Na założeniu równowagi między ilością wody parującą i opadową oparto pojecie BILANSU
WODNEGO.
Bilans wodny to zrównoważenie przybytków i ubytków wody w określonej przestrzeni i czasie.
Bilans można sporządzać dla całego kontynentu, a także osobno dla mórz, lądów, dorzecza, zlewni,
obszarów administracyjnych.
Bilans wodny można wykonać dla wieloleci, najkrótszym okresem bilansowym jest ROK
HYDROLOGICZNY (od 01.11 do 31.10)
Matematycznie bilans wodny możemy przedstawić za pomocą równania Pencka:
P = H + E + ΔR
P - opad
H - odpływ (podziemny, powierzchniowy)
E - parowanie
ΔR - zmiana retencji (retencja powierzchniowa, podziemna)
Bilans poszerzony:
Pa + Pu + Z + R
1
=Hp + Hg + Ep + Eg + T + G + R
2
Pa - opad atmosferyczny (opad pionowy: deszcz, śnieg)
Pu - opad utajniony (opad poziomy: rosa, szadź)- kondensacja pary wodnej w strefie aeracji
Z - dopływ z zewnątrz
R
1
- retencja na początku okresu bilansowego
Hp - odpływ powierzchniowy
Hg - odpływ podziemny
Eg - parowanie z powierzchni gruntu (ewapotranspiracja)
Ep - parowanie z powierzchni wody
T - transpiracja (wyparowywanie wody z roślin)
G - bezzwrotne zużycie wody przez gospodarkę
R
2
- retencja na końcu okresu bilansowego
Metoda wieloboków równego opadu
Metodę tą powinno się stosować do obszarów nizinnych o niezbyt urozmaiconej rzeźbie
terenu.
Na podkład topograficzny nanosimy miejsca posterunków opadowych. Łączymy najbliższe
stanowiska ze sobą linią przerywaną, tworząc sieć trójkątów. Następnie na otrzymanych odcinkach
wyznaczamy symetralne, wzdłuż których linią prostą zamykamy obszar przynależny do danego
posterunku opadowego. Otrzymujemy w ten sposób wielobok, wewnątrz którego znajduje się jeden
posterunek opadowy.
Gdy mamy już wykreślone wieloboki na całym obszarze przystępujemy do obliczania
powierzchni każdego z nich (w km
2
).
Powierzchnie poszczególnych wieloboków A
i
mnożymy przez odpowiadającą im wysokość
opadów P
i
. Następnie wszystko dzielimy przez powierzchnie całej zlewni A.
∑
⋅
=
]
[mm
A
A
P
P
i
i
P
i
– średnia arytmetyczna wysokość opadu w obrębie wieloboku
A
i
– powierzchnia poszczególnego wieloboku
A – powierzchnia całej zlewni (ΣA
i
)
Infiltracja
Odpływ podziemny jest to ta część wody opadowej, która przesiąka przez strefę aeracji i dostaje się
do strefy saturacji a następnie poprzez źródła i wycieki zasila ciek lub zbiornik wodny.
W procesie odpływu podziemnego wyróżnia się dwie fazy:
- fazę wsiąkania wody opadowej w skały podłoża i przesiąkania się przez nie ruchem w
przybliżeniu pionowym tzw. infiltrację
- fazę odpływu podziemnego tzw. filtrację
O ilości wody, która dotrze drogą infiltracji opadu atmosferycznego do poziomu wodonośnego
informuje tzw. wskaźnik infiltracji efektywnej. Jest to stosunek wysokości warstwy wody
efektywnie infiltrującej do wysokości średnich opadów rocznych w wieloleciu.
P
w
I
i
⋅
=
=>
P
I
w
i
=
I - infiltracja efektywna [mm/rok]
ω
i
- wskaźnik infiltracji efektywnej [-]
P
- opad atmosferyczny [mm/rok]