Környezeti elemek védelme

Környezeti elemek védelme III. Vízvédelem

KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI MÉRNÖKI MSc TERMÉSZETVÉDELMI MÉRNÖKI MSc

Gazdálkodási modul

Gazdaságtudományi ismeretek I. Közgazdaságtan

KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI MÉRNÖKI MSc TERMÉSZETVÉDELMI MÉRNÖKI MSc

Globális környezeti problémák és fenntartható fejlődés modul

32. Lecke

A Föld vízkészletei és körforgásuk

A Föld vízkészlete

Teljes vízkészlet: 1 385 984,610 km³

légköri víz, tavak és lápok, vízfolyások,

biológiai víz, talajnedvesség, felszín alatti jég

0,1%

felszín alatti vízkészlet

1,7%

gleccserek és állandó hó (édes)

1,7%

világtengerek 96,5%

Forrás: Hamza I.

Az édesvízkészlet 2,53 %

Forrás: Hamza I.

tavak 0,3%

gleccserek és állandó

hótakaró 68,7%

felszín alatti édesvíz

30,1%

légköri víz, vízfolyások, biológiai víz,

talajnedv. 0.0%

felszín alatti jég

0,9%

A vízfolyásmedrekben levő víz

Forrás: Hamza I.

Dél- Amerika

47,3%

Európa 3,8%

Ausztrália és Óceánia

1,2%

Észak- Amerika

12%

Ázsia 26,7%

Afrika 9,2%

Forrás: Hamza I.

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.

A párolgás folyamata

Forrás: Hamza I.

Forrás: Hamza I.

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)

A felszíni lefolyás keletkezésének folyamata

Forrás: Hamza I.

Csapadék Felszíni tározódás (intercepció, teknőtározás)

Terepfelszín

Három fázisú

Párolgás Terpfelszíni lefolyás

Transzspiráció Párolgás

Beszivárgás Közvetett Közvetlen lefolyás Hipodermikus

lefolyás

Összes lefolyás a vízfolyásban (vízhozam)

Telített talajzóna Hozzáfolyás

vízgyűjtőkből Elfolyás más vízgyűjtőkbe

Kapilláris emelkedés Átszivárgás (talajvíz- utápótlódás)

Késleltetett

Talajvíz lefolyás

Mélybe szivárgás A lefolyás vízfolyásba

érkezésének két időpontja Bázis

lefolyás

A lefolyás fő útjai

• A Föld vízkészletei

• Párolgás kifejezések

• A felszíni lefolyás tényezői

Kérdések a leckéhez

KÖSZÖNÖM FIGYELMÜKET!

Környezeti elemek védelme III. Vízvédelem

KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI MÉRNÖKI MSc TERMÉSZETVÉDELMI MÉRNÖKI MSc

Gazdálkodási modul

Gazdaságtudományi ismeretek I. Közgazdaságtan

KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI MÉRNÖKI MSc TERMÉSZETVÉDELMI MÉRNÖKI MSc

Globális környezeti problémák és fenntartható fejlődés modul

33. Lecke

A lefolyások számítása

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.

A lefolyásképződés folyamata

A felszíni lefolyás kialakulását befolyásolják:

- meteorológiai jellemzők - talaj jellemzők

- talajt borító növényzet - emberi tevékenységek - domborzati jellemzők

Forrás: Hamza I.

Az évi átlagos lefolyt víztérfogat (V):

V = F  q ahol

F : a vízgyűjtő terület nagysága q : a fajlagos lefolyás

A fajlagos lefolyás sokévi átlaga (q):

q = f ( c t

) ahol

c : a csapadék sokévi átlaga,

t

: a havi középhőmérsékletek és a havi csapadék- összegek sokévi átlagából számított

súlyozott átlaghőmérséklet

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 3.3.1.

Szivárgás alapegyenlete telített közeg, permanens eset

A vizsgált térrészbe be- és kilépő vízhozamok („tömegfluxusok”) egyenlősége:

ahol  az áramló folyadék sűrűsége és v_x, v_y és v_z a szivárgási sebességvektor komponensei .

    _{ }

0 z

v y

v x

vx y _z 





 





 







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.

Forrás: Hefop 3.3.1.

Szivárgás alapegyenlete telített közeg, permanens eset

A vizsgált térrészbe be- és kilépő vízhozamok egyenlősége:

 folyadéksűrűség állandó

    _{ }

0 z

v y

v x

vx y _z 





 





 







 folyadéksűrűség változó

lánc-szabály :

i v_i



 

i v_i





>>

Mind összenyomható, mind összenyomhatatlan folyadék esetére

0 z

v y

v x

v





 



 





 Folyadéksűrűség kiemelhető

ahol i a szivárgás x, y vagy z iránya

Forrás: Hefop 3.3.1.

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 x y _z 



 



 





0 z

k h z y

k h y x

k h

x ^{x y z}

 



 











 















 



 













0 z

h y

h x

h

2 2

2 2

2 2

 

 



 



 (Laplace- egyenlet)

Forrás: Hefop 3.3.1.

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 3.3.1.

A Föld vízkészleteinek megújulási periódusai

Hidroszféra rész Megújulási idő Világtenger 2.500 év Felszínalatti víz 1.400 év Talajnedvesség 1 év Állandó fagyott talajok felszín alatti jege 10.000 év

Sarki jégpáncél és állandó hótakaró 9.700 év Hegyi gleccserek 1.600 év

Tavak 17 év Mocsarak 5 év Vízfolyások vize 16 nap Biológiai víz néhány óra Légköri víz 8 nap

Vízháztartási mérlegek Általános alakja



I + 

Q = 

S = S(t

) - S(t

) A hidroszféra egészére, hosszú átlagban:

P = Cs A világtengerekre:

P = Cs + L

+ L

Szárazföldre:

Cs = P + L

+ L

Lefolyástalan területekre:

Cs = P Egy tetszőleges vízgyüjtő területre:

Cs = P + L

- L

+ B - H

+ S

Forrás: Hamza I.

A Kárpát medence hegy- és vízrajza

Az un. „Pocsolya térkép”

Magyarország domborzata és vizei

• A lefolyások számítása

• A beszivárgás tényezői

• Vízháztartási mérlegek

Kérdések a leckéhez

KÖSZÖNÖM FIGYELMÜKET!