Podstawowe wiadomości z hydrologii

1. Podstawowe wiadomości z hydrologii Werner Aeschbach-Hertig, Physics of Aquatic Systems II, Institute of Environmental Physics, University of Heidelberg http://www.iup.uni-heidelberg.de/institut/studium/lehre/AquaPhys/docPAS2 • Wstęp do hydrologii • Definicja hydrologii • Globalny cykl hydrologiczny • Systemy hydrologiczne, bilans wodny • Wstęp do fizyki systemów wodnych • Właściwości wody i stratyfikacja • Transport w przepływach turbulentnych (jeziora, oceany) • Podstawy hydrogeologii: wysokość hydrauliczna, rodzaje warstw wodonośnych • Prawo Darcy’ego • Przepływy wód podziemnych i równania transportu Wstęp do Fizyki Środowiska

2. Co to jest hydrologia? • Nauka o wodzie ... • Woda na kontynentach: • nad powierzchnią • na powierzchni • pod powierzchnią • Fizyka: • Bilans wodny, strumienie • Przemieszczanie się wody (w przestrzeni i w czasie) • Aspekty chemiczne, biologiczne, techniczne i socjologiczne • Inżynieria: • Zaopatrzenie w wodę • Zabezpieczenie przed powodziami, itd. • Klasyczne systemy hydrologiczne: • zlewnie rzek • warstwy wodonośne • Dyscypliny pokrewne • Hydrogeologia i fizyka gleby • Meteorologia, (paleo)klimatologia Wstęp do Fizyki Środowiska

3. Hydrosfera Mook, 2001 Wstęp do Fizyki Środowiska

4. Globalny bilans wodny Wstęp do Fizyki Środowiska

5. Globalny cykl hydrologiczny Wstęp do Fizyki Środowiska

6. Globalny cykl hydrologiczny Wstęp do Fizyki Środowiska

7. Globalny cykl hydrologiczny Wstęp do Fizyki Środowiska

8. Zużycie wody http://wwdrii.sr.unh.edu/download.html Interesująca kolekcja danych hydrologicznych http://www.infoforhealth.org/pr/m14/m14figs.shtml Wstęp do Fizyki Środowiska

9. Niedostatek wody Mapa pokazuje siatkę 30’. W każdym polu siatki obliczono współczynnik względnego niedostatku wody DIA/Q gdzie DIA jest całkowitym zapotrzebowaniem na wodę (Domestic, Industrial, Agricultural), a Q jest całkowitym odpływem. Mapa ilustruje wielkość populacji żyjących w niedostatku i w obfitości wody http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/289/5477/284 Wstęp do Fizyki Środowiska

10. Współczynnik RWSI w Afryce Wstęp do Fizyki Środowiska

11. Wpływ człowieka na cykl hydrologiczny Wysychanie Morza Aralskiego Całkowite potrzebne nawodnienie dostępnego strumienia słodkiej wody Wstęp do Fizyki Środowiska

12. Podstawowa jednostka hydrologiczna – dorzecze (zlewnia) Zlewnia - jest to całość obszaru, z którego wody spływają do danej rzeki (jeziora, bagna itp.) lub jej fragmentu. Zlewnia dotyczy zarówno wód powierzchniowych, jak i podziemnych. Częścią zlewni może być dorzecze danej rzeki. Dorzecze - obszar, z którego wody powierzchniowe spływają do jednej rzeki, zwanej rzeką główną. Rzeki wpadające do rzeki głównej noszą nazwę dopływów 1 rzędu. Granicą dorzecza jest dział wodny. evaporation - parowanietranspiration - transpiracja (parowanie roślin)runoff - spływ, odpływwell - studniagroundwater - wody gruntowesaturated zone - strefa nasycona (saturacji)unsaturated zone- strefa nienasycona (aeracji)water table - poziom wód gruntowych (zwierciadło swobodne)precipitation - opadinfiltration - infiltracjapercolation - percolacja (przesiąkanie)lake - jezioro http://www.dict.pl/ http://www.ies.wisc.edu/research/wrm00/educhydro.htm Wstęp do Fizyki Środowiska

13. Bilans zbiornika wodnego System hydrologiczny: zbiornik • napływ - opad (precipitation) • odpływ - spływ (runoff) • odpływ - ewapotranspiracja (evapotranspiration) • retencja - retencja (storage) http://piru.alexandria.ucsb.edu/lecture?page=genlect3 Prawo zachowania masy: • Proste równanie, ale poszczególne wyrazy mogą być trudne do oszacowania • W wyznaczaniu wielkości składników pomagają badania izotopowe Wstęp do Fizyki Środowiska

14. Input - Output Hydrogram przepływu To podejście polega na modelowaniu funkcjonalnego związku między krzywą opadui hydrogramem Wstęp do Fizyki Środowiska

15. Właściwości wody Wstęp do Fizyki Środowiska

16. Temperatura w jeziorze Jeziora mają wyraźną stratyfikację temperatury w zimie i w lecie. Wtedy może wystąpić silnyspadek koncentracji tlenu z głębokością (przyducha). natomiast na wiosnę i w jesieni ulegają pionowemu mieszaniu. Jeziora tropikalne mają wyraźną stratyfikację przez cały rok http://jan.ucc.nau.edu/~doetqp-p/courses/env470/Lectures/lec32/lec32.htm Wstęp do Fizyki Środowiska

17. Temperatura i zasolenie w oceanie http://oceanworld.tamu.edu/resources/ocng_textbook/contents.html Haloklina http://www.geo.arizona.edu/Antevs/ecol438/lect15.html Wstęp do Fizyki Środowiska