A vízgyűjtő, mint a hidrogeográfiai vizsgálatok alapegysége Jellemző paraméterek. Az esésgörbe
Fogalmak vízgyűjtő terület (vízgyűjtő kerület!): egy vízfolyás vízgyűjtőjének nevezzük azt a területet, ahonnan az összes felszíni és felszín alatti vizeket az adott vízfolyás vezeti le (gyűjti össze) vízválasztó: a vízgyűjtő határa felszíni, felszín alatti, topográfiai vízgyűjtő - vízválasztó
Jelentősége a vízgyűjtő mérete, alakja, domborzata, talaja, kőzete, területhasznosítása (és klímája) határozza meg a vízfolyás jellegét (vízhozamát, vízjárását, hordalékszállítását, vízminőségét) fontos tervezési egység
Vízgyűjtőket jellemző paraméterek vízfolyássűrűség: S f = L/F, ahol L: vízgyűjtő vízfolyásainak összhossza (általában km) F: vízgyűjtő terület nagysága (km 2 ) völgysűrűség: S v = V/F, ahol V: vízgyűjtő völgyeinek összhossza (általában km) Melyik nagyobb? (S v /S f jellemző értékei: 1,5-3) Mitől függ az értékük? (csapadék és annak eloszlása, kőzetminőség, domborzat, növényzet területhasznosítás)
Borsy Z., 1993
Szélsőségek: arid, szemiarid területeken: az általában nagy intenzitású rövid esők nagy völgysűrűséget eredményeznek, de az állandó vízfolyások száma csekély (S v /S f nagy) vízáteresztő kőzetek-üledékek (pl. karsztok, kavicstakarók): alacsony vízfolyássűrűség (0,1-0,150,15 km/km 2 ) bő, egyenletes csapadék vízzáró kőzeten: 1,5 alá csökkenhet S v /S f
További jellemzők asszimetria koefficiens: (F b -F j )/F, ahol F b, F j, F: bal-, jobboldali és teljes vízgyűjtő terület nagysága F j F b F j F b F j F b vízgyűjtő alakja (ld. késleltetésnél, lefolyási tényezőnél)
A vízgyűjtő hidrológiai Lefolyási tényező (α): jellemzése megadja, hogy a lehullott csapadék hány %-a kerül (felszíni vagy felszín alatti) lefolyásra szükséges ismerni: csapadékmennyiség (c), terület nagysága (A), vízhozamadatok (Q) Fajlagos leegységnyi területről, egységnyi idő alatt lefolyó vízmennyiség (l/s/km 2, m 3 /év/m 2 ) folyás (f):
Mintafeladat: Egy 3 km 2 -es vízgyűjtőre évente 700 mm csapadék hullik. A vízgyűjtőről egy átlagosan 600 l/perces vízhozamú patak távozik. Mennyi a lefolyási tényező, azaz a vízgyűjtőre hullott csapadéknak hány százaléka fog lefolyni a területről?
Megoldás: Számoljuk ki először, hogy összesen mekkora vízmennyiség hullik a területre egy év alatt: a 700 mm csapadék m 2 -enként 700 l-t, azaz 0,7 m 3 -t jelent. A 3 km 2 m 2 -ben kifejezve 3.000.000, a kettő szorzataként 2.100.000 m 3 összcsapadék adódik. Másodszor számoljuk ki, hogy éves szinten mennyi a lefolyó vízmennyiség: ez a 600 l/perces vízhozamból a 600*60*24*365 szorzatból adódik, mely értéke 315.360.000 l, azaz 315.360 m 3. Végül a kettő hányadosaként megkapjuk a lefolyási tényezőt: α = 315.360 m 3 / 2.100.000 m 3 = 0,15,, azaz a lefolyási tényező (α) értéke 15 %.
Fajlagos lefolyás Egy 3 km 2 -es vízgyűjtőre évente 700 mm csapadék hullik. A vízgyűjtőről egy átlagosan 600 l/perces vízhozamú patak távozik. Megoldás: f = 600 l/perc / 3 km 2 = 200 l/perc/km 2
Borsy Z., 1993
Esettanulmány, Mátrakeresztes 2005. április 18. 2-3 óra alatt 90-100 mm csapadék (csak napi mérés) + 10-1515 cm-es hóborítás Elérhető adatok a Hasznosi víztározóról vannak: 36,4 km 2 -es vízgyűjtő tfh. 90 mm-es 24 órás csapadékmennyiség 1,5 millió m 3 lefolyás 24 óra alatt, a maximális intenzitás 157.000 m 3 0,5 óra alatt Felmerülő kérdések: - milyen vízhozamokra számíthatunk hasonló esetben? - mekkora a lefolyási tényező?
A területre hullott csapadék: 3.276.000 m 3 α = 1.500.000/3.276.000 = 45,8 % Q átl = 1.500.000/24/60/60 m 3 /s = 17,4 m 3 /s Q max = 157.000/30/60 m 3 /s = 87,2 m 3 /s Hibalehetőségek: csap. területi eloszlása (tározónál csak 24 mm/nap) kifolyó vízhozamok mérésének hibái tározómorfológia pontatlanságai Mindezek figyelembevételével is 70-80 m 3 /s-os csúcs valószínűsíthető
További fogalmak, gondolatok: összegyülekezési idő késleltetés felszíni és felszín alatti lefolyási tényező (ld. karsztok) vízgyűjtő alakja
Az esésgörbe és jelentősége. A vízgyűjtőn zajló változások
Az esésgörbe Forrástól mért távolság függvényében ábrázolt tengerszint feletti magasság Meghatározása méretarányfüggő: néhány km-es patakok esetén topográfiai térkép szintvonalai alapján Tisza, Duna méretű folyóknál pl. vízállásadatok alapján itt más a mederfenék esése és a vízfelszín esése
tszf (m) 400 375 350 325 300 1 km 2 km km
Miről tudósít az esésgörbe? völgymélyítő, oldalazó, hátráló erózió ideális esésgörbe vízhálózat kora, fejlettsége kiegyenlítetlenségek, zavaró tényezők : pl. közelmúlt földtörténeti eseményei, antecedencia, epigenezis (átöröklött völgy), jégkorszakok, vízgyűjtő elhódítás, folyólefejezés
Mecseki példa az esésgörbékre: DK ÉNy
Felhasznált ábrák, diagramok forrásai: Borsy Z. (szerk.)1993: Általános természetföldrajz. Nemzeti Tankönyvkiadó, Bp.