rzeki, ochrona środowiska UJ, III semestr, hydrologia
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
PREKURSORZY Pierwotne tamy na Nilu ok. 4000 p.n.e, obserwacje stanów wody na Nilu; kanał łączący Kair z Suezem ok. 3000p.n.e; kodeks Hamurabiego Mezopotamia; Tales z Milet;Arystoteles;Witruwiusz;maszyny wodne L.daVinci;Bernard Palissy;(Pierre Praeeault;Edme Mariotte, Edmund Halley)-uwazania sa za prekur. Hydrologi ilościowej; Równania bilansu wodnego Opady = odpływ+ parowanie +retencja Opady - śnieg , deszcz, rosa, sadz, szron Odpływ – powierzchniowy, podziemny Parowanie – z pow. wody, z pow. gleby, z pow. roślin, transpiracja Retencja – powierzchniowa ( śnieg, jeziora, lodowce, koryta rzeczne) podziemna (pokrywy, utwory skalne) Dyscypliny nauk hydrologicznych: Potamologia- rzeki Hydrogeologia – wody podziemne Limnologia – jeziora Paludologia – bagna Krenologia – źródła Hydrometeorologia – woda w atm. Pedohydrologia- w glebie Hydrochemia – chemia wody Kriologia – postacie lodu Glacjologia – lodowce Oceanografia – oceany Układ sieci rzecznej Dendryczny, Kratowy,Równoległy,Decentryczny, Nieregularny,Widlasty,Pierzasty, Parametry sieci rzecznej: Spadek wyrównany rzeki – stosunek różnicy wysokości źródła i ujścia do długości rzeki Spadek zwierciadła wody w rzece – stosunek różnicy wysokości rzędnych zwierciadła w dwóch punktach rzeki do odległości między tymi punktami Wskaźnik rozwinięcia rzeki – stosunek długości rzeki do długości linii prostej łączącej źródło i ujście rzeki Krętość rzeki – iloraz długości rzeki i długości doliny Parametry morfometryczne zlewni : Długość zlewni – największa odległość w linii prostej między ujściem a najdalej oddalonym punktem na dziale wodnym Maksymalna długość zlewni – długość doliny rzeki głównej od ujścia do punktu na dziale wodnym w przedłużeniu do działu wodnego Średnia szerokość zlewni – stosunek powierzchni zlewni do jej maksymalnej długości Obwód zlewni – długość działu wodnego Wskaźnik wydłużenia zlewni – iloraz średnicy koła o polu równym polu powierzchni zlewni do maksymalnej długości zlewni Wskaźnik kolistości zlewni – stosunek pola powierzchni zlewni do pola koła o tym samym obwodzie co obwód zlewni Wysokość maksymalna zlewni Wysokość minimalna zlewni Średnia wysokość zlewni Środkowa wysokość zlewni Zlewnia – obszar z którego wody spływają do jednego wspólnego odbiornika. Dorzecze - obszar z którego wody spływają do jednego systemu rzecznego Zlewisko – zespół dorzeczy odprowadzający wody do jednego wspólnego morza Dział wodny – granica zlewni, linia oddzielająca kierunki odpływu wód do dwóch różnych systemów rzecznych Dział wodny topograficzny – wyznaczony przez kształtowanie terenu , biegnie po grzbietach wzniesień i stanowi granicę zlewni powierzchniowej Podziemny dział wodny – wyznaczony przez ukształtowanie zwierciadła wód podziemnych stanowi granice zlewni podziemnej. Wyznacza go układ warstw nieprzepuszczalnych i wodonośnych a wykreśla się go na podstawie mapy hydroizohips. Nie zawsze dział topograficzny pokrywa się z działem podziemnym. Bifurkacja – utrudnienie w wyznaczaniu powierzchniowych działów wodnych stanowią miejsca o odpływie powierzchniowym skierowanym do różnych dorzeczy Obszar bezodpływowy – zagłębienia bezodpływowe ,których zlewnie na ogół stykają się ze sobą działami wodnymi Spadek rzeki , wielkość charakteryzująca i dynamikę wody rzecznej. Jest to stosunek różnicy wysokości, jakie rzeka pokonuje od źródeł do ujścia, do długości rzeki Opad – element bilansu wodnego, mgła, szron, sadź to różne stany skupienia opadu. 1 litr wody na m² daje nam warstwę 1 mm Deszczomierze – w Polsce deszczomierz Helmana Pluwiografy – opady zapisywane w sposób ciągły Kolektory opadu całkowitego (totalizatory) Intercepcja- dystrybucja opadu w lesie Suma opadu – mm Natężenie opadu – mm/h, mm/min Wydajność opadu ( natężenie *czas trwania) – mm Przyczyny błędów pomiarowych : -straty na zwilżenie ścianek zbiorniczka - zaburzenia turbulencyjne - nie rejestrowanie osadów - wywiewanie śniegu - parowanie ze zbiorniczka - błędy odczytu Izohieta – linia łącząca punkty o tej samej sumie opadów W Polsce najniższe opady w centralnej Polsce < 600 mm, na Pd. Bardzo duże związane z górami> 900 mm Odpływ – stan wody i przepływ rzeki; ilośc wody w rzece powyżej jakiejś zniwelowanej wielkości łata wodowskazowa Jak zmierzyć przepływ rzeki? -metoda wolumetryczne ( podstawionego naczynie) - metoda przelewów trójkątnych cienkościennych - przelew trójkątny Thompsona - krzywa kalibracji przelew trójkątnego - przelew trapezowy - różne profile przelewu - pomiar pływakiem WYNIK POMIARU PRZEPŁYWU Q = F * v * d Q – natężenie przepływu F – pole przekroju poprzecznego koryta v – prędkość wody d – WSP. Redukcyjny uwzględniający tarcie Krzywa natężenia przepływu – krzywa konsumcyjna zależ od kształtu koryta rzeki Przyczyny zmian krzywej natężenia przepływu: -pogłębianie lub spłycanie koryta - poszerzanie lub zwężanie koryta - występowanie roślinności korytowej -występowanie pokrywy lodowej -zabudowa hydrotechniczna Miary odpływu: Objętość odpływu [m³] Warstwa wody H [mm] Odpływ jednostkowy [d m³ * sˉ¹ * kmˉ²] Czynniki wpływające na wielkość podziemnego zasilania rzeki: -budowa geologiczna -ukształtowanie terenu -użytkowanie ziemi - stopień przemarznięcia gruntu Zasilanie: pośrednie, wzdłuż uskoku, przez okno hydrogeologiczne sedymentacyjne, przez okno hydrogeologiczne erozyjne Wzór Iszkowskiego na przepływ średni: Q = 0,0317 * C* P* A Q - średni przepływ C - wsp. zależny od cech zlewni P - opad roczny w m A – powierzchnia zlewni Limnigraf - służy do pomiaru poziomu wody w rzece. Hydrograf- pokazuje jak w czasie zmienił się przepływ rzeki 180 mm- średni roczny odpływ w Polsce Roczny odpływ ze zlewni H roczny = Q śr *365 dni * 24h * 3600s / A Zasilanie podziemne jest w miarę stabilne. Odpływ podziemny rzeki – ilość wody która odpływa rzeką , a która pochodzi z zasilania podziemnego. 3 rodzaje zasilania rzeki : - spływ po powierzchni – najszybszy - spływ po pokrywach śródpokrywowych - spływ podziemny – trwa najdłużej Rodzaje wody podziemnej : wsiąkowi, higroskopijna, błonkowata, kapilarna, wolna (grawitacyjna), chemicznie związana Własności hydrogeologiczne skał : porowatość, szczelinowatość, krasowatość, przepuszczalność (zdolność skał do przewodzenia wody), wodochłonność, wodoodsączalność (zdolność skał do oddawania wody wolnej pod wpływem ciezkości) Prawo Darcy’ego: ilość wody przepływającej przez przekrój poprzeczny skały Q równa jest iloczynowi powierzchni tego przekroju F i prędkości wody v . Q = F * v Pomiar zwierciadła wody podziemnej : gwizdek studzienny, świstawka elektryczna, hydroizobaty Źródło : naturalny, skoncentrowany, samoistny wypływ wody na powierzchnię terenu Podział źródeł ze względu na siłę motoryczną: descensyjne, ascensyjne, lewarowe, Retencja : śniegowa, jeziorna, lodowcowa, podziemna, intercepcji. Genetyczne typy jezior: Endogeniczne - tektoniczne – głębokie, długie o stromych brzegach - wulkaniczne – w kraterach wygasłych wulkanów Egzogeniczne - polodowcowe tj. rynnowe, moreny dennej, moreny czołowej, oczka, kotły, cyrkowe, fiordowe -nie związane z działalnością lodowców i lądolodów Źródła dostawy biogenów : azot atmosferyczny, azot glebowy, detergenty, nawóz naturalny, nawozy sztuczne, zanieczyszczone opady atmosferyczne, ścieki gospodarcze i komunalne Trofia – produktywność biologiczna zbiorników wodnych i zespół czynników środowiskowych o niej decydujących. Wody płone – oligotroficzne Wody umiarkowanie żyzne – mezotroficzne Wody żyzne – eutroficzne Wody b. żyzne – politroficzne Wody przeżyźnione – saprotroficzne Jezioro oligotroficzne – duża przeźroczystość, dużo tlenu, mała mineralizacja wody, liczne gatunki, mała populacja organizmów, uboga roślinność litoralna, słabo rozwinięty plankton, osady denne ubogie w subst. organiczne Jezioro eutroficzne – mała przeźroczystość, mało tlenu, duża mineralizacja wody, nieliczne gatunki, duża populacja org., bogata roślinność litoralna, silnie rozwinięty plankton, osady denne bogate w subst. org. Ewapotranspiracja: parowanie, parowanie potencjalne, parowanie rzeczywiste, transpiracja (parowanie za pośrednictwem roślin), Ewapotranspiracja, intercepcja Parowanie : z pow. ziemi, z roślin, z pow. wody (morza, jeziora, stawy), z pow. sztucznej (asfalt, dachy…) Parowanie można mierzyć za pomocą : ewaporometru EWP 992, ewaporometru, lizymetru Czynniki wpływające na wielkość parowania: Temp. powietrza, wilgotność powietrza, prędkość wiatru, wilgotność środowiska GLACJOLOGIA Zasoby wód słodkich na Ziemi : lód i śnieg 68.7 %, wody podziemne 30,1 %, wieczna zmarzlina 0,9 %, jeziora, rzeki, mokradła 0,3 % Zmarzlina - zajmuję sięnią kriologia, pas zmarzliny ciągłej to Grenlandia, PN. Eurazja Lodowce zajmują 11% pow. Lądów 16.317tys km2 Jakie warunki musza być spełnione aby powstał lodowiec? - korzystne warunki morfologiczne - dogodne warunki klimatyczne ( temp., opady w postaci ciągłej) - dużą role odgrywa temp. Latem - w lodowcach Turkiestańskich dużą role odgrywają lawiny Klimatyczna granica zlodowacenia – potencjalna możliwość gromadzenia śniegu, na wykresie miejsce to pokazuje przecięcie się krzywych zależności opadów od wysokości i temp. od wysokości Orograficzna granica – to średnia arytmetyczna najniższej góry z lodowcem i najwyższej góry bez lodowca Metamorfoza śniegu w lód lodowcowy - metamorfoza mokra – występuje stadium wody - metamorfoza sucha – ciśnienie jest głównym czynnikiem, który powoduje zmianę struktury kryształu śnieg – śnieg firnowy – firn – lód firnowy – lód lodowcowy Wiek lodowca można określić na podstawie warstw. Procesy powodujące ubytek śniegu to sublimacja, topnienie, wywiewanie Rok glacjologiczny : akumulacja, ablacja Formy akumulacji : opady, lawiny, nawiewanie, źródła, zasilanie wewnętrzne, krystalizacja wilgoci atmosferycznej Formy ablacji : termiczna, mechaniczna, zwiewanie Ablacja termiczna może być - frontalna – w dolnej części lodowca - arealna – na całej lub większej części lodowca Typy lodowców Lądolody i lodowce niezależne od rzeźby: [ Pobierz całość w formacie PDF ] |