MOLNÁR FERENC VÍZGAZDÁLKODÁS TESZTEK HIDROLÓGIAI ÉS HIDRAULIKAI SZÁMÍTÁSOK PETRISZK TISZK

MOLNÁR FERENC

VÍZGAZDÁLKODÁS

TESZTEK HIDROLÓGIAI ÉS HIDRAULIKAI SZÁMÍTÁSOK

PETRISZK TISZK 2012

ELŐSZÓ

A jegyzet a környezetvédő technikus hallgatók számára készült. Az I. rész a vízgazdálkodás alapfogalmait tárolja. Megadja a fogalmak, mennyiségek, mértékegységek definícióját. Magyarázatokkal szolgál a tesztek megoldásához. A tesztek rámutatnak a fontos azonosságokra, különbségekre, jellemző tulajdonságokra és elősegítik az adott tananyagrész feldolgozását és rögzítését. A II. rész a hidrológiai számításokat mutatja be. Foglalkozik a szabadfelszínű vízmorgásokkal: a csatornák vízszállításával, méretezésével és a műtárgyak (zsilipek, bukók, kutak, a vízben úszó testek) jellemzőivel. A III. rész a hidraulikai számításokat foglalja össze. Foglalkozik a csőben nyomás hatására áramló folyadékok tulajdonságaival. A számtani feladatok fejezetei rövid elméleti összefoglalóval kezdődnek. Rögzítjük a legfontosabb

ismeretelemeket:

a

fogalmakat,

mennyiségeket,

mértékegységeket

és

összefüggéseket. Ezeket félkövér betűkkel kiemeljük. Megadunk kidolgozott mintapéldákat, amelyek bemutatják a megoldás lépéseit, algoritmusát, esetenként magyarázatokkal kiegészítve. megadunk olyan feladatokat, ahol csak a megoldás lépéseit közöljük: ezek a feladatok átvezetnek az önálló munkához. Több esetben megfogalmazzuk, hogy mit miért és hogyan kell kiszámolni. A válaszokat dőlt betűvel szedjük. A mintapéldák tanulmányozása és a feladatok megoldása elősegíti a számolási készség fejlesztését és a jártasságok kialakítását a számítások körében. Elmélyítik az elméleti ismereteket, konkrét adatokat (méretek, teljesítmények, hozamok stb.) szolgáltatnak. „…csakis mérték és szám szerinti számítások alapján hatolhatunk valóban a különböző tételek mélyére, és néhány példa kiszámításának árán megkapjuk jutalmul azt, hogy a tételt nagyobb érdeklődéssel olvassuk el és könnyebben emlékezetünkben tartjuk.” /Wartha Vince/

2

I. RÉSZ

VÍZGAZDÁLKODÁS TESZTEK

1. Vízháztartás 2. A vízfolyások alaktana 3. Vízállás, vízmélység 4. Jellemző vízállások 5. Felszín alatti vizek 6. A felszíni víz biológiai minősége 7. A vízhozam mérése 8. A csapadék intenzitása, hozama 9. A csapadék lefolyása

3

1.

VÍZHÁZTARTÁS A VÍZKÉSZLET a felszíni és a felszín alatti vizek összege. A vízkészlet változását a vízháztartási egyenlettel fejezzük ki. A VÍZHÁZTARTÁSI EGYENLET CS = P + B + L +T CS a kiválasztott területre lehullott csapadék, P az elpárolgó csapadék, B a talajba beszivárgó csapadék, L az adott területről lefolyó csapadék, T a felszínen tárolt csapadék mennyisége. Csapadékos évben nagyobb a lehullott csapadék, mint az elpárolgó csapadék mennyisége: CS > P, nő a vízkészlet. Aszályos évben a csapadék kevés, a párolgás intenzív, a vízkészlet csökken. A vízháztartási egyenlet egy kiválasztott területre és általában egy hidrológiai évre írja le a vízkészlet változását. A hidrológiai év december 1-től november 30-ig tart. Azért választották ezeket az időpontokat, mert a felszíni és a felszín alatti vízkészlet december elejétől fokozatosan feltöltődik, majd november végéig (nyáron és ősszel) csökken. A/ A CSAPADÉK A csapadék mennyisége, h adott idő alatt 1 m2 felületre lehullott csapadék

mm

magassága. A csapadék intenzitása, I

mm/s

időegység alatt lehullott csapadék magassága. A csapadékhozam, q

dm3/s m2

időegység alatt, egységnyi felületre lehullott csapadék térfogata.

4

B/ A PÁROLGÁS A csapadék párolog a levegőben (esés közben), a burkolt felületeken (tető, aszfalt…), a növények levelein át és a talaj csatornáiból, pórusaiból. A párolgás mértéke függ -

a levegő és a talaj hőmérsékletétől,

-

a levegő páratartalmától,

-

a légáramlatok (szél, feláramlás) sebességétől.

C/ A BESZIVÁRGÁS Mértékét elsősorban a talaj vízáteresztő képessége határozza meg. Vízzáró talajok: nagy agyagtartalmú talajok Félig vízzáró talajok: kisebb agyagtartalmú talajok Vízáteresztő talajok: kavicsos, homokos talajtípusok. Befolyásolja még: -

a talaj tömörsége,

-

a víztartó réteg vastagsága, víztartalma,

-

a növénytakaró fajtája, gyökérzete,

-

a települések burkolt felületének aránya.

A beszivárgási kapacitás, Bk megadja, hogy a víz milyen hosszú utat tesz meg a talajban időegység alatt. Mértékegysége: m/s (m/h, m/a). D/ A LEFOLYÁS A víz először a természetes vápákban gyűlik össze. A vápák olyan természetes mélyedések, barázdák, amelyek összegyűjtik és levezetik a vizet a völgyek felé. A víz ezután a természetes vagy mesterséges árkokba, csatornákba, patakokba, folyókba jut. A vízgyűjtő terület az a terület, ahonnan a csapadékból lefolyó víz összegyülekezik a vízelvezető rendszeren egy célszerűen kiválasztott keresztmetszetig. A vízválasztó vonalak a vízgyűjtő terület határait jelölik ki: -

hegyvidéken a hegyek gerincvonala,

-

sík vidéken a mesterséges tereptárgyak, pl. árvízvédelmi gátak, autópályák.

5

Az összegyülekezési idő, t az az időtartam, amely alatt a lefolyó víz a vízgyűjtő terület legtávolabbi pontjából eljut a vízelvezető meder kijelölt keresztmetszetéig. Az összegyülekezési idő két időtartam összege: -

lefolyási idő a nyílt terepen és

-

a vízlevezető medrekben.

A vízhozam, Q a vízlevezető meder kijelölt keresztmetszetén időegység alatt átáramlott víz térfogata. Mértékegysége: m3/s, (m3/h). A fajlagos vízhozam, q egységnyi

vízgyűjtő

területről

időegység

alatt

lefolyt

Mértékegysége: m3/km2 s, (dm3/m2 s, dm3/ha s) E/ TÁROLÁS Nedvesítési tározás a különböző felületeken megkötött vékony vízréteg. (Tetőcserép, aszfalt stb.: 1-2 mm, növényzet: 5-10 mm) Medertározás a medrekben mozgó víztömeg a lefolyás időszakában.

1.1. FELADAT

Jelölje meg a jó választ! (Több válasz is jó lehet)

1. A vízkészlet _ _ _ _ _ a/ a folyók és a tavak vizének összege, b/ a kutakkal kitermelhető víz, c/ a felszíni és a felszín alatti víz együtt, d/ a kutak és források vízhozama. 2. Mitől függ a lehullott csapadék párolgása?_ _ _ _ _ a/ a levegő és a talaj hőmérsékletétől, b/ a levegő páratartalmától, c/ a szél sebességétől, d/ az eső időtartamától.

6

víz

térfogata.

3. Mi befolyásolja a csapadék beszivárgását?_ _ _ _ _ a/ a csapadék szennyezőinek koncentrációja, b/ a talaj vízáteresztő képessége, c/ a burkolt felületek aránya, d/ a növénytakaró fajtája. 4. Az összegyülekezési idő függ: _ _ _ _ _ a/ a leghosszabb lefolyási út hosszától. b/ a vízgyűjtő terület kiterjedésétől. c/ a leghosszabb lefolyási út lejtésétől. d/ a csapadék lehullásának idejétől. 5. Az összegyülekezési idő: _ _ _ _ _ a/ számítható, ha a csapadék intenzitását osztjuk a csapadék mennyiségével b/ az az időtartam, amely alatt az adott vízgyűjtő terület legtávolabbi pontjáról is a vizsgált szelvénybe jut a lefolyó víz c/ a csapadékhullás időtartama befolyásolja d/ valamely vízgyűjtő terület lefolyásának, főként nagyvízi lefolyásának fontos jellemzője 6. Mi a befogadó? a/ A vízgyűjtőterület határa, ahonnan a vizek már két különböző befogadóba folynak le. b/ A vízgyűjtőterület legmélyebb részein lévő időszakos vagy állandó vízfolyás, ahová a vízgyűjtőterületről az összes víz lefolyik. c/ A vízgyűjtőterületeket elválasztó mély terepalakulatok. d/ Vápák.

1.2. FELADAT

Írja a megnevezések mellé a megfelelő fogalom betűjelét!

1. A/ Lefolyás B/ Beszivárgás C/ Mindkettő D/ Egyik sem 1. A víz természetes körforgásának eleme_ _ _ 2. Nagy vízáteresztő képességű talajoknál nő a mértéke_ _ _

7

3. A felszíni vízkészletet növeli_ _ _ 4. Liziméterrel mérhető_ _ _ 5. A talaj vízáteresztő képessége határozza meg_ _ _ 6. A települések burkolt felülete csökkenti_ _ _ 7. Jellemzője az összegyülekezési idő_ _ _ 8. A felszín alatti vízkészletet növeli_ _ _ 9. A növényzet csökkenti_ _ _ 10. Mértékét a fajlagos vízhozammal adjuk meg_ _ _ 11. A folyamat részesei a vápák_ _ _ 12. Mértékegysége a m/s (m/h)_ _ _

1.3. FELADAT

Nevezze meg a vízháztartási egyenlet betűit! CS = P + B + L + T

1. CS _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2. P _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 3. B _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 4. L _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 5. T _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

1.4. FELADAT

Jelölje meg a jó választ! (Több válasz is jó lehet.)

1. A vízháztartási egyenlet: _ _ _ _ _ a/ egy hidrológiai évre vonatkozik. b/ megadja, hogy a lehullott csapadék milyen folyamatokban vesz részt. c/ CS – P = B + L + T alakra átrendezve a baloldal a vízkészletet növelő és csökkentő, a jobb oldal a vízkészletet jellemző tényezőket tartalmazza. d/ a felszín alatti vízkészlet mennyiségének változását írja le.

8

2. A vízgyűjtő terület: _ _ _ _ _ a/ a hegy gerincvonalától a völgyig terjed. b/ ahonnan a csapadékból lefolyó víz összegyülekezik a vízlevezető meder egy kiválasztott keresztmetszetéig, c/ a nagyobb vízhozamú folyók jobb és bal partja az ártér határáig. d/ a mellékfolyók által átszegdelt terület. 3. A vízválasztó vonalak _ _ _ _ _ a/ a vízgyűjtő terület határait jelölik ki. b/ a hegyek gerincvonala. c/ mesterséges tereptárgyak is lehetnek (árvízvédelmi gátak, autópályák stb.). d/ nagyobb vízhozamú folyók.

1.5. FELADAT

Töltse ki a táblázatot!

Mennyiség

Jel

A csapadék mennyisége A csapadék intenzitása A csapadékhozam A beszivárgási kapacitás A folyók vízhozama

Q

A vízgyűjtő terület fajlagos vízhozama

q

9

Mértékegység

2.

A VÍZFOLYÁSOK ALAKATANA

2.1. FELADAT

M

Az ábra egy meder keresztmetszetét mutatja. Nevezze meg a számokkal jelölt részeket!

A meder: természetes vagy mesterséges mélyedés, ahol a víz folyik. A kisvízi meder: amit a folyóvíz kis vízálláskor is megtölt. A középvízi meder: amit a folyóvíz közepes vízálláskor tölt meg.

A víz felszíne nem emelkedik a partélek (3) fölé. A közepes árvíz: a vízszint a partélek fölött van. Védelmet a nyári gát (5) nyújt. A legnagyobb árvíz: kitölti a magas part (8) és az árvízvédelmi töltés (7) közötti területet. A hullámtér: a középvízi meder partjától az árvízvédelmi töltésig és a magaspartig tart. Az árvízi meder, a középvízi meder és a hullámtér együtt. A mentesített terület: az árvízvédelmi töltés jobb oldalán van. Az ártér: az árvízi meder és a védett terület együtt.

10

Írja a számok mellé a megfelelő megnevezéseket! 1. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

2. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

3. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

4. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

5. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

6. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

7. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

8. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

9. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

10. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

11. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

12. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

2.2. FELADAT

Írja a számok (megnevezések) mellé a megfelelő betűket (fogalmak)!

1. Közepes árvíz

2. Legnagyobb árvíz

3. Hullámtér

4. Ártér

a/ A magaspart és az árvízvédelmi töltés közötti területet tölti ki. (Az árvízi medret tölti fel.) b/ A középvízi meder partéle fölött, a nyári gát koronája alatt tetőzik. c/ Az árvízi meder és a védett terület együtt. d/ A középvízi meder partéle és az árvízvédelmi töltés között helyezkedik el. 1._ _ _ _ _

2.3. FELADAT

M

2._ _ _ _ _

3._ _ _ _ _

4._ _ _ _ _

A rajz egy vízfolyást ábrázol felülnézetben. Nevezze meg a számokkal jelölt részeket!

A vízfolyás irányában állva megkülönböztetünk és

jobb partot

bal partot.

A vízfolyás tengelyvonala minden szelvényben egyforma távolságra van a jobb- és a bal parttól. A vízfolyás sodorvonala a legnagyobb áramlási sebességek pontjait összekötő vonal. Nem esik egybe a középvonallal. A vízfolyás közepe felől nézve megkülönböztetünk

11

homorú partot

és

domború partot.

A homorú part mentén nagyobb a víz áramlási sebessége, alámossa a partot, ezért szakadó partnak is hívjuk. A domború part mentén kisebb a víz sebessége, lerakja a hordalékot, ezért lankás partszakasz alakul ki. Örvények vagy forgók keletkeznek, ha a mederben akadályok vannak. 1. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

2. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

3. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

4. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

5. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

6. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

2.4. FELADAT

Jelölje meg az összetartozó párokat!

A/ A homorú part mentén _ _ _ _ _

_____

_____

B/ A domború part mentén _ _ _ _ _

_____

_____

1. nagyobb a víz sebessége 2. lerakja a hordalékot 3. alámossa a partot 4. kisebb a víz sebessége 5. szakadó partnak is hívjuk 6. kevésbé meredek

2.5. FELADAT

Jelölje meg a jó választ! (Több válasz is jó lehet.)

1. Hol található egy természetes vízfolyás sodorvonala? _ _ _ _ _ _ a/ mindig a vízfolyás középvonalában b/ a legmélyebb mederszakaszban, kanyarokban a homorú part felé tolódva c/ a legnagyobb sebességű pontokat összekötő vonal, kanyarokban a domború part felé tolódva d/ a legnagyobb sebességű pontokat összekötő vonal, a kanyarokban a homorú part felé tolódva 2. A homorú partot _ _ _ _ _ _ a/ szakadó partnak is nevezik. b/ magaspartnak is nevezik.

12

c/ hordalék lerakásról ismerjük fel. 3. Egy természetes vízfolyás domború partja _ _ _ _ _ _ a/ meredek, alámosott szakadó part. b/ feltöltődő, lassan, fokozatosan mélyülő part. c/ mindig a bal part. d/ mindig a jobb part. 4. A szakadó part mindig: _ _ _ _ _ _ a/ a bal parton alakul ki b/az inflexiós pontnál alakul ki c/ a domború parton található d/ a homorú parton található 5. A sodorvonal: _ _ _ _ _ a/ a vízfolyás szimmetriatengelye b/ a kanyarulatokban a homorú parthoz közeledik c/ soha nem metszi a tengelyvonalat d/ a vízfolyás legnagyobb sebességű pontjait összekötő vonal

2.6. FELADAT

Töltse ki a táblázatot!

A vízfolyás három szakaszának jellemzői Felső szakasz

Középső szakasz

Alsó szakasz

A mederfenék lejtése A víz energiája (sebessége) A hordalék mozgása A meder mérete, alakja

M

széles, sekély

Felsőszakasz jellegű vízfolyás: A nagy fenéklejtés miatt a víznek nagy a mozgási energiája, így a meder anyagát képes megmozdítani és szállítani, lebegtetett vagy görgetett hordalék formájában. A vízfolyás viszonylag keskeny, mély V alakú meder keletkezik. Középszakasz jellegű vízfolyás: A fenéklejtés kisebb, min a felső szakaszon, de

13

akkora az áramló víz mozgási energiája, hogy a lerakott és elszállított hordalék egyensúlyban van, egyensúlyi meder alakul ki. A meder alakja csészeszerű, kisebb vízmélységgel, mint a felső szakaszon. Alsószakasz jellegű vízfolyás: Itt a kis lejtés miatt a víz mozgási energiája annyira lecsökken, hogy a felsőbb szakaszokról hozott hordalékát lerakja és feltölti a medret. Ágakra is szakadhat a vízfolyás, a torkolatok környéke alsószakasz jellegű.

2.7. FELADAT

A keresztszelvény szelvényszáma

A keresztszelvény (keresztmetszet) a vízfolyás medrének a sodorvonalra merőleges metszete. A keresztszelvények távolságát és számát a torkolattól számítjuk felfelé, a forrás felé. A szelvényszám első számjegye az 1000 métereket, a következő három számjegy a métereket fejezi ki, pl.: a torkolat keresztszelvénye: 0 + 000 505 m-re a torkolattól: 0 + 505 1510 m-re a torkolattól: 1 + 510 5510 m-re a torkolattól: 5 + 510 A/ FELADAT Számítsa ki a vízfelszín lejtését két vízmérce között! Az alsó vízmérce szelvényszáma 5 + 200, a vízállás h1 = 350 cm A felső vízmérce szelvényszáma 8 + 100, a vízállás h2 = 420 cm A vízmércék „0” pontja azonos magasságban van. A vízszint lejtése I = h/l A vízállás különbség h = 420 cm – 350 cm = 70 cm

A vízmércék távolsága L = 8100 m – 5200 m = 2900 m A felszín lejtése: I = h/l = 0,7 m/2900 m = 0,00024 A lejtés: I = 0,00024 = 0,24 ‰

14

B/ FELADAT Olajfolt úszik a víz felületén. Mennyi idő alatt ér el a torkolatig? ADATOK a folyó vízhozama: Q = 65 m3/s a meder átlagos keresztmetszete: A = 130 m2 az olajszennyezés helye: 2 + 500 szelvény Ki kell számítani az áramlás sebességét és a megtett úthoz tartozó időt. a/ Az áramlás sebessége A térfogatáram: Q = vA m3/s => v = Q/A m/s v= b/ A megtett út a 0 + 000 szelvényig: l = A lefolyás időtartama: t = út/sebesség t = l/v = Az olajfolt lefolyásának időtartama _ _ _ óra.

15

3.

VÍZÁLLÁS, VÍZMÉLYSÉG A vízállás a vízfolyás vagy állóvíz vízszintjének magassága a lapvízmérce „0” pontjától mérve. A lapvízmérce „0” pontjának helyzetét célszerű úgy megválasztani, hogy a legkisebb vízállásnál is alacsonyabb szintre kerüljön. Telepítésekor meg kell határozni a „0” pont tengerszint feletti (abszolút) magasságát. Az álló lapvízmércét dm-es (10 cm-es) mezőkre osztjuk be, minden dm-en 2-2 cm-es fekete-fehér beosztással, és a dm-ek számát írjuk fel. A leolvasáskor ezt 10-zel kell megszorozni, hogy a vízállást cm-ben kapjuk meg. A fekvő lapvízmércét adott rézsűhajlással fektetjük a folyó partjára (töltésére). A beosztást úgy kell meghatározni, hogy az 2 cm függőleges vízszintváltozást mutasson. A vízállás nem egyenlő a vízmélységgel. A vízmélység a medencefenék és a vízszint közötti távolság, amit cm-ben adunk meg. A vízmélység a keresztmetszet különböző helyén eltérő érték. Az álló vízmércét a 3.1. ábrán, a fekvő és a többtagú vízmércét a 3.2. ábrán tanulmányozhatjuk.

16

3.1.ábra Az álló lapvízmérce Álló lapvízmérce

A vízmércét dm-es (10 cm-es) mezőkre osztjuk fel. Minden

mezőben

2-2

cm-es

fekete-fehér

beosztást alkalmazunk. Így 3 fekete és 2 fehér beosztás ad 10 cm-t. A dm-ek számát írjuk a lapra. Leolvasáskor ezt meg kell szorozni 10-zel, hogy a vízállást cm-ben kapjuk meg. A 26-os szám 260 cm-t jelent. A jelölt vízállás 267 cm.

PÉLDA Olvassa le a bejelölt vízállásokat! Vízállások: 1. 324 cm 32 10 = 320 cm + 2 2 = 4 cm 2. _ _ _ cm 3. -3 cm A vízszint a vízmérce „0” szintje alatt van 3 cm-rel. Célszerű a vízmércét úgy rögzíteni, hogy a „0” szintje a legkisebb vízszint alatt legyen: ekkor nem kapunk negatív vízállást.

17

3.2.ábra A fekvő és a többtagú lapvízmérce Fekvő lapvízmérce (1)

A

fekvő

vízmércét

adott

rézsűhajlással fektetjük le a folyó partjára és a töltésre. A beosztást úgy kell meghatározni, hogy az 2 cm függőleges vízszintváltozást mutasson. Rézsűhajlás 1:1 (ρ=1) az a = 2 cm, a b is 2 cm A Pitagorasz tételből: l=√

Többtagú lapvízmérce (1)

18

Fekvő lapvízmérce beosztása

3.1. PÉLDA

A csatorna töltésének rézsűhajlása ρ = 2. Erre fektetünk egy fekvő vízmércét. Milyen beosztást kell alkalmazni, hogy 2 cm-es függőleges vízszintváltozást mutasson? MEGOLDÁS A rézsűhajlás ρ = 2. A függőleges és a vízszintes távolság aránya 1:2, a vízszintes a függőleges kétszerese. Az „a” függőleges vízszintváltozás 2 cm, a „b” vízszintes 2 2 = 4 cm.

l=√

=√

= 4,47 cm

A fekvő vízmércén 4,47 cm széles fekete-fehér beosztásokat kell készíteni. Egy beosztás jelent 2 cm vízszintváltozást. MEGJEGYZÉS A „b” értékét az a szorzat adja: 2 2 = 4 l=√

=√

= 4,47 cm

3.2. FELADAT Határozza meg egy

= 1,5 rézsűhajlású fekvő vízmérce beosztását, hogy 2 cm

függőleges vízszintváltozást mutasson! 3.3. FELADAT Határozza meg a 45˚-os rézsűn elhelyezett, fekvő vízmércén egy beosztás értékét cm-ben, hogy 2 cm függőleges vízszintváltozást mutasson! 3.4. FELADAT

Jelölje meg a jó választ!

1. A vízmélység _ _ _ _ _ a/ a meder keresztszelvény minden pontjában azonos érték. b/ a meder keresztszelvény minden pontjában más lehet. c/ mérésére vízmércét alkalmazunk.

19

2. Mi a vízmélység? _ _ _ _ _ a/ A vízmérce nulla beosztása és a vízszint közötti függőleges távolság. b/ A keresztszelvényben mért legnagyobb vízmélység. c/ A keresztszelvényben az észleléskor mért legnagyobb vízmélység. d/ A vízszint és a mederfenék közötti függőleges távolság. 3. A vízállás _ _ _ _ _ a/ a vízfelszín távolsága a mederfenéktől. b/ a vízfelszín távolsága a vízmérce „0” pontjától. c/ a keresztszelvény minden pontjában más és más érték. d/ a keresztszelvény minden pontjában azonos érték. 4. A vízállás, a vízfolyás vagy állóvíz vízszintjének magassága: _ _ _ _ _ a/ a vízmérce szelvényében, a mederfenékhez képest b/ a vízmérce szelvényében, a vízmérce „0” pontjától mérve c/ a vízmérce szelvényében, a legmélyebb ponton mérve 5. A vízállás mérésére alkalmas eszköz: _ _ _ _ _ a/ ombrométer b/ higrométer c/ vízmérce 6. Mennyi a 45˚-os rézsűn elhelyezett fekvő vízmércén egy beosztás értéke? _ _ _ _ _ a/ √

= 1,4 cm

b/ 2 cm c/ √ cm d/ 2 cm vízálláskülönbségnek megfelelő hosszúságú beosztás

20

3.5. FELADAT

Írja az állítások mellé a megfelelő fogalom betűjelét!

A/ vízmélység B/ vízállás C/ mindkettő D/ egyik sem 1. A vízfelszín és a mederfenék közötti függőleges távolság _ _ _ _ _ 2. A hidrometria fogalmi körébe tartozik _ _ _ _ _ 3. A vízmérce „0” pontja és a mederfenék közötti függőleges távolság _ _ _ _ _ 4. A vízmérce „0” pontja és a vízszint közötti függőleges távolság _ _ _ _ _ 5. Értéke egy adott keresztszelvényben és egy adott időpontban állandó _ _ _ _ _ 6. Mért értékeit a hidrográfia dolgozza fel _ _ _ _ _ 7. Mérőeszköze a lapvízmérce is lehet _ _ _ _ _ 8. Mérőeszköze a regisztráló vízmérce is lehet _ _ _ _ _

21

4.

A JELLEMZŐ VÍZÁLLÁSOK Egy vízfolyás adott keresztmetszeténél megadhatjuk -

a kis-, nagy- és közép-vízállást egy vizsgált időszakon belül (pl. egy adott évben),

-

a legkisebb és legnagyobb vízállást a mérés kezdetétől számítva.

KV – KISVÍZ: egy vizsgált időszakon belül mért legalacsonyabb vízállás (pl. 1 év alatt) NV – NAGYVÍZ: egy vizsgált időszakon belül mért legnagyobb vízállás KÖV – KÖZÉPVÍZ: egy vizsgát időszak valamennyi mért vízállásainak számtani középértéke (pl. Nagymaros KÖV 1951 = 211 cm, 1951-ben minden nap reggel 7 órakor mért vízállások átlaga) KKV – KÖZEPES KISVÍZ: hosszabb időszak kisvizeinek (KV) számtani középértéke (pl. 10 év alatt) KNV – KÖZEPES NAGYVÍZ: hosszabb időszak nagyvizeinek (NV) számtani középértéke LKV – LEGKISEBB VÍZ: a mérés kezdetétől észlelt legkisebb vízállás (A valaha mért legkisebb.) LNV – LEGNAGYOBB VÍZ: a mérés kezdetétől észlelt legnagyobb vízállás (A valaha mért legnagyobb.) KQ – KISVÍZHOZAM: a legkisebb vízhozam adott időszakon belül NQ – NAGYVÍZHOZAM: a legnagyobb vízhozam adott időszakon belül KÖQ – KÖZÉPVÍZHOZAM: a vízhozamok számtani középértéke a vizsgált időszakon belül LKQ – LEGKISEBB VÍZHOZAM: a legkisebb vízhozam a mérés kezdete óta LNQ – LEGNAGYOBB VÍZHOZAM: a legnagyobb vízhozam a mérés kezdete óta A jellemző vízállások jelét bekeretezzük: -

folytonos vonallal jeges észleléskor,

-

szaggatott vonallal jégzajlás időszakában.

A vízjáték a legnagyobb víz és a legkisebb víz különbsége: LNV – LKV. A vízjáték eltér a folyó egymást követő vízmércéinél, mert eltérnek a meder adatai.

22

A vízfok (hidrográd, Hgr) a napi vízállás és a legkisebb vízállás különbsége osztva a vízjátékkal és szorozva 100-zal.

PÉLDA A napi vízállás 328 cm, a legkisebb vízállás 51cm, a legnagyobb vízállás 845 cm

4.1. FELADAT

Jelölje meg a jó választ! _ _ _ _ _

1. Mit fejez ki a jellemző vízállások megnevezésében a „legnagyobb” és a „legkisebb” szó, és a jelben az „L” betű? a/ A vizsgált időszak alatt mért érték. b/ Hosszabb időszak alatt mért érték. c/ A mérés kezdetétől eltelt idő alatt mért érték. 2. Mit fejez ki a jellemző vízállások megnevezésében a „középvíz” (nem a közepes!) szó? _ _ _ _ _ a/ Hosszabb időszak kisvizeinek számtani középértéke. b/ Hosszabb időszak nagyvizeinek számtani középértéke. c/ A vizsgált időszak valamennyi mért vízállásainak számtani középértéke. 4.2. FELADAT

Jelölje meg a megfelelő párokat!

1. Kisvíz

a/ NV

1._c_

2. Legkisebb víz

b/ LNV

2._ _ _

3. Nagyvíz

c/ KV

3._ _ _

4. Legnagyobb víz

d/ LKV

4._ _ _

5. Középvíz

e/ KÖV

5._ _ _

6. Közepes kisvíz

f/ KNV

6._ _ _

7. Közepes nagyvíz

g/ KKV

7._ _ _

23

Hogyan számítható ki a maximális vízjáték értéke?

4.3. FELADAT a/ NV - KVB b/ LKV - LNV c/ LNV - LKV

A vízjáték: _ _ _ _ _

d/ KNV - KKV

A rajz egy vízmércét ábrázol. Olvassa le a jelölt vízállást!

4.4. FELADAT

A jelölt vízállás: _ _ _ _ _ Nevezze

meg

az alábbi

jellemző

vízállásokat

és adja

meg a

meghatározásukat! LKV _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ NV _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ KÖV _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

4.5. FELADAT

Nevezze meg a jellemző vízállásokat és adja meg a fogalmi meghatározásukat!

LNV _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ KV _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ KKV _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ KNV _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

24

fogalmi

4.6. FELADAT Egy folyó adott vízmércéjén leolvasott napi vízállás Hn = 215 cm. A legnagyobb vízállás 620 cm, a legkisebb vízállás 120 cm volt. Számítsa ki -

a vízjátékot: LNV – LKV cm

-

a vízfokot

_____

_____

4.7. FELADAT Mekkora a hidrográd (vízfok), ha -

a vízmércén valaha mért legnagyobb vízállás 518 cm

-

a vízmércén valaha mért legkisebb vízállás -10 cm

-

a mért napi vízállás 116 cm

25

5.

FELSZÍN ALATTI VIZEK A talajban víztartó (vízadó) és vízzáró (nem vízadó) rétegek ismétlődnek. A RÉTEGVÍZ a szemcsés víztartó rétegekben található. A víztartó rétegek egymás alatt helyezkednek el, a vízzáró rétegekkel elválasztva, gyakran több ezer méter mélységig. A TALAJVÍZ a felszín alatt, az első vízzáró réteg felett, az első víztartó rétegben található rétegvíz. Mennyiségét meghatározza -

a talajba beszivárgó csapadék

-

és a párolgás a talaj szintje felett, a talaj pórusain (kapillárisain) át.

A talajvíz szintje általában követi a talaj felszínét. Dombvidéken lejt és a talajvíz mozog a völgy felé. A HASADÉKVÍZ a talaj nagyobb repedéseiben, hasadékaiban, a gravitáció hatására áramló víz. A mészkő és dolomit kőzetek oldódnak a vízben, a hasadékok üregekké, barlangokká öblösödnek. A KARSZTVÍZ a dolomit és mészkő kőzetek járatait tölti ki. Különleges, nagy oldott sótartalmú, kemény és hideg hasadékvíz. Karsztforrás: ahol a karsztvíz a felszínre kerül. Nyílt karszt: a mészkő vagy dolomit kőzet a levegővel érintkezik. Fedett karszt: a karsztos víztartó réteget valamilyen vízzáró réteg fedi. Sekély karszt: a víz viszonylag rövid úton a felszínre juthat, a forrás hozamát a csapadékviszonyok határozzák meg. Mély karszt: a víztároló képessége nagy és összefüggő, nagyobb kiterjedésű vízszintje van. Nagyobb üregekben, barlangokban alakul ki.

26

AZ ARTÉZI VÍZ két vízzáró réteg között, nyomás alatt álló rétegvíz. A víztartó rétegbe fúrt kutakkal feltárható. Ha a felfelé mutató rétegnyomás nagyobb, mint a kutakban kialakuló vízoszlop lefelé ható hidrosztatikai nyomása, a víz a felszín fölé emelkedik. Pozitív artézi kút: a vizet a rétegnyomás a felszínre juttatja. Negatív artézi kút: a víz az eredeti víztartó réteg fölé emelkedik, de nem éri el a felszínt. Ezt a szubartézi vizet szivattyúval kell kiemelni. A HÉVÍZ a 30 ˚C-nál melegebb rétegvíz. A hévizek egy része ásványi összetétele miatt alkalmas pl. a mozgásszervi megbetegedések (reuma, ízületi problémák…) gyógyítására. A gyógyvízzé minősítés függ a víz minőségi mutatóitól és a gyógyító környezet kialakításától (gyógyfürdők…). A geotermikus gradiens megadja, hogy a föld hőmérséklete hány méterenként nő 1˚C-kal. Átlagos középértéke 33m. A Dél-Alföldi térségben 16-26 m. A FORRÁS VIZE valamilyen rétegvíz, amely természetes úton a felszínre jut. A forrástaglalás: a források vizét összegyűjtő, elvezető és védő műtárgy.

27

5.1.ábra A felső víztartó réteg szerkezete

A felső zóna háromfázisú: talaj - víz - levegő. A víz (pára) és a levegő a talajszemcsék

közötti

csatornákban

(kapillárisokban)

található.

A

talajvíz

párolgása függ a talaj hőmérsékletétől, a levegő páratartalmától és a légáramlatok sebességétől.

A talajvizet fogyasztja a növényzet is: részben beépíti a sejtjeibe, részben elpárologtatja a levelek felületén (evapotranspiráció). Az alsó zóna kétfázisú: talaj - víz. A pórusokat teljesen kitölti a talajvíz. A felszíntől adott mélységben kialakul a talajvíz szintje. Ez a réteg táplálja talajvízzel a felső párolgási zónát a kapillárisokon át (mint a közlekedő edényekben).

A

talajvizet

a

beszivárgó

csapadék pótolja. A talajvíz szintje változik az évszakkal. Más a csapadékos és az aszályos években.

28

5.1. FELADAT

Jelölje meg a jó választ!

1. A rétegvíz: _ _ _ _ _ a/ a vízzáró rétegekben található b/ felszíni víz c/ a szemcsés víztartó rétegekben található d/ mélységi víz 2. A talajvíz: _ _ _ _ _ a/ felszíni rétegvíz b/ az első vízzáró réteg és a talaj felszíne között található felszínalatti víz c/ az első vízzáró réteg alatt található rétegvíz d/ felszíne követi a talaj felszínét 3. A karsztvíz: _ _ _ _ _ a/ magas hőmérsékletű rétegvíz b/ nagy keménységű felszínalatti rétegvíz c/ nagy keménységű felszíni víz d/ mészkő és dolomit kőzetek hasadékaiban található rétegvíz 4. Az artézi víz: _ _ _ _ _ a/ a rétegvizek közé tartozik b/ egy különleges talajvízféleség c/ nyomással rendelkezik a vízadó rétegben d/ 32 ˚C-nál nagyobb hőmérséklettel rendelkezik a vízadó rétegekben 5. A hévíz: _ _ _ _ _ a/ mélységi víz b/ rétegvíz c/ hőmérséklete 30 ˚C-nál nagyobb d/ mennyisége függ a csapadéktól 6. Mi az artézi víz legjellemzőbb tulajdonsága? _ _ _ _ _ a/ nyomással rendelkezik b/ magas a hőmérséklete c/ gáztartalmú d/ nagyon kemény víz

29

5.2. FELADAT I.

Írja az állítások mellé a fogalom betűjelét!

A/ talajvíz B/ karsztvíz C/ mindkettő D/ egyik sem 1. Felszín alatti víz _ _ _ _ _ 2. Mélyebb rétegekben összefüggő felülete van _ _ _ _ _ 3. Az első vízzáró réteg feletti víz _ _ _ _ _ 4. Hasadékvíz _ _ _ _ _ 5. Legtöbbször a mészkőhegységek barlangjaiban található _ _ _ _ _ 6. Mennyisége függ a csapadék mennyiségétől _ _ _ _ _ 7. Általában nagyon kemény és hideg víz _ _ _ _ _ 8. Hőmérséklete 30 ˚C-nál nagyobb _ _ _ _ _

II.

A/ artézi víz B/ hévíz C/ mindkettő D/ egyik sem 1. A felszín alatti vízkészlethez tartozik _ _ _ _ _ 2. Nyomással rendelkező talajvízfajta _ _ _ _ _ 3. Leggyakrabban a mészkőhegységek barlangjaiban található _ _ _ _ _ 4. Hőmérséklete 30 ˚C-nál nagyobb _ _ _ _ _ 5. Az első vízzáró réteg felett található _ _ _ _ _ 6. Mennyisége változik az évszakokkal _ _ _ _ _ 7. Rétegvíz _ _ _ _ _ 8. Nagyrészük gyógyító hatású _ _ _ _ _

30

5.3. FELADAT

Válaszoljon a talajvizet érintő kérdésekre! Tanulmányozza az 5.1. ábrát!

1. Hány zónára osztjuk a felső víztartó réteget? _ _ _ _ _ 2. A felső zóna fázisai: _ _ _ _ _ 3. Az alsó zóna fázisai: _ _ _ _ _ 4. Melyik a párolgási zóna? _ _ _ _ _ 5. Mitől függ a párolgás mértéke? a/ b/ c/ 6. Hogyan jut a talajvíz a felső zónába? _ _ _ _ _ 7. Hol alakul ki a talajvízszint? _ _ _ _ _ (A felső vagy az alsó zónában?) 8. Hogyan változik a talajvíz szintje az évszakokkal? a/ Mikor nagyobb? _ _ _ _ _ b/ Mikor kisebb? _ _ _ _ _ 9. Milyen folyamatok határozzák meg a talajvíz szintjét? a/ b/ c/ 10. A kapilláris zónában milyen irányú a vízszivárgás? _ _ _ _ _ a/ Felfelé mozog a víz a kapilláris zónában. b/ Lefelé mozog a víz a kapilláris zónában. c/ Közel vízszintes a vízmozgás iránya. d/ A vízmozgás különböző irányú lehet a kapilláris zónában.

31

6.

A FELSZÍNI VÍZ BIOLÓGIAI MINŐSÉGE

6.1. FELADAT

Írja az állítások mellé a megfelelő fogalom betűjelét!

A/ trofitás B/ szaprobitás C/ halobitás D/ toxicitás 1. A víz biológiai szempontból fontos szervetlen kémiai jellemzőinek összessége _ _ _ 2. Algaszámból is meghatározhatjuk _ _ _ 3. A vízi ökoszisztéma szerves anyag lebontó képessége _ _ _ 4. A víz szerves anyag termelésének mértéke _ _ _ 5. Konduktométerrel határozzuk meg _ _ _ 6. KOI és BOI méréssel is meghatározhatjuk _ _ _ 7. A víz mérgezőképessége _ _ _ 8. Függ a vízgyűjtő terület és a meder geológiai tulajdonságaitól _ _ _ 9. Klorofil-tartalomból is meghatározhatjuk _ _ _ 10. Vizsgálata teszt élőlényekkel is megtörténhet _ _ _

M

A biológiai vízminőség jellemzői négy tulajdonság-csoportba sorolható. 1. halobitás

2. trofitás

3. szaprobitás

4. toxicitás

A HALOBITÁS a víz biológiai szempontból fontos szervetlen kémiai tulajdonságait jelenti. A halobitást a víz oldott összes sótartalmával és a víz vezetőképességével fejezzük ki. A víz sókat old ki a vízgyűjtő terület és a meder talajából a lefolyás során. Az édesvíz (limnikus víz) összes oldott sótartalma maximum 500 mg/dm3 lehet. A TROFITÁS a vízi ökoszisztéma szervesanyag-termelő képessége.

32

A szerves anyag termelés alapja a fotoszintézis. Feltétele -

az elegendő napfény,

-

a megfelelő hőmérséklet,

-

szervetlen növényi tápanyag (NPK-nitrogén, foszfor, kálium),

-

klorofiltartalmú alga vagy vízinövény társulás.

A növekvő trofitással együtt nő -

az oldott oxigén mennyisége,

-

a zavarosság mértéke,

-

az összes foszfor, nitrogén és kálium tartalom,

-

és az algaszám.

Az algaszám alapján megkülönböztetünk -

oligotrofikus vizet (növényi tápanyagokban szegény, kis algaszám),

-

mezotrofikus vizet (kedvező algaszám),

-

eutrofikus vizet (növényi tápanyagban dús, nagy algaszám).

Az eutrofizáció a növényi tápanyag mennyiségének növekedését jelenti, ami az algák és a vízinövények elszaporodásához vezet. A SZAPROBITÁS a vízi élővilág szerves anyag lebontó képessége. A lebontáshoz bomlóképes szerves anyag, megfelelő mikroorganizmusok és oxigén kell. A lebontás a víz oldott oxigén koncentrációját csökkenti. A víz szaprobitás fokára az oldott oxigéntartalom ad felvilágosítást. Ha a szervesanyag terhelés meghaladja a lebontó képességet, a víz öntisztulási folyamata lassul. A trofitás és a szaprobitás a vízi élővilág két ellentétes folyamata. Az a szerencsés állapot, ha egyensúlyban vannak. A TOXICITÁS a víz mérgezőképességét fejezi ki. A vízben oldott mérgező anyagok (arzén, nitrát stb.) okozzák. A toxicitás mértékét különböző biológiai tesztekkel határozzuk meg.

33

6.2. FELADAT

I.

Írja az állítások mellé a megfelelő fogalom betűjelét!

A/ Halobitás B/ Trofitás C/ Szaprobitás D/ Toxicitás 1. A vízi élővilág szervesanyag-termelő képessége _ _ _ 2. A víz mérgezőképessége _ _ _ 3. A vízi élővilág szerves anyag lebontó képessége _ _ _ 4. A víz biológiai szempontból fontos szervetlen kémiai tulajdonsága _ _ _

II.

A/ Halobitás B/ Trofitás C/ Mindkettő D/ Egyik sem 1. Értéke függ a vízgyűjtő geológiai adottságaitól _ _ _ 2. A fizikai vízminőség alapja _ _ _ 3. Algaszámmal is meghatározhatjuk _ _ _ 4. Alapja a fotoszintézis _ _ _ 5. Mértéke megállapításánál 9 fokozatot különböztetünk meg _ _ _ 6. Vezetőképesség méréssel határozzuk meg _ _ _ 7. Növeli a zavarosság mértékét _ _ _ 8. Az édesvízben kisebb _ _ _

6.3. FELADAT

Jelölje meg a jó válaszokat! (Több jó válasz is lehet.)

1. Halobitás _ _ _ _ _ a/ A vezetőképesség mérésével határozzuk meg. b/ Jellemzője a klorofil tartalom. c/ Függ a vízgyűjtő terület és a meder talajától. d/Mértékét kifejezi a BOI5.

34

2. Trofitás _ _ _ _ _ a/ Jellemzője a víz oldott sótartalma. b/ Alapja a fotoszintézis. c/ Jellemzője az algaszám. d/ A folyamatban részt vesznek a baktériumok. 3. Szaprobitás _ _ _ _ _ a/ Csökkenti a víz oldott oxigéntartalmát. b/ A folyamat részesei a mikroorganizmusok. c/ Ellentétes folyamata a trofitás. d/ Az értékét konduktométerrel mérjük. 4. Toxicitás _ _ _ _ _ a/ A víz mérgezőképességét fejezi ki. b/ A KOI mérésével határozzuk meg. c/ Szerepe van a szerves anyagok lebontásában. d/ Biológiai tesztekkel határozzuk meg.

6.4. FELADAT

Írja az állítások mellé a megfelelő fogalom betűjelét!

1. TOC

_____

2. BOI5

_____

3. KOI

_____

A/ Biológiai oxigénigény: a mikroorganizmusok által lebontható oldott szerves anyag aerob oxidációjához szükséges oxigén mennyisége. B/ Az oldott szerves anyag összes széntartalma. C/ Kémiai oxigénigény: oxidáló szerekkel lebontható oldott szervetlen és szerves anyag oxidációjához szükséges oxigén mennyisége.

M

A felszíni vizekben és a szennyvizekben sokféle oldott szerves vegyület (fehérjék, szénhidrátok…) találhatók. Ezek egy része biológiai úton, mikroorganizmusok közreműködésével lebonthatók, másik részüket csak erélyes oxidálószerek bontják el. A biológiai lebontás jelenti a felszíni vizek öntisztulását. Ez a folyamat felhasználja a víz oldott oxigéntartalmának egy részét. Ha nagy az oldott szerves

35

anyag koncentrációja, az oldott oxigén mennyiségének csökkenése veszélyezteti a vizekben élő állatok életfeltételeit. A sokféle szerves vegyület koncentrációjának megadása helyett célszerű meghatározni az oxigénnek azt a mennyiségét, amely a lebontáshoz kell. A BIOLÓGIAI OXIGÉNIGÉNY BOI5, BOI20 a mikroorganizmusok által lebontható oldott szerves anyag aerob oxidációjához szükséges oxigén mennyisége. Mértékegysége: mg O2/dm3. Öt vagy 20 nap alatt felhasznált oxigén mennyiségét határozzuk meg. A KÉMIAI OXIGÉNIGÉNY, KOI az oxidáló szerekkel lebontható oldott szerves és szervetlen anyag oxidációjához szükséges oxigén mennyisége. Mértékegysége: mg O2/dm3. Az oxidáló szer kálim-dikromát (K2Cr2O2) vagy kálium-permanganát (KMnO4). A TELJES SZERVES SZÉNTARTALOM, TOC (total organic carbon) az oldott szerves vegyület összes széntartalma.

6.5. FELADAT

Jelölje meg a helyes sorrendet a vízben oldott szerves anyag koncentrációját kifejező mennyiségek között! _ _ _ _ _

1. KOI < BOI5 < BOI20 < TOC 2. BOI5 < BOI20 < KOI < TOC 3. BOI20 < BOI5 < KOI < TOC 4. TOC < BOI5 < BOI20 < KOI

6.6. FELADAT

Írja be az állítások mellé a megfelelő fogalom betűjelét!

A/ TOC B/ BOI C/ KOI D/ Mindegyik E/ Egyik sem 1. Az oxidáló szerekkel lebontható oldott szerves anyag mennyiségét fejezi ki. _ _ _ 2. Vezetőképesség mérésével határozzuk meg. _ _ _

36

3. Az oldott szerves anyag összes széntartalma. _ _ _ 4. Biológiai úton lebontható oldott szerves anyag mennyiségét fejezi ki. _ _ _ 5. Az oldott szerves anyag mennyiségére jellemző. _ _ _ 6. Öt vagy 20 nap időtartam alatt vizsgáljuk. _ _ _ 7. Kálium-dikromáttal vagy kálium-permanganáttal határozzuk meg. _ _ _ 8. A folyamatot mikroorganizmusok végzik. _ _ _ 9. Egy adott szennyezett vízmintában értéke a legnagyobb. _ _ _ 10. Függ a vízgyűjtő terület és a meder ásványi összetételétől. _ _ _

6.7. FELADAT

Jelölje meg a jó választ! (Több jó válasz is lehet.)

1. A halobitás _ _ _ _ _ a/ a szervetlen kémiai tulajdonságok összessége. b/ a vizek szervesanyag-lebontását jelenti. c/ a vízgyűjtő geológiai adottságai határozzák meg. d/ mértékére algaszám meghatározással következtetünk. 2. A víz nagy szerves anyag tartalmára utal, _ _ _ _ _ a/ ha nagy az oxigénfogyasztása. b/ ha ózonnal tisztították. c/ ha nagy a BOI5 értéke. d/ ha nagy az oldott oxigéntartalma. 3. Az eutrofizálódás okai _ _ _ _ _ a/ Növényi tápanyagok feldúsulása. b/ Szervetlen nitrogén- és foszforvegyületek feldúsulása a vízben. c/ Szennyvízterhelés. d/ A vízgyűjtő területen alkalmazott helytelen műtrágyázás. 4. A vizek öntisztuló képessége _ _ _ _ _ a/ Az aerob baktériumok anyagcseréjének eredménye. b/ Zöld növények szerves anyag fogyasztásának eredménye. c/ Az oldott oxigén oxidáló hatásának eredménye. d/ Anaerob baktériumok anyagcseréjének eredménye. 5. A víz vas- és mangán-ion tartalma: _ _ _ _ _ a/egészségre nem ártalmas, de kicsapódva esztétikai vízminőségi problémákat okoz

37

b/ a levegő oxigénjének hatására mérgező csapadékot képez c/ csapadéka lerakódásokat okoz a vízhálózatban d/ korróziót okozhat a víztárolókban 6. Az ivóvíz nitrát szennyeződése _ _ _ _ _ a/ A csecsemőkre életveszélyes. b/ Methemoglobinémia képződéséhez vezet. c/ Kommunális szennyvizekből és mezőgazdasági tevékenységekből származik. d/ Felnőtt szervezetben bélrendszeri daganatokat okoz.

6.8. FELADAT

Írja az állítások mellé a megfelelő fogalom betűjelét!

A/ Heterotróf szervezetek B/ Autotróf szervezetek C/ Mindkettő D/ Egyik sem 1. Szerves anyagot lebontó szervezetek. _ _ _ 2. Szervetlen növényi tápanyagokat állítanak elő. _ _ _ 3. Szerves anyagot előállító szervezetek. _ _ _ 4. A napfény energiáját hasznosítják. _ _ _ 5. Mikroorganizmusok. _ _ _ 6. Befolyásolják a víz fizikai tulajdonságait. _ _ _ 7. Növelik a víz trofitás fokát. _ _ _ 8. Növelik az eutrofizációt. _ _ _ 9. Növelik a víz szaprofitás fokát. _ _ _

M

A heterotróf szervezetek a szerves anyagokat lebontják, nitrogént, foszfort, káliumot állítanak elő. Nő a növényi tápanyagok koncentrációja, a víz termőképessége. Az autotróf szervezetek szerves anyagokat állítanak elő szén-dioxid felhasználásával fotoszintézis útján. eutrofizáció: növényi tápanyagdúsulás (elnövényesedés) trofitás: termőképesség szaprobitás: a szerves anyag lebontó képesség

38

7.

A VÍZHOZAM MÉRÉSE

A VÍZHOZAM, Q a vízfolyás kiválasztott keresztmetszetén időegység alatt átfolyó víz térfogata. Mértékegysége: m3/s, dm3/s (m3/h) A FAJLAGOS VÍZHOZAM, q a keresztszelvényen átfolyó víz térfogatának és a szelvényhez tartozó vízgyűjtő terület nagyságának hányadosa. Mértékegysége: m3/s km2, dm3/ha (dm3/m2) A fajlagos vízhozam megmutatja, hogy az egységnyi vízgyűjtő területről (km2, ha, m2) egységnyi idő alatt (s, min, h) mennyi víz folyik le (m3, dm3). A lehullott csapadéknak csak egy része folyik le, mert egy másik része beszivárog a talajba. A közvetett vízhozamméréshez meg kell határoznia keresztszelvény felületét (A, m2) és az áramlás sebességét (vk, m/s). A vízhozam: Q = vk A m3/s A közvetlen vízhozammérés több módszerrel lehetséges. 7.1. KÖBÖZÉS Kisebb vízhozamok mérésekor alkalmazzuk, ha a víz egy csövön vagy csatornán egy vízsugárban folyik ki. A méréshez kell egy 10-15 l-es vödör és egy stopper.

7.1. FELADAT

ADATOK

Vízhozammérés köbözéssel

A 10 l-es vödör megtelt 20 s alatt. V = 10 l, t = 20 s

A vízhozam: Q = V/t = 10 l/20 s = 0,5 l/s

39

7.2. FELADAT

ADATOK

Vízhozammérés köbözéssel

10 s alatt 12 l víz folyt ki a csatornából. t = 10 s, V = 12 l

Számítsa ki a vízhozamot: Q = 7.2. HÍGULÁSOS VÍZHOZAMMÉRÉS A módszer elve: a folyóvízhez ismert koncentrációjú jelzőfolyadékot adunk, meghatározott térfogatárammal, amely a folyás irányában elkeveredik és felhígul. A jelzés helyétől távolabb mintát veszünk és meghatározzuk a koncentrációt. A folyamat anyagmérlege: c1q = c2(q + Q) c1 a jelzőfolyadék koncentrációja, g/dm3 c2 a folyóból vett minta koncentrációja, g/dm3 q a jelzőfolyadék adagolásának térfogatárama, dm3 /s Az anyagmérlegben csak a folyó vízhozama ismeretlen. dm3/s

Az anyagmérlegben a

szorzat az időegység alatt beadagolt jelzőanyag tömegét

adja meg: g/dm3 dm3/s = g/s. Ez az anyagmennyiség nem vész el, át kell áramlania a mintavétel szelvényén is, nagyobb térfogatban felhígulva. Ha a mérőfolyadék térfogatárama elhanyagolható a folyó vízhozamához képest, az anyagmérleg egyszerűsíthető: Q

=>

A módszert általában sekély vizű vagy nagyobb sebességű vízfolyásoknál alkalmazzuk.

40

7.3. FELADAT

Hígulásos vízhozammérés

Határozza meg egy patak vízhozamát! A patakhoz 100 dm3 jelzőfolyadékot adunk 30 perc alatt egy adagoló edényből. A koncentráció 20 %. A patakból vett minta koncentrációja 4 %. ADATOK

c1 = 20 % = 0,2

c2 = 4 % = 0,04

V = 100 dm3

t = 30 min = 1800 s

MEGOLDÁS Az anyagmérleg: c1q = c2 (q + Q) A jelzőfolyadék térfogatárama: Q = V/t = 100 dm3/1800 s = 0,055 dm3/s A patak vízhozama: 0,2695 dm3/s A vízhozam: 0,2695 dm3/s = 36 970,2 dm3/h = 36,97 m3/s

7.4. FELADAT

Hígulásos vízhozammérés

A patakhoz 60 dm3 jelzőfolyadékot adunk 15 perc alatt, amelynek a koncentrációja 20 %. Az elkeveredés távolságában vett minta koncentrációja 3 %. Számítsa ki a patak vízhozamát dm3/s, dm3/h és m3 /h mértékegységben! 7.3. VÍZHOZAMMÉRÉS MÉRŐBUKÓVAL A mérőbukó a szabad felszínű vízfolyás medrébe keresztbe beépített fal, amelyen a víz csak átbukással áramolhat tovább. A víz különböző profilú szelvényen bukhat át. Elterjedtek a Bazin- és a Thomson-féle mérőbukók. A vízhozamot a mérőbukóhoz tartozó képlettel számítjuk ki. Thomson bukó

Bazin bukó

Q = 0,533µtg √

Q = 0,666µb√

41

h az átbukó vízsugár magassága (m), b a bukóprofil szélessége, α a hajlásszög, µ a vízhozamtényező, amit a mérőbukó hitelesítésekor kell meghatározni. A mérőbukókat általában a nagyobb esésű, kisebb szélességű folyószakaszon telepítjük. A hordozható változatot a 7.1. ábra mutatja be. 7.1. ábra Vízhozam mérése mérőbukóval Hordozható Bazin-féle bukó (1)

A mérőbukó fémlemezből készül (általában 4 mm vastag alumínium lemezből), telepített vagy hordozható kivitelben. A bukót merőlegesen kell elhelyezni az áramlás irányára. Gondoskodni kell arról, hogy a bukó és a meder érintkezésénél a víz ne juthasson át. A bukó visszaduzzasztja a vizet. A h értékét felvízi oldalon telepített vízmércével is meghatározhatjuk. A bukónyílás koronája éles szélű, hogy az átbukó vízsugár ne tapadjon az alvízi

oldalhoz.

Az

alvíz

szintje

a

bukónyílás koronája alatt legyen.

42

7.5. FELADAT

Vízhozammérés Thomson mérőbukóval

Határozza meg egy 2 m széles csatorna vízhozamát! Telepítsen egy hordozható Thomson mérőbukót és olvassa le a bukónyíláson átfolyó vízsugár magasságát! A bukónyílás hajlásszöge: α = 90˚

ADATOK

A vízhozamtényező: µ = 0,6 Az átbukó vízsugár magassága: h = 0,1 m MEGOLDÁS A vízhozam: Q = 0,533µtg √ tg Q = 0,533

,

=

m3/s

=1

√

m3/s

= 4,479

Q = 0,004479 m3/s = 16,1 m3/h

7.6. FELADAT

Vízhozammérés Thomson mérőbukóval

A csatorna vízhozamát Thomson bukóval határozzuk meg. Adja meg a vízhozamot 3

m /s, dm3/s és m3/h egységben! ADATOK

A bukónyílás hajlásszöge: 90˚ A vízhozamtényező: 0,6 Az átbukó vízsugár magassága: 15 cm

7.4. DANAIDÁS VÍZHOZAMMÉRÉS A

danaida

mérőedény

alján

egy

ismert

keresztmetszetű kifolyónyílás van. Ha a befolyó és a kifolyó víz térfogatárama egyenlő, a víz egy adott szinten beáll a mérőedényben. Ha megnő a befolyó víz térfogatárama, emelkedik a vízszint, ezért megnő a víz

43

hidrosztatikai nyomása és a kifolyó víz térfogatárama is. A víz egy új, nagyobb szinten újra beáll. A danaida mérőedényben a víz szintje a térfogatáram függvénye, ezért alkalmas a vízhozam mérésére. A vízhozam: Q = µA√

m3/s

h a víz szintje a mérőedényben (m), A a kifolyónyílás keresztmetszete (m2), µ a vízhozamtényező, ami a kifolyónyílás kialakításától függ (a mérőedény hitelesítésekor lehet meghatározni).

7.7. FELADAT

Danaidás vízhozammérés

A danaida mérőedény kifolyónyílásának átmérője 100 mm. Az állandósult vízszint 30 cm. A vízhozamtényező 0,9. Határozza meg a csatorna vízhozamát! ADATOK

d = 100 mm = 0,1 m,

h = 30 cm = 0,3 m

µ = 0,9 MEGOLDÁS A kifolyónyílás keresztmetszete:

A vízhozam: Q = µA√

= 0,9

√

m3/s

Q = 0,017 m3/s = 17 dm3/s

7.7. FELADAT

Danaidás vízhozammérés

A 7.7. feladatban alkalmazott danaida mérőedényben a vízszint 40 cm-re növekedett. Számítsa ki a megnövekedett vízhozamot!

44

7.5.VÍZHOZAMMÉRÉS MÉRŐCSATORNÁVAL A mérőcsatorna leszűkíti az áramlás útját, a víz a kisebb keresztmetszeten felgyorsul. A visszaduzzasztott felvíz szintje független az alvíz szintjétől. Elegendő csak a felvíz vízmélységét megmérni. A vízhozam: µ a vízhozamtényező h a felvíz vízmélysége b a szűkítés szélessége

√

A mérőcsatornákat általában a kisebb lejtésű vízfolyásoknál alkalmazzuk: előnyösebb, mint a bukóél, mert rövidebb a visszaduzzasztás szakasza. Leggyakrabban a Ventúri csatornát alkalmazzuk, amely konfúzor (1), torok (2), és diffúzor (3) szakaszokból áll. A négyszög keresztmetszetű torokkal készített Ventúri csatorna a Parshall csatorna.

7.8. FELADAT

Vízhozammérés Ventúri csatornával

A Ventúri csatornában a torok szélessége b = 0,5 m. A felvíz vízmélysége: h = 1,5 m A vízhozamtényező: µ = 0,8 Számítsa ki a vízhozamot! √

7.9. FELADAT

√

m3/s

Vízhozammérés Ventúri csatornával

A 7.8. feladatban alkalmazott Ventúri csatorna a megnövekedett vízhozam miatt a felvíz mélységét 2 m-re növeli. µ = 0,8, b = 0,5 m, h = 2 m Számítsa ki a vízhozamot!

45

7.10. FELADAT

Jelölje meg a jó választ! (Több válasz is jó lehet.)

1. A vízhozam _ _ _ _ _ a/ mérése történhet köbözéssel. b/ mértékegysége m2/s. c/ a vizsgált keresztszelvényben időegység alatt átfolyt vízmennyiség. d/ számítása a

összefüggéssel történik.

2. A közvetett vízhozammérés _ _ _ _ _ a/ végrehajtható mérőbukóval. b/ a danadidás mérés. c/ része a sebességmérés. d/ része a keresztszelvény felületének meghatározása. 3. Milyen eszközökre van szükségünk a köbözéssel történő vízhozzammérés végrehajtásához? _ _ _ _ _ a/ Ismert térfogatú mérőedényre. b/ Stopperórára. c/ Kifolyó nyílással ellátott mérőedényre. d/ Ismert koncentrációjú mérőoldatra. 4. Milyen eszközre van szükségünk a danaidás vízhozam mérés végrehajtásához? _ _ _ _ a/ Ismert térfogatú mérőedény b/ Stopperóra c/ Kifolyó nyílással ellátott mérőedény d/ Ismert koncentrációjú mérőoldat 5. A vízállást mérhetjük: _ _ _ _ _ a/ álló vízmércével, b/ fekvő vízmércével, c/ regisztráló (rajzoló) vízmércével, d/ köbözéssel. 6. Mire van szükség a hígításos vízhozam méréshez? _ _ _ _ _ a/ Ismert koncentrációjú mérőoldat. b/ Kifolyó nyílással rendelkező mérőedény. c/ A folyóból vett vízminta. d/ A koncentrációt mérő műszer. 46

7.11. FELADAT

Írja a kifejezések mellé a fogalom betűjelét!

A/ Vízállás B/ Vízhozam C/ Mindkettő D/ Egyik sem 1. Mérési adatainak rendszerezése, feldolgozása a hidrográfia (vízrajz) szakterülete _ _ _ 2. Mérési eljárásai közvetlen és közvett mérési csoportokba sorolhatók _ _ _ 3. Mérése a célnak megfelelően kialakított bukóval is történhet _ _ _ 4. Mérésnél széles hullámtér esetén a szelvényben két mérőeszközt is el kell helyezni _ _ 5. Liziméterrel mérhető _ _ _ 6. Ombrométerrel méterrel _ _ _ 7. Rajzoló vízmércével mérhető _ _ _ 8. Mértékegysége a m3/s _ _ _ 9. A vkA szorzattal kiszámítható _ _ _ 10. Fekvő vízmércével is mérhető _ _ _

47

8.

A CSAPADÉK INTENZITÁSA, HOZAMA

A/ MENNYISÉGEK, MÉRTÉKEGYSÉGEK -

CSAPADÉKMAGASSÁG, h a leesett vízréteg magassága. Mértékegysége: mm

-

CSAPADÉKINTENZITÁS, i időegység alatt leesett csapadékmagasság. i = h/t

-

mm/s, mm/h, mm/d, mm/a

CSAPADÉKHOZAM, Q adott felületre egységnyi idő alatt leesett víz térfogata. Q = iA

m2 => m3/s

„A”- az eső által áztatott terület, m2 -

FAJLAGOS CSAPADÉKHOZAM, q egységnyi felületre egységnyi idő alatt leesett víz térfogata. q = Q/A

-

⁄

m3/s km2, m3/s ha

=>

CSAPADÉKTÉRFOGAT, V adott felületen, adott magasságú víz térfogata.

V = hA

m m2 = m3

A CSAPADÉK MÉRÉSE A csapadékmérő eszközök két típusa: -

nem regisztráló csapadékmérő (ombrométer)

-

regisztráló csapadékmérő (ombrográf) súlymérésen alapuló csapadékíró, úszós csapadékíró

A csapadékmérés két típusát a 8.1. ábra mutatja be.

48

8.1.ábra Csapadékmérők

Csapadékmérő

Csapadékíró

ombrométer

ombrográf

A csapadékmérőben a fémből készült gyűjtőedény fogja fel a csapadékot. Az összegyűjtött vizet naponta általában egyszer (reggel 7 órakor) öntjük a mérőhengerbe, amellyel tizedmilliméter pontossággal olvashatjuk le a csapadék magasságát. Hó alakjában lehullott csapadék esetében a csapadékmérőt meleg helyiségbe visszük és megvárjuk, míg a hó elolvad. A csapadékíró úszót, rajzoló szerkezetet és óraművet tartalmaz. A forgó hengerre naponta vagy hetente egy adatlapot erősítünk, amelyről leolvashatjuk a csapadék magasságát és időtartamát, és meghatározhatjuk a csapadék eloszlását az idő függvényében, a csapadék hevességét.

49

Csapadékmagasság

8.1. PÉLDA

csapadéktérfogat

Mekkora csapadéktérfogatot jelent 1 mm csapadékmagasság 1 m2, 1 km2 és 1 ha területen? h = 1 mm = 0,001 m 1 km2 = 1000 m 1000 m

V = hA

m3

1 ha = 100 m 100 m a/ 1 m2-en V = 0,001 m

= 0,001 m3 = 1 dm3

b/ 1 km2-en = 1000 m3

V = 0,001 m c/ 1 ha-on V = 0,001 m

Csapadékintenzitás

8.2. PÉLDA

= 10 m3

csapadékhozam

A csapadékintenzitás 60 mm/min (1 perc alatt 60 mm magas eső esett adott felületre.) Mekkora a csapadékhozam? i = 60 mm/ perc = 1 mm/s = 0,001 m/s a/ 1 m2-en: Q = 0,001 m/s 1 m2 = 0,001 m3/s = 1 dm3/s b/ 1 km2-en: Q = 0,001 m/s 1 000 000 m2 = 1000 m3/s c/ 1 ha-on: Q = 0,001 m/s 10 000 m2 = 10 m3/s Másodpercenként leesett 1 mm-es csapadék 10 m3 -rel öntöz meg 1 ha területet.

50

Csapadékhozam

8.3. PÉLDA

csapadékintenzitás

A fajlagos csapadékhozam: 1 m3/s ha (1 m3 eső esik 1 s alatt 1 ha területre.) Mekkora a csapadékintenzitás? q = 1 m3/s ha A ha = 100 m 100 m = 10 000 m2

Q = iA

m3/s

m/s ha = 0,1 mm/s ha i = 0,1 mm/s ha 3600 s = 360 mm/h ha i = 360 mm/h ha 24 h = 8640 mm/d ha 1 m3/s ha fajlagos csapadékhozam 360 mm magas csapadékot produkál 1 óra alatt 1 ha területen.

8.4. PÉLDA

Vízgyűjtő terület vízhozama

Egy 220 km2 vízgyűjtő területről lefolyik évente 45 mm csapadék. Hány m3 a vízgyűjtő terület vízhozama? (Hány m3 víz folyik le évente a vízgyűjtő területről?) A = 220 km2 = 220 106 m2 h = 45 mm/év = 0,045 m/év

V=h A

m3

V = 0,045 m/év 220 106 m2 = 9,9 106 m3/év V = 9,9 106 m3/év : 31,536 106 = 0,31 m3/s = 310 dm3/s (1 év = 3600 s 24 h 365 d = 31,536 106 s) A 220 km2 vízgyűjtő területről 9,9 millió m3 víz folyik le évente, ha a lefolyó víz magassága éves átlagban 45 mm.

8.5. FELADAT

Fajlagos csapadékhozam

A csapadék intenzitása 13 mm/h. Mekkora a fajlagos csapadékhozam 1 m2, 1 km2 és 1 ha-on?

51

h = 13 mm/h = 0,013 m/h 1 km2 = 106 m2

Q = iA

m3/s

1 ha = 104 m2 a/ 1 m2-en: Q = 0,0013 m/h 1 m2 = 0,0013 m3/h b/ 1 km2-en: c/ 1 hektáron:

8.6. FELADAT

Csapadéktérfogat: V=hA _ _ _ _ _

A 80 m2-es tetőre 5 mm csapadék hullott. Hány liter víz folyt le a tetőről? a/ 400 liter b/ 50 liter c/ 80 liter

8.7. FELADAT

Csapadékintenzitás: i=h/t _ _ _ _ _

Jelölje meg a legnagyobb intenzitású csapadékot! a/ 2 óra alatt 30 mm b/ 1 nap alatt 170 mm c/ 1 óra alatt 20 mm

8.8. FELADAT

Jelölje meg a jó választ! (Több válasz is jó lehet.)

A csapadék mennyiségének mérése történhet: _ _ _ _ _ a/ ombrométerrel b/ liziméterrel c/ ombrográffal d/ pszichrométerrel.

52

8.9. FELADAT

Csapadékintenzitás grafikon

Ön meteorológiai adatok feldolgozásával foglalkozik munkája során. Az alábbi feladatokat kell elvégeznie: a/ A csapadékintenzitás grafikonról olvassa le az intenzitás értékeit,és írja be az alábbi táblázatba!

Időintervallum (h) 0–2 2–4 4–6 6 – 10

Csapadékintenzitás (mm/h)

b/ Határozza meg az egyes időközökben lehulló csapadék mennyiségét és az összes csapadékmennyiséget! Időintervallum (h) 0–2 2–4 4–6 6 – 10 Összes csapadék (0 – 10)

Csapadékintenzitás (mm/h)

c/ Csoportosítsa és sorolja fel a csapadékformákat halmazállapot szerint! Fejtse ki a csapadékformák felszínre jutásának módját!

53

B/ A CSAPADÉK GYAKORISÁGA Milyen gyakran ismétlődnek a különböző időtartamú, csapadékhozamú (dm3/s

ha)

vagy csapadékintenzitású (mm/h) esők? A nagy intenzitású csapadék (heves eső, „felhőszakadás”) sokkal ritkábban fordul elő, mint a kisebb intenzitású zápor. Az előfordulás valószínűségét %-ban adjuk meg. Az előfordulás valószínűségének %-a kifejezi, hogy egy adott intenzitású csapadék 100 év alatt hányszor fordul elő, ami azt is megmutatja, hogy átlagosan hány évente ismétlődik. PÉLDA

10 %-os valószínűség jelentése: 100 év alatt 10 szer fordul elő, átlagosan 10 évente 1 alkalommal.

A különböző időtartamú és vízhozamú csapadék gyakoriságát a 8.2. és 8.3. ábra mutatja. Leolvashatjuk, hogy az adott időtartamú csapadék különböző csapadékhozamokkal hány évente jelentkezik egy alkalommal. PÉLDA

A 30 perc időtartamú csapadék (zápor) 60 dm3/s ha hozammal 1 évente, 120 dm3/s ha hozammal 4 évente, 160 dm3/s ha hozammal 10 évente fordul elő. (A 8.2. ábrából)

54

8.2. ábra Csapadékmaximum-függvények a 10 perc-3 órás időtartamú csapadékokra

8.3. ábra Csapadékmaximum-függvények a 3-24 órás időtartamú csapadékokra

55

A 8.2. és 8.3. ábra alkalmazása

8.10. FELADAT

Gyakoriság

csapadékhozam

Határozza meg a 28 perc időtartamú 10 % gyakoriságú zápor csapadékhozamát egy hektáron és a csapadékintenzitást! 1. A 10 % gyakoriság 10 alkalmat jelent 100 év alatt, átlagban 1 alkalmat 10 évente. 2. A 8.2. ábrán keresse meg a „10 év” egyenest! 3. Vetítse a 28 percet az egyenesre, majd a metszéspontot a baloldali (csapadékhozam) és a jobboldali (csapadékintenzitás) skálára! 4. Olvassa le a meghatározandó mennyiségeket: a csapadékhozam: q = 170 dm3/s ha, a csapadékintenzitás: i = 60 mm/h.

8.11. FELADAT

Csapadékintenzitás

gyakoriság

Hány évente fordul elő a 30 perces zivatarok közül olyan, amely 160 dm3/s ha vízhozamot ad? Hány % az előfordulási valószínűség? 1. A 30 perc függőleges és a 160 dm3/s ha vízszintes egyenes a „10 év” ferde egyenes metszi egymást. 2. 10 évente fordul elő 1, 100 évente 10 alkalommal. 3. Az előfordulási gyakoriság 10 %.

8.12. FELADAT Határozza meg, hogy a 28 perces 10 %-os vagy a 25 %-os gyakoriságú záporral jár nagyobb csapadékhozam egy hektár területen! A ritkábban vagy a sűrűbben előforduló zápor szolgáltat nagyobb csapadékhozamot?

56

9.

A CSAPADÉK LEFOLYÁSA

A vízgyűjtő területre lehullott csapadék egy része lefolyik a barázdákon, vápákon, árkokon, csatornákon, patakokon át a befogadó folyókba. A lefolyási hányad, α’ a lefolyt csapadék (L) és a lehullott csapadék (C) tömegének vagy térfogatának hányadosa: α’= L/C 100-zal szorozva %-ban fejezzük ki. A csapadék lefolyásának időtartamát két szakaszra bontjuk: -

lefolyás a nyílt terepen,

-

lefolyás a vízfolyások medrében.

Az összegyülekezési időt, t alatt jut el a csapadék a vízgyűjtő terület legtávolabbi pontjából a befogadó vizsgált szelvényig. Az összegyülekezési idő becsült, közelítő értéke: √

L és I a leghosszabb lefolyási út hossza (km) és lejtése.

„A” a vízgyűjtő terület, km2. A csapadék-levezető csatornák méretezésének alapja a mértékadó vízhozam. Ismerni kell azt a vízhozamot, -

amely az érintett vízgyűjtő területről az összegyülekezési idő alatt lefolyik,

-

és valamilyen „p” átlagos ismétlődéssel (a település nagyságától függően 1, 2 vagy 4 évente egyszer előforduló csapadékból) keletkezi.

A valóságos csapadék intenzitása változik az eső időtartama alatt. Ennek figyelembe vétele bonyolulttá tenné a számításokat. Ezért modellcsapadékkal számolunk, amikor feltételezzük, hogy a csapadék intenzitása állandó. A lefolyó csapadék vízhozama: Q = αiA

m3/h

(l/s)

i a csapadék intenzitása, m3/h ha (l/s ha)

57

α a lefolyási tényező

A a vízgyűjtő területe: ha Az α a talaj minőségétől, kötöttségétől, a növényzettől, stb. függ. A lefolyási tényező kiszámításának tapasztalati képlete: α = 0,14 + 0,65 R + 0,05 I R a vízgyűjtő terület vízzáró hányada (%), I a vízgyűjtő terület átlagos lejtése (%). A lefolyó csapadék vízhozamának számításakor több feltételt alkalmazunk: -

a lefolyó vízhozam és a csapadék intenzitása között lineáris kapcsolat van,

-

a csapadék intenzitás állandó (modellcsapadék),

-

a lefolyás vízhozama maximális, ha mértékadó csapadék időtartama megegyezik az összegyülekezési idővel.

-

a lefolyási tényező állandó a lefolyás útvonalán.

9.1. FELADAT

A csapadék lefolyása

A lehulló csapadék egy része lefolyik az adott területről. Mekkora a lefolyó vízhozam (m3/h)? A számításhoz ismerni kell a csapadék intenzitását (mm/h), a vízgyűjtő terület nagyságát (m2, ha, km2) és a lefolyási tényezőt. ADATOK

A vízgyűjtő területre lehullott csapadék: i = 15 mm/h = 0,015 m/h. A vízgyűjtő terület: A = 30 ha = 30 10 000 m2 = 300 000 m2 A vízgyűjtő területet három részre osztjuk a talaj és a növényzet minősége alapján: A1 = 12 ha

α1 = 0,42

A2 = 10 ha

α2 = 0,35

A3 = 8 ha

α3 = 0,45

MEGOLDÁS a/ A csapadékhozam 1 m2 területre időegység alatt lehullott csapadék térfogata Q = iA = 0,015 m/h 1m2 = 0,015 m3/h m2 1 ha területre: Q = 0,015 m3/h m2 10 000 m2 = 150 m3/h ha b/ Az átlagos lefolyási tényező

58

c/ A lefolyás vízhozama Q = αiA = 0,405 150 m3/h ha 30 ha = 1822,5 m3/h A 30 ha vízgyűjtő területről óránként 1822,5 m3 víz folyik le a 15 mm/h intenzitású csapadékból.

FELADAT Mekkora a 30 ha-os vízgyűjtő területre óránként lehulló csapadék térfogata? 1 ha-ra lehullott: 150 m3/h ha 30 ha-ra lehullott: Mekkora a lefolyási hányad? (A lefolyt és a lehullott csapadék hányadosa.) A lehullott csapadék hány %-a folyt le adott területről?

9.2. FELADAT Határozza meg az adott vízgyűjtő területre hulló csapadékból lefolyó víz hozamát! ADATOK

A csapadék intenzitás: i = 12 mm/h A vízgyűjtő terület: 27 ha A lefolyási tényezők: A1 = 12 ha

α1 = 0,42

A2 = 10 ha

α2 = 0,35

A3 = 8 ha

α3 = 0,45

Számítsa ki:

a/ A csapadék intenzitását: l/s ha b/ Az átlagos lefolyási tényezőt c/ A lefolyás vízhozamát: l/s (Q = 366,26 l/s)

59

A TESZTEK MEGOLDÁSA 1. VÍZHÁZTARTÁS 1.1. FELADAT: 1c, 2abc, 3bcd, 4ac, 5bd, 6b 1.2. 1C, 2B, 3A, 4D, 5B, 6B, 7A, 8B, 9A, 10A, 11A, 12B 1.3. csapadék, párolgás, beszivárgás, lefolyás, tározás 1.4. 1 abc, 2b, 3abc 1.5. h mm, I mm/s, q dm3/m2 s, Bk m/s, m/h, Q m3/s, m3/h, q m3/km2 s, dm3/ha s Minden jó válasz 1 pont. A maximális pontszám 46. Hány %-ot teljesített? 2. A VÍZFOLYÁSOK ALAKTANA 2.1. 1. kisvízi meder 2. középvízi meder 3. partél 4. közepes árvíz 5. nyári gát 6. legnagyobb árvíz 7. árvízvédelmi töltés 8. magaspart 9. hullámtér 10. árvízi meder 11. védett terület 12. ártér

2.2. 1b, 2a, 3d, 4c 2.3. 1. domború part 2. homorú part 3. sodorvonal 4. középvonal 5. bal part 6. jobb part 2.4. A1, A3, A5, B2, B4, B6 2.5. 1d, 2a, 3b, 4d, 5bd

60

2.6. nagyobb, közepes, kisebb nagyobb, közepes, kisebb elszállítja, lerakja és szállítja, lerakja keskeny és mély(V alakú), szélesebb és sekélyebb (csésze alakú) 2.7.1,38 h Minden jó válasz 1 pont. Maximális pontszám: 45 3. VÍZÁLLÁS, VÍZMÉLYSÉG 3.2. l = √

= 3,6 cm

3.3. l = √

= 2,8 cm

3.4. 1b, 2d, 3b, 4b, 5c, 6cd 3.5. 1A, 2C, 3D, 4B, 5B, 6D, 7B, 8B Minden jó válasz 1 pont. Maximális pontszám: 17 4. A JELLEMZŐ VÍZÁLLÁSOK 4.1. 1C, 2C 4.2. 1c, 2d, 3a, 4b, 5e, 6g, 7f 4.3. c, LNV-LKV 4.4. A vízállás 196 cm LKV: legkisebb víz: a valaha mért legkisebb vízállás. NV: nagyvíz: egy adott időszakban mért legnagyobb vízállás. KÖV: középvíz: egy adott időszak vízállásainak számtani középértéke. 4.5. LNV: legnagyobb víz: a valaha mért legnagyobb vízállás. KV: kisvíz: egy adott időszakban mért legkisebb vízállás. KKV: közepes kisvíz: hosszabb időszak kisvizeinek (KV) számtani közepe. KNV: közepes nagyvíz: hosszabb időszak nagyvizeinek (NV) számtani közepe. 4.6. A vízjáték 500 cm, a vízfok 19 % 4.7. A hidrográf 23,9 % 4.1-4.3. 1-1 pont, 4.4-4.7. 2-2 pont Maximális pontszám: 30 pont

61

5. FELSZÍN ALATTI VIZEK 5.1. 1cd, 2bd, 3cd, 4ac, 5abc, 6a 5.2. I. 1C, 2B, 3A, 4B, 5B, 6A, 7B, 8D II. 1C, 2D, 3D, 4B, 5D, 6D, 7C, 8B 5.3. 1. Kettő. 2. Talaj-víz-levegő. 3. Talaj-víz. 4. Felső. 5. a/A talaj hőmérséklete. b/ A levegő páratartalma. c/ A szél sebessége. 6. A kapillárisokon át. 7. A két zóna határán. 8. a/Nyár elején. b/Télen. 9. a/A csapadék beszivárgása. b/A talaj párolgása. c/ A növények vízfelvétele. 10. Felfelé mozog. 6. A FELSZÍNI VÍZ BIOLÓGIAI MINŐSÉGE 6.1. 1C, 2A, 3B, 4A, 5C, 6A, 7D, 8C, 9A, 10D 6.2. I. 1B, 2D, 3C, 4A II. 1A, 2D, 3B, 4B, 5C, 6A, 7B, 8A 6.3. 1ac, 2bc, 3 abc, 4ad 6.4. 1B, 2A, 3C 6.5. 2 6.6. C, E, A, B, D, B, C, B, A, E 6.7. 1ac, 2ac, 3abcd, 4ac, 5ac, 6abcd 6.8. A, A, B, B, C, D, A, A, B 7. A VÍZHOZAM MÉRÉSE 7.2. Q = 1,2 dm3/s 7.4. Q = 7.6. Q = 7.8. Q = 0,018 m3/s = 18 dm3/s 7.10. Q = 5 m3/s 7.11. 1ac, 2cd, 3ab, 4c, 5abc, 6acd 7.12. 1C, 2B, 3B, 4A, 5D, 6D, 7A, 8B, 9B, 10A

8. A CSAPADÉK INTENZITÁSA, HOZAMA 8.5. a/ Q = 0,013 m/h 106 m2 = 13 000 m3/h b/ Q = 0,013 104 = 130 m3/h 8.6. C 8.7. C

62

8.8. a,c 8.10. 10 %-os gyakoriságnál: Q1 = 170 dm3/s ha 25 %-os gyakoriságnál: Q2 = 130 dm3/s ha 8.9. a/ Csapadékintenzitás értékei: 4 × 1 pont = 4 pont Időintervallum (h)

Csapadékintenzitás (mm/h)

0–2

2

2–4

4

4–6

0

6 – 10

4

b/ Csapadékmennyiségek: 5 × 2 pont = 10 pont Időintervallum (h)

Csapadékintenzitás (mm/h)

0–2

2

2–4

8

4–6

0

6 – 10

16

Összes csapadék (0 – 10)

28

c/ Halmazállapot szerint: Szilárd csapadék: hó, jég, zúzmara, dér Folyékony halmazállapot: eső, harmat Felszínre jutás módja szerint: -

mikrocsapadék: az a csapadék,amely közvetlenül a talaj felszínén csapódik ki (dér, harmat)

-

makrocsapadék: az a csapadék, mely a légkörben kicsapódik és szabadesés útján éri el a talajfelszínt (eső, hó, jégeső)

63