1. Napisz prawo ciągłości dla przepływów wody (do wyboru : albo w korycie rzeki albo w
ośrodku porowatym). Podaj nazwy i jednostki występujących w tym prawie zmiennych
fizycznych.

2

.

Wymień przynajmniej 3 funkcje jakie pełni (może pełnić) zbiornik wodny na rzece?

Produkcja energii elektrycznej
Zaopatrzenie w wodę (do picia, do rolnictwa, do produkcji przemysłowej)
Ochrona przeciwpowodziowa
Wędkarstwo / gospodarka rybna
Rekreacja / żeglarstwo

3. Zapisz prawo Darcy’ego – formuła, nazwy zmiennych, jednostki.

Głosi ono, że prędkość filtracji v jest wprost proporcjonalna do spadku hydraulicznego

dl- droga filtracji [m], dH- napór [m], k – współczynnik filtracji [m/s], F[m2], Q- objętość wody
przepływającej w jednostce czasu [m3/s], spadek hydrauliczny I= - dH/dl [-]

4. Podaj definicję i fizyczną interpretację wysokości hydraulicznej w warstwie wodonośnej?

Hn – wysokość hydrauliczna w warstwie wodonośnej - sumę wysokości położenia tego punktu ponad
poziom odniesienia (zwykle poziom morza) i wysokości ciśnienia piezometrycznego p/γ w tym
punkcie
Hn = z+p/γ

5. Wymień siły uwzględnione w równaniu pędu Saint Venanta.

- siły tarcia
- siły grawitacji

6. Wymień przynajmniej 3 zagadnienia jakimi zajmuje się hydrogeologia?

- badanie procesów zasilania i dynamiki wód podziemnych
- badanie wzajemnych oddziaływań pomiędzy wodami podziemnymi a powierzchniowymi i systemem
atmosferycznym
- badanie właściwości fiz., chem. i termiki wód podziemnych z uwzględnieniem ich zmian
przestrzennych w czasie
- zjawiska i procesy związane z występowaniem wody w skałach skorupy ziemskiej

7. Dlaczego rok hydrologiczny jest przesunięty względem kalendarzowego?

Krążenie wody w jakimś obszarze rozpatruje się z reguły w pewnych ramach czasowych. Najczęściej
podstawowym przedziałem jest rok hydrologiczny, zaczynający się w listopadzie, a kończący w
październiku następnego roku kalendarzowego. Takie czasowe przesunięcie względem normalnego
kalendarza związane jest z natężeniem procesów wchodzących w skład obiegu wody. Opady w
okresie jesiennym są najsłabsze, w czasie zimy z reguły mamy do czynienia z ich całkowitym brakiem
i retencją (czyli zatrzymaniem wody). Wiosenne roztopy i wzrost opadów powoduje, że do „systemu”
doprowadzane jest coraz więcej wody – uruchamiane są, na dużą skalę, procesy wchodzące w skład
obiegu wody. Początki kolejnej jesieni to okres, gdy znów zmniejsza się zasilanie (opady), a zaczyna
dominować odpływ dostarczanej na wiosnę i w lecie wody.

8. W jakich warunkach pompowania wody z warstwy wodonośnej przez studnię powstaje
odwrotny lej depresji?

Odwrotność leja depresji. → Impresja (zwierciadła wody) - przyrost, podniesienie zwierciadła wody
podziemnej (podpiętrzenie) wywołane iniekcją, zalewaniem studni lub wymuszone podniesieniem
stanów wody na granicach warstwy, zasilaniem warstwy, na ogół sztucznym (pojęcie przeciwne do
pojęcia depresji). Wyraża się różnicą stanów zwierciadła statycznego i dynamicznego (zwierciadło
wód podziemnych).

9. Czym się zajmuje limnologia?

Nauka o zbiornikach wód śródlądowych, zajmuje się badaniami:
- właściwości fiz., chem. oraz termiki środowiska wodnego z.w.ś, ich przestrzennego rozkładu i
ewolucji w czasie
- procesów zasilania i hydrodynamiki przepływu wód w jeziorach i zbiornikach wodnych
- wzajemnego oddziaływania z.w.ś z systemem atmosferycznym i środowiskiem wód podziemnych
- życia biologicznego w jeziorach i zbiornikach wodnych
- związków pomiędzy procesami biologicznymi a hydrodynamiką przepływu wód oraz dynamiką
zmian ich składu chemicznego i temperatury w z.w.ś.

10. Dlaczego w tropikach wymieszanie jezior występuje tylko raz w roku?

jeśli tam nie ma zmiany temp to pewnie przez to ze w osadach dennych tworzy sie gaz i sie mieszają
wtedy
procesami zachodzącymi w osadach dennych - powstający gaz, w wyniku procesów rozkładu materii
organicznej (taki jak metan czy siarkowodór), unosząc się wynosi cząsteczki wody ku powierzchni.
jeziora monomiktyczne ciepłe – mieszane tylko zimą, gdy temperatura epilimnionu spada tylko do 4
°C lub powyżej, praktycznie nigdy nie zamarzając (strefy o klimacie łagodnym, morskim itp., np.
Jezioro Bodeńskie)

11. Podaj interpretację średniej prędkości przepływu wody w ustalonym przekroju koryta
rzecznego.

Wzór Chezy’ego:

ś

,

Rh- promień hydrauliczny [m]=hśr, c-współczynnik, I-spadek zwierciadła wody, n-współczynnik
szorstkości

Liczymy tylko składową normalną, która przenosi wodę przez przekrój. Całkujemy po całym
przekroju.

Ten wzór oznacza dokładnie to samo co ten z całką.

12. Wymień dwie charakterystyki wód podziemnych powodujących, że wymagana jest
szczególna ostrożność podczas korzystania z tych zasobów wodnych.

13. Jak nazywa się proces parowania biologicznego? Opisz w 2-3 zdaniach mechanizm tego
procesu.

Transpiracja (parowanie biologiczne) - proces przejścia wody do atmosfery za pośrednictwem
organizmów roślinnych. Przemiany stanu skupienia wody odbywają się w przestworach
międzykomórkowych, do których przenika powietrza przez aparaty szparkowe. Transpiracja przebiega
na ogół na podobnych zasadach jak parowanie fizyczne pod warunkiem prawidłowego zasilania wodą
części naziemnej przez korzenie. Bardzo szybki przychód energii słonecznej, wysoka temperatura i
suchość powietrza, duże prędkości wiatru mogą spowodować zmniejszanie otworów szparek i
ograniczenie transpiracji, w skrajnych przypadkach całkowite ich zamkniecie.

14. Opisz krótko na czym polega zjawisko wymieszania wiosennego jeziora.

Na wiosnę wody jeziora nagrzewają się stopniowo od słońca, poczynając od powierzchni. Woda
nagrzana jest lżejsza od wody zimnej. Gdy więc wiatr porusza powierzchnię jeziora może stosunkowo
łatwo wymieszać te cieplejszą wodę na górze, trudniej natomiast poruszyć cięższą wodę w głębi.

15. Podaj przykład konfliktu dotyczącego ilości zasobów wodnych, wymień strony konfliktu,
wyjaśnij b. krótko powód/podłoże konfliktu (wykorzystaj ewentualnie drugą stronę).

Konflikty na tle ilości wody (niedostatek wody, wody graniczne)
Niemcy – Polska – granica zawsze wyznaczana jest w nurcie rzeki, w wyniku czego tyle samo
przepływu rzeki należy do obu państw. W przypadku granicy polsko – niemieckiej jest inaczej. Po II
wojnie światowej Polska zabrała całą rzekę, tylko zachodni brzeg Odry należy do Niemiec. W efekcie
Niemcy wrzucają do rzeki zanieczyszczenia, a cała odpowiedzialność za jej oczyszczenie leży w
rękach Polaków.

16. Podaj związek pomiędzy przepływem w przekroju koryta rzecznego jako funkcję czasu a
objętością wody jaka przepływa przez ten przekrój w okresie czasu [0,T]

17. Podaj nazwy i przeznaczenie dwóch typów cieków sztucznych / Wymień dwa cieki sztuczne i
scharakteryzuj krótko funkcje jakie pełnią.

a) rów – wykop podłużny, zwykle o przekroju poprzecznym trapezowym, służy najczęściej do
odwadniania terenu meliorowanego, czasem także do nawadniania (podsiąkowego) otaczającego
terenu
b) kanał otwarty – sztuczna arteria wodna zwykle o przekroju poprzecznym trapezowym, o
ubezpieczonych skarpach, wyposażona w urządzenia hydrotechniczne. Mają stały choć regulowanym,
przepływem, niosące znaczną masę wody

18. Dlaczego gęstość wody maleje przy wzroście temperatury powyżej 4 st. Celsjusza?

Lód jest strukturą krystaliczną utrzymywaną przez wiązania wodorowe w kształcie tuneli między
którymi pozostają spore przestrzenie. w temp 0 stopni czyli przy topnieniu część wiązań wodorowych
rozpada się ale część nadal te tunele tworzy, a w przestrzenie pomiędzy nimi mogą się wepchnąć
pojedyncze cząsteczki. i tak największe upakowanie otrzymujemy w temp 4 stopni. powyżej
rozpadają się już wszystkie wiązania.

Gęstość lodu jest o 10% mniejsza niż gęstość wody w temperaturze 0oC – wynosi 916,80 kg/m3.
Ze wzrostem temperatury wszystkie substancje (normalnie) rozszerzają się – ich gęstość maleje. Z
wodą jest inaczej. Dlaczego w przedziale (0oC – 3,98oC) gęstość wody rośnie?
W miarę dostarczania energii do wody – w 0oC było bardzo dużo asocjacji- asocjacje zrywają się,
przez co z dużych mega cząstek tworzą się elementarne cząstki H2O, które „lepiej się upakowują”. –
lepsze upakowanie zwycięża nad rozszerzaniem się, zatem gęstość rośnie (a nie maleje). W drugim
przedziale (3,98oC – 100oC) powoli zaczyna wygrywać (przeważać) proces rozszerzania się
substancji.
W temperaturze 0oC występuje skokowa wartość temperatury (lód jest mniej gęsty od wody) –
dlaczego? Zanika układ chaotyczny, natura wymaga porządku i symetrii – taka sama ilość materiału w
stanie stałym zajmuje więcej miejsca – kryształy lodu potrzebują więcej miejsca, dużo osi symetrii,
objętość zwiększa się.

19. Czym zajmuje się potamologia (5 cech) ?

Jest to nauka o rzekach zajmująca się badaniem:
- sposobu zasilania rzek w wodę
- zmian temp. wody
- dynamiki wahań poziomu i przepływu wody
- zjawisk towarzyszących zlodzeniu rzek
- ruchu rumowiska rzecznego

20. Dlaczego nie spodziewamy się wody na Wenus?

Zarówno Ziemia jak i Wenus powstały w tym samym okresie i zapewne na początku miały podobną
ilość CO2. Wodór ucieka z atmosfery po dziennej stronie planety. W atmosferze cząsteczki wody
rozpadają się. Być może jest to spowodowane brakiem wystarczającej ochrony planety przed wiatrem
słonecznym, który niejako "wywiewa" cząsteczki z górnych warstw atmosfery.

21. Dlaczego rzeki w Polsce nie wysychają w czasie suszy letniej?

Polskie rzeki nie są rzekami okresowymi (nie wysychają).

22. Co to jest zlewnia topograficzna?

Inaczej zlewnia powierzchniowa – jest wyznaczona przez ukształtowanie terenu, jej granice piegną po
grzbietach wzniesień

23. Współczynnik filtracji

Charakteryzuje zdolność przesączania wody będącej w ruchu laminarnym przez skały porowate i jest
miarą przepuszczalności hydraulicznej skał

24. Co to są rzeki drenowane (definicja + rysunek)

Rzeki drenujące - wody podziemne zasilają wody rzeczne (wody powierzchniowe w Polsce są
emanacją wód podziemnych)

25. Definicja przepływu porowego.

26. Co to jest filtracja objętościowa?

Filtracja wgłębna (objętościowa) polega na usuwaniu cząstek fazy stałej występujących w cieczy w
niewielkich stężeniach masowych, poprzez przepuszczanie zawiesiny przez warstwę złoża,
zbudowanego z ziaren piasku lub włókien polimerowych. W trakcie przepływu przez złoże, cząstki
osadzają się na ziarnach lub na włóknach, tworząc aglomeraty usuniętych cząstek. Czysta ciecz
opuszcza filtr.

27. Co to jest zlewnia?

Obszar, z którego wody spływają do jednego miejsca (ujście rzeki do morza lub ujście do rzeki
głównej). Granice zlewni wyznacza dział wodny, biegnący najczęściej grzbietami wzniesień. Zlewnia
jest podstawową jednostką hydrograficzną.

28. Podać 3 zanieczyszczenia liniowe.

- pochodzenia komunikacyjnego, wytwarzane przez środki transportu i spłukiwane z powierzchni dróg
lub torfowisk
- drogi,
- rurociągi,
- gazociągi
- kanalizacja, kanały ściekowe

29. Podać 3 zanieczyszczenia punktowe.

- ścieki odprowadzane w zorganizowany sposób systemami kanalizacyjnymi,
- ścieki pochodzące głównie z zakładów przemysłowych i z aglomeracji miejskich,
- zbiorniki ścieków,
- wypływy punktowe