PREKURSORZY

Pierwotne tamy na Nilu ok. 4000 p.n.e, obserwacje stanów wody na Nilu; kanał łączący Kair z Suezem ok. 3000p.n.e; kodeks Hamurabiego Mezopotamia; Tales z Milet;Arystoteles;Witruwiusz;maszyny wodne L.daVinci;Bernard Palissy;(Pierre Praeeault;Edme Mariotte, Edmund Halley)-uwazania sa za prekur. Hydrologi ilościowej;

Równania bilansu wodnego

Opady = odpływ+ parowanie +retencja

Opady - śnieg , deszcz, rosa, sadz, szron

Odpływ - powierzchniowy, podziemny

Parowanie - z pow. wody, z pow. gleby, z pow. roślin, transpiracja

Retencja - powierzchniowa ( śnieg, jeziora, lodowce, koryta rzeczne)

podziemna (pokrywy, utwory skalne)

Dyscypliny nauk hydrologicznych:

Potamologia- rzeki

Hydrogeologia - wody podziemne

Limnologia - jeziora

Paludologia - bagna

Krenologia - źródła

Hydrometeorologia - woda w atm.

Pedohydrologia- w glebie

Hydrochemia - chemia wody

Kriologia - postacie lodu

Glacjologia - lodowce

Oceanografia - oceany

Układ sieci rzecznej

Dendryczny, Kratowy,Równoległy,Decentryczny,

Nieregularny,Widlasty,Pierzasty,

Parametry sieci rzecznej:

Spadek wyrównany rzeki - stosunek różnicy wysokości źródła i ujścia do długości rzeki

Spadek zwierciadła wody w rzece - stosunek różnicy wysokości rzędnych zwierciadła w dwóch punktach rzeki do odległości między tymi punktami

Wskaźnik rozwinięcia rzeki - stosunek długości rzeki do długości linii prostej łączącej źródło i ujście rzeki

Krętość rzeki - iloraz długości rzeki i długości doliny

Parametry morfometryczne zlewni :

Długość zlewni - największa odległość w linii prostej między ujściem a najdalej oddalonym punktem na dziale wodnym

Maksymalna długość zlewni - długość doliny rzeki głównej od ujścia do punktu na dziale wodnym w przedłużeniu do działu wodnego

Średnia szerokość zlewni - stosunek powierzchni zlewni do jej maksymalnej długości

Obwód zlewni - długość działu wodnego

Wskaźnik wydłużenia zlewni - iloraz średnicy koła o polu równym polu powierzchni zlewni do maksymalnej długości zlewni

Wskaźnik kolistości zlewni - stosunek pola powierzchni zlewni do pola koła o tym samym obwodzie co obwód zlewni

Wysokość maksymalna zlewni

Wysokość minimalna zlewni

Średnia wysokość zlewni

Środkowa wysokość zlewni

Zlewnia - obszar z którego wody spływają do jednego wspólnego odbiornika.

Dorzecze- obszar z którego wody spływają do jednego systemu rzecznego

Zlewisko - zespół dorzeczy odprowadzający wody do jednego wspólnego morza

Dział wodny - granica zlewni, linia oddzielająca kierunki odpływu wód do dwóch różnych systemów rzecznych

Dział wodny topograficzny - wyznaczony przez kształtowanie terenu , biegnie po grzbietach wzniesień i stanowi granicę zlewni powierzchniowej

Podziemny dział wodny - wyznaczony przez ukształtowanie zwierciadła wód podziemnych stanowi granice zlewni podziemnej. Wyznacza go układ warstw nieprzepuszczalnych i wodonośnych a wykreśla się go na podstawie mapy hydroizohips. Nie zawsze dział topograficzny pokrywa się z działem podziemnym.

Bifurkacja - utrudnienie w wyznaczaniu powierzchniowych działów wodnych stanowią miejsca o odpływie powierzchniowym skierowanym do różnych dorzeczy

Obszar bezodpływowy - zagłębienia bezodpływowe ,których zlewnie na ogół stykają się ze sobą działami wodnymi

Spadek rzeki, wielkość charakteryzująca profil podłużny rzeki i dynamikę wody rzecznej. Jest to stosunek różnicy wysokości, jakie rzeka pokonuje od źródeł do ujścia, do długości rzeki

Opad - element bilansu wodnego, mgła, szron, sadź to różne stany skupienia opadu

1 litr wody na m² daje nam warstwę 1 mm

Deszczomierze - w Polsce deszczomierz Helmana

Pluwiografy - opady zapisywane w sposób ciągły

Kolektory opadu całkowitego (totalizatory)

Intercepcja- dystrybucja opadu w lesie

Suma opadu - mm

Natężenie opadu - mm/h, mm/min

Wydajność opadu ( natężenie *czas trwania) - mm

Przyczyny błędów pomiarowych:

-straty na zwilżenie ścianek zbiorniczka

- zaburzenia turbulencyjne

- nie rejestrowanie osadów

- wywiewanie śniegu

- parowanie ze zbiorniczka

- błędy odczytu

Izohieta - linia łącząca punkty o tej samej sumie opadów

W Polsce najniższe opady w centralnej Polsce < 600 mm, na Pd. Bardzo duże związane z górami> 900 mm

Odpływ - stan wody i przepływ rzeki; ilośc wody w rzece powyżej jakiejś zniwelowanej wielkości łata wodowskazowa

Jak zmierzyć przepływ rzeki?

-metoda wolumetryczne ( podstawionego naczynie)

- metoda przelewów trójkątnych cienkościennych

- przelew trójkątny Thompsona

- krzywa kalibracji przelew trójkątnego

- przelew trapezowy

- różne profile przelewu

- pomiar pływakiem

WYNIK POMIARU PRZEPŁYWU

Q = F * v * d

Q - natężenie przepływu

F - pole przekroju poprzecznego koryta

v - prędkość wody

d - WSP. Redukcyjny uwzględniający tarcie

Krzywa natężenia przepływu - krzywa konsumcyjna zależ od kształtu koryta rzeki

Przyczyny zmian krzywej natężenia przepływu:

-pogłębianie lub spłycanie koryta

- poszerzanie lub zwężanie koryta

- występowanie roślinności korytowej

-występowanie pokrywy lodowej

-zabudowa hydrotechniczna

Miary odpływu:

Objętość odpływu [m³]

Warstwa wody H [mm]

Odpływ jednostkowy [d m³ * sˉ¹ * kmˉ²]

Czynniki wpływające na wielkość podziemnego zasilania rzeki:

-budowa geologiczna

-ukształtowanie terenu

-użytkowanie ziemi

- stopień przemarznięcia gruntu

Zasilanie: pośrednie, wzdłuż uskoku, przez okno hydrogeologiczne sedymentacyjne, przez okno hydrogeologiczne erozyjne

Wzór Iszkowskiego na przepływ średni:

Q = 0,0317 * C* P* A

Q - średni przepływ

C - wsp. zależny od cech zlewni

P - opad roczny w m

A - powierzchnia zlewni

Limnigraf- służy do pomiaru poziomu wody w rzece.

Hydrograf- pokazuje jak w czasie zmienił się przepływ rzeki

180 mm- średni roczny odpływ w Polsce

Roczny odpływ ze zlewni

H roczny = Q śr *365 dni * 24h * 3600s / A

Zasilanie podziemne jest w miarę stabilne.

Odpływ podziemny rzeki - ilość wody która odpływa rzeką , a która pochodzi z zasilania podziemnego.

3 rodzaje zasilania rzeki :

- spływ po powierzchni - najszybszy

- spływ po pokrywach śródpokrywowych

- spływ podziemny - trwa najdłużej

Rodzaje wody podziemnej: wsiąkowi, higroskopijna, błonkowata, kapilarna, wolna (grawitacyjna), chemicznie związana

Własności hydrogeologiczne skał: porowatość, szczelinowatość, krasowatość, przepuszczalność (zdolność skał do przewodzenia wody), wodochłonność, wodoodsączalność (zdolność skał do oddawania wody wolnej pod wpływem ciezkości)

Prawo Darcy'ego: ilość wody przepływającej przez przekrój poprzeczny skały Q równa jest iloczynowi powierzchni tego przekroju F i prędkości wody v . Q = F * v

Pomiar zwierciadła wody podziemnej: gwizdek studzienny, świstawka elektryczna, hydroizobaty

Źródło: naturalny, skoncentrowany, samoistny wypływ wody na powierzchnię terenu

Podział źródeł ze względu na siłę motoryczną: descensyjne, ascensyjne, lewarowe,

Retencja: śniegowa, jeziorna, lodowcowa, podziemna, intercepcji.

Genetyczne typy jezior:

Endogeniczne

- tektoniczne - głębokie, długie o stromych brzegach

- wulkaniczne - w kraterach wygasłych wulkanów

Egzogeniczne

- polodowcowe tj. rynnowe, moreny dennej, moreny czołowej, oczka, kotły, cyrkowe, fiordowe

-nie związane z działalnością lodowców i lądolodów

Źródła dostawy biogenów: azot atmosferyczny, azot glebowy, detergenty, nawóz naturalny, nawozy sztuczne, zanieczyszczone opady atmosferyczne, ścieki gospodarcze i komunalne

Trofia - produktywność biologiczna zbiorników wodnych i zespół czynników środowiskowych o niej decydujących.

Wody płone - oligotroficzne

Wody umiarkowanie żyzne - mezotroficzne

Wody żyzne - eutroficzne

Wody b. żyzne - politroficzne

Wody przeżyźnione - saprotroficzne

Jezioro oligotroficzne - duża przeźroczystość, dużo tlenu, mała mineralizacja wody, liczne gatunki, mała populacja organizmów, uboga roślinność litoralna, słabo rozwinięty plankton, osady denne ubogie w subst. Organiczne

Jezioro eutroficzne - mała przeźroczystość, mało tlenu, duża mineralizacja wody, nieliczne gatunki, duża populacja org., bogata roślinność litoralna, silnie rozwinięty plankton, osady denne bogate w subst. org.

Ewapotranspiracja: parowanie, parowanie potencjalne, parowanie rzeczywiste, transpiracja (parowanie za pośrednictwem roślin), Ewapotranspiracja, intercepcja

Parowanie: z pow. ziemi, z roślin, z pow. wody (morza, jeziora, stawy), z pow. sztucznej (asfalt, dachy…)

Parowanie można mierzyć za pomocą: ewaporometru EWP 992, ewaporometru, lizymetru

Czynniki wpływające na wielkość parowania:

Temp. powietrza, wilgotność powietrza, prędkość wiatru, wilgotność środowiska

GLACJOLOGIA

Zasoby wód słodkich na Ziemi :

lód i śnieg 68.7 %, wody podziemne 30,1 %, wieczna zmarzlina 0,9 %, jeziora, rzeki, mokradła 0,3 %

Zmarzlina - zajmuję sięnią kriologia, pas zmarzliny ciągłej to Grenlandia, PN. Eurazja

Lodowce zajmują 11% pow. Lądów 16.317tys km2

Jakie warunki musza być spełnione aby powstał lodowiec?

- korzystne warunki morfologiczne

- dogodne warunki klimatyczne ( temp., opady w postaci ciągłej)

- dużą role odgrywa temp. Latem

- w lodowcach Turkiestańskich dużą role odgrywają lawiny

Klimatyczna granica zlodowacenia - potencjalna możliwość gromadzenia śniegu, na wykresie miejsce to pokazuje przecięcie się krzywych zależności opadów od wysokości i temp. od wysokości

Orograficzna granica - to średnia arytmetyczna najniższej góry z lodowcem i najwyższej góry bez lodowca

Metamorfoza śniegu w lód lodowcowy

- metamorfoza mokra - występuje stadium wody

- metamorfoza sucha - ciśnienie jest głównym czynnikiem, który powoduje zmianę struktury kryształu

śnieg - śnieg firnowy - firn - lód firnowy - lód lodowcowy

Wiek lodowca można określić na podstawie warstw.

Procesy powodujące ubytek śniegu to sublimacja, topnienie, wywiewanie

Rok glacjologiczny: akumulacja, ablacja

Formy akumulacji: opady, lawiny, nawiewanie, źródła, zasilanie wewnętrzne, krystalizacja wilgoci atmosferycznej

Formy ablacji: termiczna, mechaniczna, zwiewanie

Ablacja termiczna może być

- frontalna - w dolnej części lodowca

- arealna - na całej lub większej części lodowca

Typy lodowców

Lądolody i lodowce niezależne od rzeźby:

kontynentalne tarcze lodowe, pola i czasze lodowe, lodowce szelfowe i pływające jęzory lodowcowe

Lądolody i lodowce zależne od rzeźby;

Lodowce półpokrywowe, przedgórskie, górsko dolinne, odpływowe, kraterowe, cyrkowe i wiszące, fartuchowe i niszowe, lodowczyki i pola śnieżne, lodowce gruzowe

Największe lodowce górskie: lodowiec Beringa (Alaska), Hubbard ( Alaska), Columbia (Alaska), Lodowiec Fedczenki ( były ZSRR)

Termika lodowców

Lodowce zimne- temp. wraz z gł.rośnie

Lodowce ciepłe - temp. wraz z gł. spada, zbudowane z lodu o temp. bliskiej 0 st.C

Lodowce politermalne - zbudowane z lodu ciepłego jak i z zimnego

Źródła ciepła w lodowcu: atmosfera, deszcz, przemiany fazowe, ciepło geotermalne, ciepło ruchu

Rzeki lodowcowe:

- supraglacjalne - nadlodowcowe

- inglacjlane- wewnątrzlodowcowe

- subglacjalne - podlodowcowe

- lateralne - boczne

Ruch lodowca: porusza się ślizgiem denny działają na niego siła grawitacji i siła ściągająca, siła tarcia, ruch translacyjny (między ziarnami lodu) , ruch regelacyjny ( zmiana faz), poślizg na płaszczyznach wewnętrznych, przemieszczenie wewnątrz kryształów

Ruch aktywny - przy formach wypukłych

Ruch pasywny - przy formach wklęsłych

Efektem ruchu lodowca są szczeliny, które powstają gdy ciało jest sztywne. Szczeliny poprzeczne, boczne, ukośne, podłużne, radialne,

Tempo ruchu lodowców: zakończone na lądzie poruszają się wolniej, zakończone w morzu poruszają się szybciej.

Źródło hydrotermalne - gorące źródła , które wyrzucają wodę o dużej mineralizacji.

Smokersy - białe ( wokół nich wytrącają się anhydryt, bacyt, krzemionka), czarne( siarczki żelaza). Obszary sprzyjające występowaniu smokersów to strefy kontaktu spłyt oceanicznych i kontynentalnych

Organizmy na dnie oceanu są większe niż żyjące w płytszych strefach oceanu: małże , kraby, krewetki, nanobakterie, pająk morski, ryby podobne do węgorzy, wieloszczety

71% powierzchni zajmują oceany.

Zasoby wodne na Ziemi:

O. Spokojny 52%, O. Atlantycki 25%, O. Indyjski 20%,

Grzbiet powstaje gdy dwie płyty odsuwają się od siebie

Rów powstaje gdy płyty nasuwają się na siebie

Atole to grupy wysp koralowych tworzących się w obrębie Stożków wulkanicznych

Gujaty to samotne, podwodne góry mające ścięte stożki co jest efektem erozyjnej działalności fal.

Kaniony podwodne to formy dolinne, niektóre są kontynuacją kanionów lądowych

Średnie zasolenie oceanów to 37 promili, a temp. 17, 4 st. C

Zasolenie jest zróżnicowane także w profilu pionowym:

strefa polarna - wody na pow. mało słone

strefa tropikalna - wody na pow. bardzo zasolone

strefa równikowa - na pow. małe potem wzrost i znów spadek

Dryf Wiatrów Zachodnich - wokół Antarktydy utrzymuje cyrkulacje wód

Strefy światła w Oceanach: Fotyczna ( prześwietlona) i afotyczna (wody ciemne) ok. 90 % objętości oceanu. Najgłębiej docierają promienie fioletowe i niebieskie. Promienie ulegają odbiciu, załamaniu i pochłanianiu

Ruchy:

-rytmiczny (falowanie)

- stały (prądy)

- okresowy (pływy)

Falowanie - na głębokości równej połowie długości fali woda jest w bezruchu falowym.

Fale wiatrowe - oddziaływanie wiatru na pow. oceanu. Wzrost prędkości wiatru prowadzi do stromości

Rodzaje fal: wiatrowe, sejsmiczne (tsunami. trzęsienia ziemi, wulkany, osuwiska, obrywanie gór), baryczne (długie np. cyklony, tajfuny), okrętowe, pływowe, wymuszone ( powstają i są podtrzymywane w skutek stałej siły np. księżyca, wiatru), swobodne

Cechy prądów morskich:

- ruch postępowy cząstek wody

- różnice gęstości wody

- różnice ciśnienia

- różnice poziomu wody w 2 basenach

- siły przyciągania

Przyczyny powstawania prądów morskich:

-tarcie wiatru o pow. Wody

-różnice gęstości wody

-różnice cisnienia

- różnice poziomu wody w 2 basenach

-siły przyciągania

Modyfikacja przebiegu prądów :

- siła Coriolisa

- siła tarcia

- siła odśrodkowa

- kształt dna

Prądy: wiatrowe, kompensacyjne, spływowe, gęstościowe, pływowe, mogą być stałe, okresowe, czasowe, ciepłe (gdy temp. jest wyższa od temp. wód otaczających), zimne, powierzchniowe, głębinowe, denne

Pływy: siła fal pływowych jest różna, pływ syzygijny - układ ciał kosmicznych nawiązuje do jednej linii, pływ osiąga max. wartośc; pływ kwadraturowy osiąga najmniejsze wartości

Upwelling przybrzeżny - stałe wiatry powodują obniżenie wody , wody denne wynurzają się.

Osady:

- terygeniczne

- kosmiczne

- organogeniczne

-chemiczne

- wulkaniczne

- poligeniczne

Woda morska to środowisko subgrawitacyjne, 800 * gęstsze od powietrza, bogactwo soli i biogenów

Przystosowanie organizmów: maks. Uwodnienie, produkcja tłuszczu, kształt, łącznie w kolonie

Podział środowiska morskiego

- pelagial (toń morska) - pierwotniaki, tkankowce, skorupiaki

- bental (dno) - gąbki, jamochłony

Znaczenie wszechoceanu:

- gigantyczny akumulator energii słonecznej

- zbiornik energii kosmicznej

- największe źródło wilgoci atm.

- regulator procesów na ziemi

- śr. wielu cennych subst. pokarmowych

- transport, łączność

- turystyka

---