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
powyŜej przekroju zamykającego lub zlewnia rzeczna
cieku stanowiącego dopływ rzeki głównej
Zlewnia róŜnicowa
– część obszaru zlewni rzeki głównej
Zlewnia róŜnicowa
– część obszaru zlewni rzeki głównej
rozwaŜana 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” – wyróŜnionej rzeki spełnia
(przybliŜoną) zaleŜność : V
2
/V
1
= A
2
/A
1
, gdzie A
i
– pole
powierzchni zlewni dla i-tego przekroju, (i=1,2).
ZałoŜenia:
•
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 załoŜenie 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. TakŜe część wód podziemnych
obszarem zlewni. TakŜe część wód podziemnych
zasilanych w danej zlewni moŜe bezpowrotnie
odpływać poza obszar („walca”) zlewni.
Uwaga 2:
ZałoŜenie drugie teŜ często nie jest spełnione
–
w podzlewniach (duŜych) zlewni moŜe występować
znaczne zróŜnicowanie 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 kaŜdego trójwymiarowego
Odpowiedź:
W odniesieniu do kaŜdego trójwymiarowego
obszaru ziemi wyznaczonego przez zlewnię rzeczną
(walca wyciętego przez topograficzny dział wodny)
moŜna 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 rozwaŜanego 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 – gdyŜ uŜywane jest często
w kontekście zagroŜenia, 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 moŜliwości 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
moŜna 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 duŜych 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
)
(