผู้ใช้สามารถเลือกที่จะพล็อตปริมาณน้ำไหล (ค่าจริงหรือค่าลอการิทึม) เปอร์เซ็นต์ปริมาณน้ำไหล หรือระดับปริมาณน้ำไหล (จาก 1 สำหรับปริมาณน้ำไหลต่ำ ถึง 7 สำหรับปริมาณน้ำไหลสูง) สำหรับปริมาณน้ำไหลรายวัน 7 วัน 14 วัน และ 28 วัน สำหรับคำอธิบายที่ครอบคลุมมากขึ้นเกี่ยวกับกราฟแสดงปริมาณน้ำไหลแบบแรสเตอร์ โปรดดู Strandhagen et al. (2006) ^{[ 9 ]}

ไฮโดรกราฟ Lag-1 คือกราฟปริมาณน้ำไหลที่สามารถสร้างได้โดยไม่ต้องใช้แกนเวลา (Koehler 2022) ^{[ 10 ]}เทคนิคนี้ช่วยให้คุณสมบัติของข้อมูล เช่น Q, dQ/dt และ d ² Q/dt ²และแนวโน้มของการไหลที่เพิ่มขึ้น ลดลง หรือไม่มีการเปลี่ยนแปลง สามารถมองเห็นและเข้าใจได้ง่ายบนกราฟเดียว เส้นอ้างอิงพัลส์การไหลสามารถเพิ่มและตีความได้ง่าย วิธีการนี้อิงตามกราฟความสัมพันธ์อนุกรมเวลา lag-1 และใช้ความสัมพันธ์อัตโนมัติที่ไม่ต้องการ (แต่ยังมีค่า) ที่มีอยู่ในข้อมูลการไหลของลำน้ำ

แกน x แสดงปริมาณการไหลในวันที่กำหนด Qt _ในขณะที่แกน y แสดงปริมาณการไหลในวันถัดไป Qt ₊₁วิธีการเตรียมข้อมูลและการสร้างกราฟนั้นเหมือนกับกราฟแสดงความสัมพันธ์อัตโนมัติแบบหน่วงเวลา 1 โดยที่ 1 หมายถึงช่วงเวลา 1 วัน หรือรายวัน ตารางด้านล่างแสดงวิธีการเลื่อนข้อมูลอนุกรมเวลาของปริมาณการไหล สิ่งสำคัญคือต้องรักษาลำดับเวลาของข้อมูลไว้ การคิดว่าค่า x เป็น "ปริมาณการไหลในวันนี้" และค่า y เป็น "ปริมาณการไหลในวันพรุ่งนี้" จะช่วยให้เห็นภาพลำดับของข้อมูลได้ชัดเจนยิ่งขึ้น

• การทดสอบชั้นหินอุ้มน้ำ
• อุทกธรณีวิทยา
• การไหลพื้นฐาน
• การกำหนดเส้นทาง (อุทกวิทยา)
• แบบจำลองการไหลบ่า (อ่างเก็บน้ำ)
• เครื่องวัดระดับน้ำ
• น้ำผิวดิน

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับไฮโดรกราฟ

• สำนักงานสำรวจทางธรณีวิทยาแห่งสหรัฐอเมริกา (USGS) ให้ข้อมูลการไหลของน้ำแบบเรียลไทม์สำหรับลำธารหลายพันสายในสหรัฐอเมริกา
• สำนักงานสำรวจทางธรณีวิทยาแห่งสหรัฐอเมริกา (USGS) ยังมีชุดเครื่องมือออนไลน์เพื่อสร้างไฮโดรกราฟแรสเตอร์[1]สำหรับสถานีวัดการไหลของน้ำในลำธารใดๆ ในสหรัฐอเมริกา
• SCS หน่วยไฮโดรกราฟไร้มิติ
• กิจกรรม SERC และโค้ด Matlab สำหรับการคำนวณและการใช้ Unit Hydrograph