ZASOBY WODNE ZLEWNI

Zlewnia rzeczna

Zlewnia rzeczna

– zwarty obszar powierzchni ziemi,

z którego wszystkie wody powierzchniowe
(wody w korytach rzek i strumieni

(wody w korytach rzek i strumieni
oraz wody spływu po powierzchni terenu)
odpływają w określonym przekroju koryta
rzeki głównej (w tzw. przekroju zamykającym).

Topograficzny dział wodny

– zamknięta linia na mapie

przechodząca przez przekrój zamykający
i obejmująca obszar zlewni rzecznej.

ZASOBY WODNE ZLEWNI

Zlewnia cząstkowa

– zlewnia rzeczna wyznaczona

dla przekroju koryta rzeki głównej znajdującego się
powyżej przekroju zamykającego lub zlewnia rzeczna
cieku stanowiącego dopływ rzeki głównej

Zlewnia różnicowa

– część obszaru zlewni rzeki głównej

Zlewnia różnicowa

– część obszaru zlewni rzeki głównej

rozważana z wyłączeniem określonej zlewni cząstkowej.

(Powierzchniowa) zlewnia jeziorna

– zwarty obszar

powierzchni ziemi, z którego wszystkie wody
powierzchniowe (wody w korytach rzek i strumieni
oraz wody spływu po powierzchni terenu) odpływają
do danego jeziora.

ZASOBY WODNE ZLEWNI

Odpływ powierzchniowy ze zlewni

– objętość wody V

przepływającej przez przekrój zamykający zlewnię
w ciągu określonego okresu czasu (zwykle jednego roku).

∫∫∫∫

====

T

dt

t

Q

V

0

)

(

Odpływ powierzchniowy w dwóch przekrojach koryta

Odpływ powierzchniowy w dwóch przekrojach koryta
rzecznego – „1” i „2” – wyróżnionej rzeki spełnia
(przybliżoną) zależność : V

2

/V

1

= A

2

/A

1

, gdzie A

i

– pole

powierzchni zlewni dla i-tego przekroju, (i=1,2).

Założenia:

•

brak dopływu/odpływu podziemnego z zewnątrz do „walca” reprezentującego
zlewnię powierzchniową

•

jednorodna powierzchnia terenu ze względu na infiltracje i opad efektywny

(opad

–

ewapotranspiracja).

ZASOBY WODNE ZLEWNI

Uwaga 1:

Na ogół założenie pierwsze nie jest spełnione

–

w odpływie Q(t) w danym przekroju zamykającym
oprócz wód powierzchniowych mogą uczestniczyć wody
podziemne pochodzące z zasilania (infiltracyjnego)
z obszaru zlewni jak i wody podziemne zasilane poza
obszarem zlewni. Także część wód podziemnych

obszarem zlewni. Także część wód podziemnych
zasilanych w danej zlewni może bezpowrotnie
odpływać poza obszar („walca”) zlewni.

Uwaga 2:

Założenie drugie też często nie jest spełnione

–

w podzlewniach (dużych) zlewni może występować
znaczne zróżnicowanie przestrzenne opadów,
ewapotranspiracji oraz intensywności zasilania
infiltracyjnego.

ZASOBY WODNE ZLEWNI

Wniosek:

pojęcie zlewni podziemnej dla danego przekroju

zamykającego (na ogół) nie ma sensu!

Pytanie:

Co ma sens?

Odpowiedź:

W odniesieniu do każdego trójwymiarowego

Odpowiedź:

W odniesieniu do każdego trójwymiarowego

obszaru ziemi wyznaczonego przez zlewnię rzeczną
(walca wyciętego przez topograficzny dział wodny)
można sensownie mówić o:

• strumieniach wody zasilających ten obszar z systemu

atmosferycznego (opady) lub wypływających
z tego obszaru do systemu atmosferycznego
(ewapotranspiracja)

ZASOBY WODNE ZLEWNI

• strumieniu wody wypływającym korytem rzecznym

w przekroju zamykającym zlewnię z danego obszaru
do innego podobnego obszaru

• strumieniach wody zasilających ten obszar z sąsiednich

• strumieniach wody zasilających ten obszar z sąsiednich

systemów wód podziemnych (warstw wodonośnych)
lub wypływających z tego obszaru do sąsiednich
systemów wód podziemnych (warstw wodonośnych)

• (na ogół skoncentrowanych) strumieniach wody

pobieranych lub zrzucanych przez człowieka
z i do rozważanego obszaru

ZASOBY WODNE ZLEWNI

Oprócz strumieni zewnętrznych w stosunku do zlewni
rzecznej istotny jest

rozkład przestrzenny i dynamika

procesów hydrologicznych

w skali zlewni:

• dynamika przepływu i retencja wody w sieci

rzeczno-jeziornej

•

dynamika spływu wody po powierzchni ziemi

•

dynamika retencji wody przez szatę roślinną

•

dynamika procesu ewapotranspiracji

•

dynamika procesu infiltracji wody przez powierzchnię
gruntu oraz retencji wody w strefie aeracji

•

dynamika przepływu wód podziemnych w strefie saturacji

•

dynamika wymiany wody pomiędzy wodami
powierzchniowymi i podziemnymi

ZASOBY WODNE ZLEWNI

Słowo „

zasoby wodne

” ma zarówno znaczenie

• obiektywne – jako miara ilości wody

• obiektywne – jako miara ilości wody

w pewnym systemie,

jak i
• antropocentryczne – gdyż używane jest często

w kontekście zagrożenia, jakie dla człowieka
stwarza brak odpowiedniej ilości wody
o odpowiedniej jakości
w odpowiednim miejscu i czasie.

ZASOBY WODNE ZLEWNI

Klasyfikacja naturalnych zasobów wodnych:

1.

odnawialne i nieodnawialne

(obiektywna własność możliwości odnowienia zasobów
wodnych przez naturalne zasilanie)

wodnych przez naturalne zasilanie)

2.

statyczne i dynamiczne

(zmienność w czasie ilości zasobu)

3.

dyspozycyjne

(nadające się do wykorzystania

z uwzględnieniem ograniczeń wynikających
z wymogów środowiska naturalnego)

4.

eksploatacyjne

(część zasobów dyspozycyjnych, które

można w sposób uzasadniony ekonomicznie pozyskać)

Zasoby wodne Polski

• Suma opadów na terenie Polski –

600 mm

– w pasie nizin 500-550 mm

– w rejonach górskich i podgórskich 1100 mm

• Średni odpływ roczny z terytorium Polski ~

62km

3

• Średni odpływ roczny z terytorium Polski ~

62km

3

(lata 1951-2000)

– waha się w granicach 37,5 – 90 km

3

– w latach suchych mogą powstawać rozległe obszary

z niedoborem wody (w roku 2003 średni roczny odpływ
z terytorium wynosił Polski 42 km

3

, a deficyt wody odczuwany

był na powierzchni 40% kraju)

Zasoby wodne Polski

• Wskaźnik dostępności wody dla ludności –

1600m

3

/mieszkańca/rok

(iloraz średniego rocznego

odpływu do ilości mieszkańców)

– w Europie średnio 4500 m

3

/mieszkańca/rok

– w Europie średnio 4500 m /mieszkańca/rok

• Objętość zwykłych wód podziemnych (zasoby statyczne)

–

3000 km

3

– ze względu na niską odnawialność, zasoby eksploatacyjne –

16 km

3

/rok

– 62% z utworów czwartorzędowych

– 38% z utworów trzeciorzędowych, kredowych i starszych

Zasoby wodne Polski

• Długość rzek ~

95000 km

(22 tys. km w gestii RZGW)

• Ilość jezior

9300

(1% powierzchni Polski)

– jezior dużych 34 (>1000 ha)

Bilans wodny zlewni

gdzie

H

E

r

G

P

rosl

s

a

wpow

V

V

V

V

V

R

R

R

R

−

−

−

+

=

∆

+

∆

+

∆

+

∆

)

0

(

)

(

R

T

R

R

−

=

∆

)

0

(

)

(

R

T

R

R

−−−−

====

∆

)

0

(

)

(

wpow

wpow

wpow

R

T

R

R

−

=

∆

)

0

(

)

(

a

a

a

R

T

R

R

−−−−

====

∆

)

0

(

)

(

s

s

s

R

T

R

R

−−−−

====

∆

)

0

(

)

(

rosl

rosl

rosl

R

T

R

R

−

=

∆

∫∫∫∫ ∫∫∫∫

====

T

P

dt

dxdy

t

y

x

P

V

0

)

,

,

(

Ω

∫∫∫∫ ∫∫∫∫

====

T

n

G

dt

d

t

x

y

x

q

V

0

)

,

,

,

(

Σ

Σ

∫∫∫∫

====

T

r

r

dt

t

Q

V

0

)

(

∫∫∫∫ ∫∫∫∫

====

T

E

dt

dxdy

t

y

x

E

V

0

)

,

,

(

Ω

∫∫∫∫

====

T

H

H

dt

t

Q

V

0

)

(