A víz nélkülözhetetlen
Vízminőségvédelem km18 2004/2005-es tanév I. félév 1. rész Dr. Zseni Anikó egyetemi adjunktus, SZE, MTK, ÉKI, Környezetmérnöki Tanszék
• biológiailag : ivóvízként, táplálékban • higiénia: tisztálkodás, mosás, szennyezések eltávolítása • rekreáció (vízisportok, üdülés), gyógyhatás • közlekedés • energiaforrás • ipar, mezőgazdaság vízigénye • élelmiszer-termelő közeg (halászat) stb.
A víz tulajdonságai ¾ Fizikai tulajdonságok A, állapot/fázis diagram • H: hármaspont (+0.01°C és 0,61 kPa) • K: kritikus pont (374,2°C és 21,42 MPa)
A víz tulajdonságai ¾ Fizikai tulajdonságok B, sűrűség
Hőmérséklet (°C)
Sűrűség (kg/m3)
0 (jég) 0 (víz) 2 4
917 999,8 999,96 1000,00
10 20 30 40
999,60 998,26 995,6 992,2
1
A víz tulajdonságai ¾ Fizikai tulajdonságok
A víz tulajdonságai ¾ Kémiai tulajdonságok • jó oldószer
C, viszkozitás D, fajhő (4183 J/kgºC) E, párolgáshő (20 ºC-osé 2453,6 kJ/kg) F, szín
• víz keménysége Ca2+ + 2 HCO3- → CaCO3 + H2O + CO2 – változó: Ca(HCO3)2 és Mg(HCO3)2 okozza – állandó: egyéb Ca2+ és Mg2+ sók – összes keménység = összes jelenlévő Ca2+ és Mg2+ só (= változó+állandó keménység) • 1 nkº annak a víznek a keménysége, amely literenként 10 mg CaO-dal egyenértékű Ca2+ és Mg2+ sót tartalmaz
A víz tulajdonságai
A Föld vízkészlete
¾ Kémiai tulajdonságok • Raoult-törvény:
Tároló
%
253 900
15,5
8 060
0,5
1 348 000
82,3
27 820
1,69
édesvizű tavak
125
0,01
sós tavak
100
0,01
légkör
12,3
0,0008
vízfolyások
1,25
0,00006
1,13
0,00006
~1 638 020
~ 100
litoszféra (kötött víz)
híg oldatok esetén a moláris koncentráció növekedésével a fagyáspont csökken, forráspont nő
litoszféra (szabad víz a felszín alatt 4000 m-ig)
(35‰ sótart.: -1,91ºC olv. pont)
sarkvidéki és magashegységi jég
• koncentráció nő → sűrűség nő m3
1 20°C-os tengervíz tömege 27 kg-mal több, mint 1 m3 20°C-os deszt. vízé ⇒ sós vizek: +4°C alatt érik el maximális sűrűségüket
mennyiség 1000 km3-ben
világóceán
élőlények összesen (a Föld vize)
2
A vízkészlet származása
A kontinensek vízkészlete Tároló
mennyiség 1000 km3-ben
%
litoszféra (szabad víz a felszín alatt 4000 m-ig)
8 060
22,3
sarkvidéki és magashegységi jég
27 820
77,0
125
0,35
édesvizű tavak sós tavak
100
0,28
vízfolyások
1,25
0,003
élőlények
1,13
0,003
légkör
12,3
0,03
36 120
100
Összesen (kontinensek vize)
A víz körforgása
¾ endogén eredet: • bolygónk belső anyagainak gázleadása révén • az egykori vulkanizmus illó anyagaiból (80% víz, 10% CO2 volt) ¾ a víz az őslégkörből kicsapódott • gravitáció, kedvező hőmérséklet • az ózonpajzs meggátolta, hogy fotodisszociációval elbomoljon ¾ juvenilis víz: a Föld felszínén még sosem járt (jelenleg kb. 0,1-0,3 km3 /év a vulkanizmussal) ¾ vadózus víz: a körforgásba korábban már bekerült vizek
Az óceánokra (o), a szárazföldekre (k) és a Föld egészére az alábbi vízháztartási egyenletek írhatók fel:
óceán: szárazföld:
bevétel Co+L = Ck =
kiadás Po, azaz L = Po - Co Pk + L, azaz L = Ck - Pk
Po - Co = Po + Pk = P =
Ck - Pk és Ck + Co C
ezért
így a Föld egészére:
Po = óceáni párolgás, Co = óceáni csapadék, Ck = szárazföldi csapadék, Pk = a szárazföldek teljes párolgása (Pk = Pv + Pe + Pt), Pv = szabad vízfelszín (tavak, folyók) párolgása, Pe = talajpárolgás (evaporáció), Pt = a növényzet párolgása (transpiráció), L1 = felszíni lefolyás, L2 = felszín alatti lefolyás
A légkör szempontjából a következőképpen alakul a körforgás: bevétel kiadás légkör: Po + Pk = Co + Ck P = C
3
Megújulási idők • atmoszféra vize: évente 40-szer, mintegy 9 naponta • óceánok vize: kb. 3000 év
A természetes vizek előfordulási típusai ¾ légköri vizek • csapadék • párolgás
• szárazföldi jég: kb. 12 ezer év • vízfolyások: hetek • tavak: kb. 10 év • felszín alatti vizek: változó, 2 hét – több ezer év
¾ felszíni vizek • vízfolyások • állóvizek – tavak – vizes élőhelyek • óceánok, tengerek
Légköri vizek
Légköri vizek
¾ csapadék
¾ párolgás
• területi kiterjedés, időtartam, mennyiség, intenzitás • hó (sűrűség: 0,1-0,15
felszín alatti vizek parti szűrésű vizek talajnedvesség talajvíz rétegvíz nem karsztosodott kőzetek hasadékvizei • karsztos kőzetek hasadékvizei: karsztvíz ¾ • • • • •
g/cm3
- 0,6-0,7
g/cm3)
• hó olvadása, hó vízleadása • minősége: oldott gázok, por, füstgáz, korom, pernye, radioaktív anyagok, mikroorganizmusok
• potenciális és tényleges párolgás • szabad vízfelület párolgása • evaporáció • evapotranspiráció • intercepció • ariditási index: potenciális párolgás/ éves csapadék
4
Lefolyás
Vízfolyások ¾ a vízfolyások közös tulajdonságai: • a víz a magasabban fekvő pontok felől az alacsonyabb szintek felé halad • a víz mederben folyik • a vízszállítás kisebb-nagyobb mértékben ingadozik ¾ minőség: • kevés oldott só • sok lebegő anyag, szerves anyag, oxigén (öntisztulás) • többnyire lúgos kémhatás ¾ gazdasági jelentőségük ¾ vízfolyások táplálója: csapadék és források
¾ Lefolyás (≠ vízfolyás) • a lefolyás összegyülekezése, összegyülekezési idő a csapadék lefolyást adó hányadának a vízgyűjtő terület minden pontjától a vízfolyás adott pontjáig való eljutásához szükséges időtartam • felszíni lefolyás: a, közvetlen; b, késleltetett • felszín alatti lefolyás • köztes lefolyás • lefolyási tényező: közvetlen felszíni lefolyás/csapadék • fajlagos lefolyás: egységnyi területről egységnyi idő alatt lefolyó víz mennyisége (felszíni+felszín alatti) (közepes vízhozam/vízgyűjtőterület) • antropogén hatások
Vízfolyások csoportosítása ¾ időbeli változás alapján: • állandó • időszakos: periodikus, epizodikus (vádi, creek) ¾ vízszállítás jellege α éghajlat: • autochton • allochton: átfolyó (Nílus, Niger, Colorado), elvesző (Amudarja, Szir-darja→Aral-tó; Chari, Logone→Csád-tó) ¾ torkolatok
A Föld legnagyobb folyórendszerei Hosszúság (km)
Vízgyűjtő terület (ezer km2)
Vízhozam (ezer m3/s)
alapján 1. Amazonas-Ucayali
6516 1. Amazonas
7180 1. Amazonas
2. Nilus-Kagera
6484 2. Kongó
3822 2. Kongó
180 42
3. Mississippi-Missouri
6420 3. Mississippi
3221 3. Jangce
35
4. Jangce
5800 4. Ob
2975 4. Orinoco
28
5. Ob-Irtis
5575 5. Nilus
2881 5. Brahmaputra
6. Jenyiszej-Szelenga
5550 6. La Plata
2650 6. Jenyiszej
19,6
7. Huang-ho
4845 7. Jenyiszej
2605 7. La Plata
19,5
8.-9. Kongó
4700 8. Léna
2490 8. Mississippi
17,5
8.-9. La Plata
4700 9. Niger
2092 9. Léna
16,4
10. Amur
4510 10. Jangce
1970 10. Mekong
15,9
20
5
¾ Vízhálózat, vízgyűjtőterület
¾ Vízválasztók
¾ Vízválasztók A, hegyi vízválasztó topográfiai, rétegtani vízválasztó, vízválasztó sáv (v)
B, völgyi vízválasztó
Jelmagyarázat: 1 = magas helyzetű hátak, 2 = alacsony löszfelszínek, 3 = völgyek, 4 = völgyi vízválasztók
Óceánok vízgyűjtő területei
¾Vízválasztók C, síksági vízválasztó Pl. Pripjaty mocsarak • bifurkáció: kétirányú lefolyás - Cassiquiare ┤Orinoco és Amazonas - Benue (→Guineai-öböl) és Logone (→Csád-tó) - Csorba-tó ┤Vág és Dunajec
Óceán Kontinens
Atlanti mill. km2
%
Európa
6,5
65,0
Ázsia
0,5
1,1
Indiai
É-i Jegestenger
Lefolyástalan terület
Összesen
%
mill. km2
%
mill. km2
mill. km2
-
1,6
16,0
1,9
19,0
10,0
7,4
18,6 11,2 25,5
12,4
28,2
44,0
32,7
Csendes
mill. km2
%
-
-
11,7 26,6
mill. km2 8,2
Afrika
14,9 49,9
6,1
20,4
-
8,9
29,7
29,9
22,2
8,3
34,6
-
-
4,5
18,7 10,2 42,5
1,0
4,2
24,0
17,8
D-Amerika
16,3 90,0
-
-
1,0
5,6
-
-
0,8
4,4
18,1
13,4
2,9
33,0
1,8
20,5
-
-
4,1
46,5
8,8
6,5
29,1
21,6
Összesen
-
-
-
-
%
É-Amerika Ausztrália
-
%
46,5 34,4 20,7 15,4 15,5 11,5 23,0 17,1
134,8 100
• lefolyástalan területek (szárazföldek 1/5-e) • belső lefolyású területek (Volga vízgyűjtője) • valódi lefolyástalan területek (nincs vízfolyás) (Szahara, Arabfélsziget)
6
A folyóvizek vízállása • vízállás: valamely vízfolyás vízszintjének egy adott vízmérce nullpontjától mért magassága • mérése: vízmércék, rajzoló műszerek (limnográfok) • vízállás-előrejelzés • LKV, LNV, KÖV, KV, NV, abszolút és közepes ingás
vízmérce
Forrás: Observator Kft
A folyóvizek vízhozama • pillanatnyi vízhozam, átlagos vízhozam, LNQ, LKQ (m3/s) • mérése, meghatározása: – köbözés – átfolyási keresztszelvény*vízsebesség (forgóműves vagy forgószárnyas sebességmérő) – akusztikus doppler elven működő berendezések – vízhozamgörbe (Q-H görbe) – folyamatos vízhozamészlelés: bukó, mérőszűkület
• vízhozamok (vízállások) tartóssági görbéje • vízállásgörbe Forrás: Observator Kft
7
Forrás: ÉDUKÖVIZIG
Forrás: ÉDUKÖVIZIG
Győr-Moson-Sopron megye nagyobb vízfolyásainak vízhozama Vízfolyás
Duna
Állomás
Medve
Mosoni-Duna Mecsér
Időszak
Szelvény- LKQ szám
KÖQ
A folyóvizek vízjárása LNQ
1981-1999 1806+400
787
1966
8600
1981-1999
48+100
2,96
29,5
154
Lajta
Mosonmagyaróv ár
1960-1999
0+600
0
10,59
106,1
Rába
Árpás
1954-1999
29+000
0,49
36,61
955
Marcal
Rábaszentmiklós 1971-1999
15+200
1,03
8,14
75,6
Rábca
Lébény
21+700
0
10,98
130
1940-1999
• ~: A folyó vízhozam-ingadozásának átlagos, szabályos és évszakos rendje
m3/s
8
A vízhálózat alakrajzi jellemzői ¾ meghatározó tényezők: domborzat, földtani szerkezet, éghajlat, fejlődéstörténet
• vízgyűjtő területek morfometriai paraméterei • folyó- és völgyszakaszok morfometriai paraméterei
A vízgyűjtő területek morfometriai jellemzői ¾ Horton: • vízfolyások rendűsége • folyóelágazási arány (Horton-féle bifurkációs index) ¾ vízfolyássűrűség (km/km2) (Száraz- és Nedves Champagne) ¾ völgyhálózat-sűrűség (km/km2)
Folyó- és völgyszakaszok morfometriai paraméterei és alakrajzi sajátosságai
Folyó- és völgyszakaszok morfometriai paraméterei és alakrajzi sajátosságai
• vízfolyás futásvonala (l) • folyó völgyének hossza (t)
• meder: mederfenék, oldalrézsű
• forrás és torkolat közti távolság (d)
• medrek alaprajzi sajátosságai: keresztmetszet, hossz
– futásfejlettség: (l-t)/t – folyásfejlettség: (l-d)/d
mentén • mederkanyarok, meanderek, kanyarulattávolság
– völgyfejlettség: (t-d)/d • torkolatsűrűségi paraméter
9
Folyók helyszínrajzi jellemzői tetőpont sodorvonal
középvonal
inflexió balpart R
folyásirány
jobbpart
R
kanyarulati sugár J1-J4 = a kanyarulatok inflexiós pontjai; h1, h2 = a kanyarulatok húrjai; H1, H2 = a kanyarulatok burkolóvonalai; M = a burkolóvonalak távolsága (a kanyarulat tágassága); i1, i2 = a kanyarulatok ívhossza; k1, k2 = a kanyarulat húrjára mint átmérőre rajzolt félkör kerülete; Rm = a kanyarulat görbületi sugara; D = a kanyarulat átmérője; m = a húrra merőlegesen mért ívmagasság.
Forrás: Observator Kft
A folyómeder vándorlása
Folyó- és völgyszakaszok morfometriai paraméterei és alakrajzi sajátosságai • a folyó esése v. esésmagassága: a folyó eredete és torkolata közti szintkülönbség (m/km, ‰) • a folyó esésgörbéje (normális esésvonal: homorú parabolikus görbe)
Forrás: ÉDUKÖVIZIG
10
Folyóhálózati rajzolattípusok
A fenék esésvonala a Tisza Tokaj környéki szakaszán (M. Kir. Országos Vízépítési Igazgatóság adatai alapján). A folyamatos vonal az 1890/91. évi kisvíz szintjét jelzi.
Vízfolyások energiája ¾ helyzeti, mozgási és hőenergia ¾ sebesség: - külső és belső súrlódás - izotahiavonal (→sodorvonal) ¾ lamináris folyás, turbulens folyás
Vízfolyások energiája ¾ örvénylő (turbulens) folyás • állóörvények • vándorló örvények →szívóörvény →forrásörvény
spirális áramlás kialakulása a mederben, apadó víz esetén
11
¾ Vízfolyások eróziója
felső szakasz
a folyóvölgy jellegének természetes változása
¾ Vízfolyások hordalékszállítása • fenéken: görgetve, ugráltatva, csúsztatva
középső szakasz
• lebegtetve • felszínen úszva • ritmikus mederformálás
középső szakasz
alsó szakasz Forrás: ÉDUKÖVIZIG
Tavak
Vízfolyások hőháztartása, jég a folyókon • hőmérsékletet alakító tényezők: levegő, források, betorkoló vízfolyások hőmérséklete, hőszennyezés • nincs hőmérsékleti rétegződés • befagyás
• ~: a szárazföld azon önálló medencével rendelkező, tartósan megmaradó állóvizei, amelyek nincsenek vagy csak folyóvizek útján vannak kapcsolatban a világtengerrel • kiterjedés: 2,5 millió km2, földfelszín 0,5%-a
– jégzajlás
• elterjedés
– jégdugulásos árvíz
• genetikai tótípusok
12
Genetikai tótípusok A folyamatok típusai
1. Kéregmozgások
I. endogén erők
a, kimélyítéses medencék
b, elgátolásos medencék
- tektonikus árkok - kibillent rögök közötti mélyedések - epirogenetikus süllyedékek
- tektonikus mozgással elzárt tengerek - tektonikus küszöbbel elzárt völgyek - gyűrűszerű felboltozódások útján
2. Vulkáni - kalderák folyamatok - maarok
- vulkáni anyaggal elzárt mélyedések - kráterek
3. Egyéb
endogén eredetű hegyomlások
A, jégtakarók
1. glaciális erózió
- glintlépcsők előtt - sziklamedencék - túlmélyítéses csorgó tavak
- hullámos fenékmoréna felszínek - végmoréna-vonulat mögött
- kárfülkék
B, hegységi - túlmélyített gleccserek gleccservölgyek
gleccserjéggel elzárva
eltemetett jégtömbök, ill. talajjég utólagos olvadása útján
2. termokarsztos folyamatok 3. folyóvízi erózió II. Exogén 4. karsztosodás erők 5. eolikus folyamatok
üstök
- lefűzött kanyarulatok - elhagyott medrek - folyóhátak mögött
oldásos mélyedések (dolina, uvala stb.)
(mész)kicsapódásos gátak útján (tetarata lépcsők)
deflációs mélyedések
homokfelhalmozódások között, mögött - tengerek vízszintcsökkenése útján - turzások, delták útján
6. tengerpartok fejlődése
- hegyomlásokkal - csuszamlásokkal
felszín alatti üregek beszakadásával
7. tömegmozgások
korallgátak, hódgátak stb. útján
8. az élővilág hatásai
A Föld jelentősebb tavai Terület (ezer km2)
III. Kozmikus hatás IV. Antropogén hatás
meteoritbecsapódás következtében külszíni bányászat mélyedései
(völgy)zárógátak útján, tengeröblök elzárásával
Keletkezése **
371,0 I-1
Keletkezése **
Legnagyobb mélység (m)
Vízmennyiség (ezer km3)
1.
Kaszpi-tó*
Bajkál
1620 I-1
Kaszpi-tó
79,3
2.
Felső
82,4 II-1-A-a
Tanganyika
1435 I-1
Bajkál
23,0
3.
Viktória
68,8 I-1
Kaszpi-tó
955 I-1
Tanganyika
18,9
4.
Aral*
66,0 I-1
Nyasza
706 I-1
Nagy-Medve
13,5
NagyRabszolga
13,4
Felső
12,0
5.
Huron
59,6 II-1-A-a
Isszik-kul
702 I-1
6.
Michigan
58,0 II-1-A-a
NagyRabszolga
614
7.
Tanganyika
32,9 I-1
Crater
608 I-2
Nyasza
8,4
8.
Bajkál
31,5 I-1
Matana
590 I-1
Michigan
5,8
9.
NagyMedve
31,0 II-1-A-a
Hornindalsvatn
514 II-1-B
Huron
4,6
10
Nyasza
30,0 I-1
Szarezszkoje
505 II-7
Viktória
2,7
II-1-Aa
*E tavak méretei – főleg antropogén hatásra – az utóbbi években is jelentősen tovább csökkentek. ** A jelek az előző táblázat tómedence típusaira utalnak.
13
Vízháztartás szerinti tótípusok
Termikus tótípusok
• pozitív vízháztartású
• meleg tavak (→monomiktikus)
→forrástó (Hévízi-tó)
• hideg tavak (→monomiktikus)
→átfolyásos tó (Balaton)
• mérsékeltövi tavak (→dimiktikus)
• negatív vízháztartású →lefolyástalan tó →végtó (Aral-tó)
ugróréteg befagyás
magas sótartalom: Tuz Gölü (32 %), Holt-tenger (25 %)
Biológiai tótípusok
Tavak pusztulása
• harmonikus tavak →oligotróf tavak
• kiszáradás
→eutróf tavak
• lecsapolódás
• diszharmonikus tavak
• feltöltődés (→fertő→mocsár→láp)
14
Vizes élőhelyek •
A vizes élőhelyek ökológiai szerepe
"wetland": – felületarányos átlagos vízmélység középvízálláskor < 2 m – >2 m: legalább 1/3-át makrovegetáció borítja – azon hidromorf talajok, amelyek felső rétege tartósan vagy hosszabb ideig vízzel átitatott, ezért nagy vízigényű vagy jó víztűrésű növényekkel borított ⇒ a természeti környezet és az ott élő élővilág számára a víz az elsődleges meghatározó tényező
•
Pl: nádas, sásos, láp- és mocsárrét, láp- és mocsárerdő, bokorfüzes, puha- és keményfa ligeterdő, égerliget, szikes tó, morotva, alföldi ér, tőzegmohaláp stb.
• • • • • • •
táji sokszínűség biodiverzitás ökológiai folyosó értékes fajok élőhelyei szennyeződések kiszűrése, feldolgozása, átalakítása nagy részük a korábbi beavatkozások miatt eltűnt megmentésük, védelmük fontos
• Mo: 25 nemzetközi jelentőségű vizes terület (Ramsari terület) és közel 400 holtág
Nemzetközi jelentőségű vizes élőhelyek (2001) megnevezés Balaton Baradla Béda-Karapancsa
terület, ha 59800 2075 1149,7
megnevezés
Óceánok, tengerek
terület, ha
Kis-Balaton TK
14745
• vízkészlet 80 %-a, terület 71 %-a • tengerek
Kiskunsági NP területből
3903
Mártélyi TK
2232
- beltengerek (pl. Földközi-tenger, Hudson-öböl, Balti-
Biharugrai halastavak
2791
Ócsai TK
1078
Bodrogzug TK területéből
3782
Pacsmagi tavak
485
tenger, Vörös-tenger, Arab-öböl)
Fertő-Hanság NP területéből
8432
Pusztaszeri TK
5000
- mellék- vagy peremtengerek (pl. Kelet-kínai-tenger,
1508
Dél-kínai-tenger, Ír-tenger, Északi-tenger)
Gemenc
16873,3 Rétszilasi halastavak
Hortobágyi NP területéből
23124
Szaporcai Ó-Dráva meder
257
Ipoly-völgy
2228
Tatai Öreg-tó
269
Izsáki Kolon-tó
2962
Velencei Madárrezervátum és dinnyési fertő
965
Kardoskúti Fehér-tó
488
ÖSSZESEN
• nagyság, mélység
154144
15
Tengerek sótartalma
A Világóceán tagolódása Óceán + tartozékai
terület (km2)
vízmennyiség közepes legnagyobb (millió km3) mélység (m) mélység (m)
sótartalom: átlag 35‰ (egyenlítő, mérsékelt övezet) • térítők: 37,5‰
Csendesóceán
181,62
712,4
3922
11034
Atlantióceán
105,04
350,64
3338
9219
Indiai-óceán
74,92
285,29
3808
7455
Összesen
361,58
1348,33
3729
11034
• poláris területek: 32‰ • beltengerek: Vörös-tenger, Arab-öböl 40‰ Balti-tenger: 10 ‰, Finn-öböl: 1‰ sóösszetétel: összetevők aránya stabil gazdasági jelentőség
Felszín alatti vizek
A tengervíz sóösszetétele g/l
%
összesen %
27 3,8
77,76 10,88
88,64
MgSO4 Szulfátok CaSO4 K2SO4
1,6 1,2 0,9
4,74 3,6 2,46
10,8
Karbonát CaCO3
0,1
0,34
0,34
Egyéb
0,1
0,22
0,22
34,7
100,00
100,00
Sófajta Kloridok
NaCl MgCl2
~: A litoszféra legfelső 4000 m-ében tárolódó vízkészlet ¾ előfordulása általános ¾ víztartó kőzetek: • porózus • hasadékos ¾ kőzetek porozitása → hézagtérfogat (tömött vagy
MgBr2
kristályszemcsés magmás kőzetek: 0,02-12 %, homokkő: 6-37 %, tőzeg: 72-81 %)
Összesen
16
Talajnedvesség
Talajvíz
~: A felszín és a talajvíztükör közti zóna
~: Az első vízzáró réteg fölött elhelyezkedő vízréteg, amelyre nagymértékben hatnak a meteorológiai viszonyok
nedvességtartalma • kristályvíz, adszorbeált víz, adhéziós víz, kapilláris víz, szivárgó víz • növények vízellátása
¾ Típusai: • nyílt tükrű talajvíz • nyomás alatti talajvíz • időszakos talajvíz • általajvíz
Talajvíztípusok
Talajvíz ¾ ¾ • • •
a talajvíztükör magassága követi a felszín formáit talajvíz áramlása: tömöttebb talajok: 0,5-1 m/nap homok: 5-6 m/nap kavics, durva szemű hordalék: 15-20 m/nap
1: víztartó rétegek, 2: vízzáró rétegek, 3: talajvíztükör
17
A talajvíz minősége
¾ talajvízszint-ingadozás → „bevételi és kiadási oldal” alapján ¾ bevétel: • csapadék (tartóssága) • hozzáfolyás (felszíni, felszín alatti) (↓ alföldi folyók kiegyenlítettebb vízjárása) • öntözés (→ vízelvezető csatornahálózat válhat szükségessé) • kommunális szennyvizek beleeresztése ¾ kiadás: • párolgás • elfolyás (→ alföldi folyók kiegyenlítettebb vízjárása) • vízkitermelés ¾ a talajvízszint állandó mozgásban van (évi ingadozás, tartós egyirányú változások)
• a talajon átszivárgó víz oldóképessége megnő → • sok oldott só, szerves anyagok (bomlástermékek, oxidáció) • ammónia, nitrit ← fertőzés a közelmúltban • nitrát ← fertőzés régebben • érzékeny a szennyeződésekre
Rétegvíz ~: A vízzáró rétegek közötti jó vízvezető képességű zónában elhelyezkedő víz • talajvízzel szoros v. laza kapcsolat • ↓felső 20 m alatt: rétegvíz (Duna kisalföldi hordalékkúpja)
Tipikus rétegvíztartó szerkezet az ausztráliai Nagy-Artézi-medence egyszerűsített példáján 1 = vízzáró kőzetek, 2 = víztározó rétegek
• nyomás alatt van → pozitív és negatív artézi kutak • rétegvíztartó szerkezetek •
1126. Artois tartomány, Lille-i kolostor
• Mo: 1830. Ugod, Zsigmondy Vilmos és Béla
18
A dakotai Préri-tábla szerkezete A rétegvizek beszivárgása a Sziklás-hegység (nyílt) lejtőin történik
Vízzáró és vízáteresztő rétegek váltakozása az Alföld közepén egy Ny-K-i metszetben 1 = vízáteresztő, víztartó rétegek, 2 = vízzáró rétegek, 3 = miocén és mezozoos képződmények, 4 = plio-pleisztocén határ, 5 = felső-pannóniai-pliocén határ, 6 = hőmérsékleti izovonalak, 7 = fajlagos vízhozamok (sorrendben: 1-5, 5-10, 1020, 20-40, 40-60, 60-80, 80-100, 100-150, 150-200 l/p)
Magyarország rétegvizei • Az Alföld rétegvízkészlete: felső pannon tavi és negyedidőszaki folyóvízi rétegekben – Duna-völgy, Szatmár-Beregi-síkság, Bodrogköz, Sajó-völgy alsó szakasza • dinamikus és statikus készletek • 1980. Mo: 58 ezer mélyfúrású kút (43 ezer az Alföldön) Ausztrália fontosabb artézi medencéi
19
Rétegvizek általános minősége • nincs: fertőző mikroorganizmus, szennyező anyag, oxigén
Hasadékos kőzetek vizei (résvíz) • résvíz: kőzethézagokban
• sok oldott só (200-20000 mg/l) • ásványvíz: só > 1000 mg/l vagy 500-1000 mg/l + valami extra mennyiségben • ásványvizek fajtái: alkalikus, keserű, konyhasós, földes-meszes, vasas, kénes, jódos-brómos, radioaktív vizek
• porózus kőzetek: diszperzen • diagenetikus és posztgenetikus kőzethézagok • gyors mozgás, gyors utánpótlódás
• öntözés, emberi fogyasztás: só <1600 mg/l
Nem karsztosodó kőzetek hasadékvize • kialakulás: kőzet kihűlése (magmás), tektonizmus, mállás (fiz., kém., biol.: csak a felszíni rétegekben) • felszín közelében: talajvíz → mélyre süllyed: rétegvíz • a kőzetek kis mértékű oldódása → kevés oldott só, lágy, gyakran agresszív
Karsztvíz ~: Karbonátos kőzetek hasadékvize (mészkőterületek) • a karbonátos kőzeteket a víz jól oldja (CO2) → kemény vizek • karsztos járatok kialakulása: 1. oldás → 2. erózió • oldási tevékenység – oldásos v. beszivárgási karsztövezet – semleges zóna – lencsezóna (keveredési korrózió) – holtkarszt övezet
20
A-típusú (autogén) karszt
B-típusú (allogén) karszt
A helyi erózióbázis (F) nívója fölé kiemelkedő karsztok szintjeinek vízmozgásai
A = beszivárgási övezet B = semleges övezet C = lencsezóna D = mélykarszt F = karsztforrás, a helyi erózióbázis szintje
Karsztvíz • sekély- és mélykarszt • nyílt és fedett karszt gyors vízmozgás kisebb öntisztulási lehetőség szennyeződésekre érzékeny!
Források ¾ felszín alatti víz felszínre lépése: • areálisan (mocsarak, lápok) • pontszerűen: források (természetes felszínre bukkanás) ¾ jelentős funkció a vízellátásban (ma már mesterséges kitermelés is) ¾ talajvíz-, rétegvíz-, karsztforrás ¾ • • •
forrás és táplálóterülete magassági helyzete alapján: leszálló átbukó felszálló források
21
Források ¾ vízszolgáltatás folyamatossága alapján: állandó források talaj- és rétegvízforrások: néhány l/sec, csapadékviszonyokkal szoros kapcsolat karsztforrások: vízhozam tág határok között Jósva-forrás: 0,5 m3/sec - 16 m3/sec, Vaucluse-forrás (Fr.o.): átlag 17 m3/sec, de 120 m3/sec is lehet → vaucluse: bővízű, de erősen ingadozó karsztforrás (B-típusú karsztokban gyakori) A. Leszálló források: a-b = rétegforrás, c = törmelékforrás; B. Átbukó források: a = egyszerű átbukó forrás, b-c = szűkülő forrás; C. felszálló források: a = felszálló vetőforrás, b: réteggyűrődéses forrás, F = forrás
időszakos források intermittáló források (mediterrán, monszun területek; karsztokon → szifonok) epizodikus források (karsztokon)
Intermittáló forrás szifonnal
• 1996. LIII. tv. a természetvédelemről: minden forrás védett • források foglalása
22
