Környezeti elemek védelme III. Vízvédelem

Átírás

1 Globális környezeti problémák és fenntartható fejlődés modul Gazdálkodási modul Gazdaságtudományi ismeretek I. Közgazdasá Környezeti elemek védelme III. Vízvédelem KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI MÉRNÖKI MSc TERMÉSZETVÉDELMI MÉRNÖKI MSc KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI MÉRNÖKI MSc TERMÉSZETVÉDELMI MÉRNÖKI MSc

2 A Föld vízkészletei és körforgásuk 32. Lecke

3 A Föld vízkészlete Teljes vízkészlet: ,610 km 3 felszín alatti vízkészlet 1,7% gleccserek és állandó hó (édes) 1,7% világtengerek 96,5% Forrás: Hamza I. légköri víz, tavak és lápok, vízfolyások, biológiai víz, talajnedvesség, felszín alatti jég 0,1%

4 Az édesvízkészlet 2,53 % felszín alatti jég 0,9% tavak 0,3% légköri víz, vízfolyások, biológiai víz, talajnedv. 0.0% gleccserek és állandó hótakaró 68,7% felszín alatti édesvíz 30,1% Forrás: Hamza I.

5 A vízfolyásmedrekben levő víz Ausztrália és Óceánia 1,2% Európa 3,8% Ázsia 26,7% Forrás: Hamza I. Dél- Amerika 47,3% Afrika 9,2% Észak- Amerika 12%

6 Forrás: Hamza I.

7 A víz körforgásának menete Kipárolgás (ET) az óceán felszínéről, szilárd felületekről, és növényekről (a párolgó víz sómentes) A légköri kondícióknak megfelelően felemelkedik, szállítódik, majd kicsapódik (felhőképződés) A légkörből a csapadék visszahullik az óceánokba vagy a szárazföldre Egy része azonnal raktározódik mint hó és jég, vagy víz a tavakban, más része felszíni majd mederbeli elfolyásokkal elszállítódik A felszínen áramló víz egy része beszivárog a talajba (3 fázisú zóna) A víz beszivárgó részét közvetlenül felveszik a növények, más része eléri a talajvizet (telített, vagy 2 fázisú zóna), vagy a mélyebb víztartó rétegeket. A telített zóna vize a felszín alatt áramlik, míg felszínre nem ér, mint forrás, vagy táplál mocsarat, tavat, folyót, vagy óceánt A víz körforgásába magmatikus vizek is bekapcsolódhatnak, ill. szubdukció során az óceáni eredetű víz a magma részévé válhat Minden vízhasználat a természetes vízkörforgás részét képezi, ezért takarékosan és felelősen kell bánni a vizkészleteinkkel.

8 A párolgás folyamata Forrás: Hamza I.

9 Párologás kifejezések Párolgás (E, evaporáció) kádpárolgás párolgás szabad vízfelületről párolgás kopár talajfelületről párolgás tó és jég felületről párolgás a növényzet felületéről (intercepció) párolgás burkolt (utak, háztetők) felületéről párolgás talajvízből Viszonyítási (referencia) párolgás (párolgás kopár talajú liziméterből) Potenciális evaporáció (PE, lehetséges párolgás) Evapotranszspiráció (ET) Potenciális evapotranszspiráció (PET) (lehetséges evapotranszspiráció) evapotranszspiráció vízfelület + növény evapotranszspiráció talaj + növény viszonyítási evapotranszspiráció (növénnyel borított talaj) Forrás: Hamza I.

10 Kapilláris emelkedés Átszivárgás (talajvízutápótlódás) Transzspiráció A felszíni lefolyás keletkezésének folyamata Csapadék Párolgás Felszíni tározódás (intercepció, teknőtározás) Párolgás Terepfelszín Három fázisú Beszivárgás Terpfelszíni lefolyás Hipodermikus lefolyás Közvetett Közvetlen lefolyás Összes lefolyás a vízfolyásban (vízhozam) Hozzáfolyás vízgyűjtőkből Elfolyás más vízgyűjtőkbe Telített talajzóna Mélybe szivárgás Talajvíz lefolyás Késleltetett A lefolyás fő útjai Bázis lefolyás A lefolyás vízfolyásba érkezésének két időpontja Forrás: Hamza I.

11 Kérdések a leckéhez A Föld vízkészletei Párolgás kifejezések A felszíni lefolyás tényezői

12 KÖSZÖNÖM FIGYELMÜKET!

13 Globális környezeti problémák és fenntartható fejlődés modul Gazdálkodási modul Gazdaságtudományi ismeretek I. Közgazdasá Környezeti elemek védelme III. Vízvédelem KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI MÉRNÖKI MSc TERMÉSZETVÉDELMI MÉRNÖKI MSc KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI MÉRNÖKI MSc TERMÉSZETVÉDELMI MÉRNÖKI MSc

14 A lefolyások számítása 33. Lecke

15 Az összes lefolyás a vízfolyásban (vízhozam) - közvetlen lefolyás - felszín alatti hozzáfolyás - felszín alatti lefolyás - alapvízhozam A magyar hidrológiai gyakorlat három összetevőt különböztet meg: -felszíni lefolyás - felszínközeli hozzáfolyás - mélységi vizekből való víztáplálás Forrás: Hamza I.

16 A lefolyásképződés folyamata A felszíni lefolyás kialakulását befolyásolják: - meteorológiai jellemzők - talaj jellemzők - talajt borító növényzet - emberi tevékenységek - domborzati jellemzők Forrás: Hamza I.

17 ahol F q Az évi átlagos lefolyt víztérfogat (V): V = F q : a vízgyűjtő terület nagysága : a fajlagos lefolyás A fajlagos lefolyás sokévi átlaga (q): q = f ( c t 0 ) ahol c t 0 : a csapadék sokévi átlaga, : a havi középhőmérsékletek és a havi csapadékösszegek sokévi átlagából számított súlyozott átlaghőmérséklet

18 A szivárgás alapegyenlete A szivárgást írja le Telített vagy telítetlen közegben Permanens vagy nem permanens esetben Alapja: A folyadékok tömegmegmaradása (kontinuitása) Szivárgást leíró alapösszefüggés Forrás: Hefop

19 Szivárgás alapegyenlete telített közeg, permanens eset A vizsgált térrészbe be- és kilépő vízhozamok ( tömegfluxusok ) egyenlősége: v v v x x y y ahol az áramló folyadék sűrűsége és v x, v y és v z a szivárgási sebességvektor komponensei. z Forrás: Hefop z 0 v i a Darcy törvényből megismert intenzitás (átlagos lineáris térfogati sebesség, r a folyadék sűrűsége, akkor rv i tömegáramlási sűrűség vagy tömegfluxus i irányban. A kiáramló tömegfluxus a beáramló és a változás összege.

20 Szivárgás alapegyenlete telített közeg, permanens eset A vizsgált térrészbe be- és kilépő vízhozamok egyenlősége: v v v x x y y z z 0 folyadéksűrűség állandó Folyadéksűrűség kiemelhető folyadéksűrűség változó lánc-szabály : v i i >> v i i ahol i a szivárgás x, y vagy z iránya Mind összenyomható, mind összenyomhatatlan folyadék esetére Forrás: Hefop v x x v y y v z z 0

21 Szivárgás alapegyenlete telített közeg, permanens eset Felhasználva a Darcy-törvényt: Izotróp közegre (k x =k y =k z ) 0 z v y v x v z y x 0 z h k z y h k y x h k x z y x 0 z h y h x h (Laplace- egyenlet) Forrás: Hefop

22 Szivárgás alapegyenlete telített közeg, nem permanens eset Nem permanens szivárgás vizsgálatához szükséges közegjellemzők: Fajlagos tárolási tényező (S s ) Tárolási tényező (S) Fajlagos hozam (S y ) (Marton L.: fajlagos vízleadás) Levezetéshez szükséges paraméterek: folyadék-sűrűség, folyadék-viszkozitás, folyadék-kompresszibilitás, n közeg hézagtérfogat e közeg hézagtényezője, közeg-kompresszibilitás K áteresztőképesség Forrás: Hefop

23 A Föld vízkészleteinek megújulási periódusai Hidroszféra rész Világtenger Felszínalatti víz Talajnedvesség Állandó fagyott talajok felszín alatti jege Sarki jégpáncél és állandó hótakaró Hegyi gleccserek Tavak Mocsarak Vízfolyások vize Biológiai víz Légköri víz Megújulási idő év év 1 év év év év 17 év 5 év 16 nap néhány óra 8 nap

24 Általános alakja Vízháztartási mérlegek T I + T Q = T S = S(t 2 ) - S(t 1 ) A hidroszféra egészére, hosszú átlagban: P = Cs A világtengerekre: P = Cs + L f + L fa Szárazföldre: Cs = P + L f + L fa Lefolyástalan területekre: Cs = P Egy tetszőleges vízgyüjtő területre: Cs = P + L f - L h + B - H fa + S Forrás: Hamza I.

25 A Kárpát medence hegy- és vízrajza

26 Az un. Pocsolya térkép

27 Magyarország domborzata és vizei

28 Kérdések a leckéhez A lefolyások számítása A beszivárgás tényezői Vízháztartási mérlegek

29 KÖSZÖNÖM FIGYELMÜKET!