Környezeti elemek védelme III. Vízvédelem

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

A Föld vízkészletei és körforgásuk 32. Lecke

A Föld vízkészlete Teljes vízkészlet: 1 385 984,610 km3 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%

Az édesvízkészlet 2,53 %

felszín alatti jég 0,9%

gleccserek és állandó hótakaró 68,7% Forrás: Hamza I.

tavak 0,3%

légköri víz, vízfolyások, biológiai víz, talajnedv. 0.0%

felszín alatti édesvíz 30,1%

A vízfolyásmedrekben levő víz Ausztrália és Óceánia 1,2%

Európa 3,8%

Ázsia 26,7% DélAmerika 47,3%

Forrás: Hamza I.

Afrika 9,2%

ÉszakAmerika 12%

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.

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.

A felszíni lefolyás keletkezésének folyamata Csapadék

Felszíni tározódás (intercepció, teknőtározás) Párolgás

Terpfelszíni lefolyás

Három fázisú

Telített talajzóna

Mélybe szivárgás

Forrás: Hamza I.

Közvetett

Beszivárgás

Átszivárgás (talajvízutápótlódás)

Hozzáfolyás vízgyűjtőkből Elfolyás más vízgyűjtőkbe

Kapilláris emelkedés

Transzspiráció

Párolgás

Terepfelszín

Közvetlen lefolyás Összes lefolyás a vízfolyásban (vízhozam)

Hipodermikus lefolyás Késleltetett

Bázis lefolyás

Talajvíz lefolyás A lefolyás fő útjai

A lefolyás vízfolyásba érkezésének két időpontja

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

KÖSZÖNÖM FIGYELMÜKET!

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

A lefolyások számítása 33. Lecke

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 q

: a vízgyűjtő terület nagysága : a fajlagos lefolyás A fajlagos lefolyás sokévi átlaga (q): q = f ( c t0 )

ahol c t0

: a csapadék sokévi átlaga, : a havi középhőmérsékletek és a havi csapadékösszegek 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:   v x x





  v y  y



  v z  z

 0

ahol  az áramló folyadék sűrűsége és vx, vy és vz a szivárgási sebességvektor komponensei .

vi a Darcy törvényből megismert „intenzitás” (átlagos lineáris térfogati sebesség, r a folyadék sűrűsége, akkor rvi 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:   v x



x



  v y  y



 folyadéksűrűség állandó

  v z  z

 0

 folyadéksűrűség változó

 Folyadéksűrűség kiemelhető

lánc-szabály : 

vi i

>>

vi

 i

ahol i a szivárgás x, y vagy z iránya

Mind összenyomható, mind összenyomhatatlan folyadék esetére

v x x Forrás: Hefop 3.3.1.



v y y



v z z

 0

Szivárgás alapegyenlete telített közeg, permanens eset v x



x

v y y



v z z

 0

Felhasználva a Darcy-törvényt:   h    h    h   k y   kx  kz 0 x  x  y  y  z  z 

Izotróp közegre (kx=ky=kz)

 h 2

x Forrás: Hefop 3.3.1.

2

 h 2



y

2

 h 2



z

2

0

(Laplace- egyenlet)

Szivárgás alapegyenlete telített közeg, nem permanens eset Nem permanens szivárgás vizsgálatához szükséges közegjellemzők: • Fajlagos tárolási tényező (Ss) • Tárolási tényező (S) • Fajlagos hozam (Sy) (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 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 2.500 év 1.400 év 1 év 10.000 év 9.700 év 1.600 év 17 év 5 év 16 nap néhány óra 8 nap

Általános alakja

Vízháztartási mérlegek T I + T Q = T S = S(t2) - S(t1)

A hidroszféra egészére, hosszú átlagban: P = Cs A világtengerekre: P = Cs + Lf + Lfa Szárazföldre: Cs = P + Lf + Lfa Lefolyástalan területekre: Cs = P Egy tetszőleges vízgyüjtő területre: Cs = P + Lf - Lh + B - Hfa + S

Forrás: Hamza I.

A Kárpát medence hegy- és vízrajza

Az un. „Pocsolya térkép”

Magyarország domborzata és vizei

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

KÖSZÖNÖM FIGYELMÜKET!