HiO, WYKŁAD 2, 28.02.2011r.

Kierunek hydrotechniczny

„wykorzystuje wody dla potrzeb człowieka, ludzie na pustyniach szukali oaz i dolin rzecznych, pasterstwo nie ograniczało się do wędrówek ale zaczęli się osiedlać, zaczęło tworzyć się rolnictwo. Aby zwiększać wydajność (ilość plonów w ciągu roku) zaczęli budować zbiorniki retencyjne. Powstanie wodowskazów, stworzenie prawa wodnego. Tworzenie zbiorników szczególnie w klimatach półsuchych i suchych dla zwiększenia plonów dzięki czemu nie wszyscy musieli pracować w dziale rolnictwa i zaczęły rozwijać się aglomeracje, zaczęli przesyłać wodę , akwedukty. Procesy melioracyjne na terenach podmokłych.

Kierunek rolniczy ( II połowa XVIII w i XIX)

Kierunek prawny powstał do równego podziału wód , było prawo wodne które dzieło odpowiednią ilość wody dla pewnej ilości ludzi. Obecnie w każdym państwie jest prawo wodne rozwijało się szczególnie w XIX w w zaborze pruskim(z tym że woda należała do księcia, prawo łaziennie i do korzystania z wc). W odrodzonej Polsce (1924 r) powstało prawo wodne. W 1990 powstało 7 regionów gospodarki wodnej”

Formy przesyłania wody:

- kanały naziemne

- kanały podziemne (oraz podwodne)

- akwedukty

- kanały odwadniające – w starożytnym Rzymie. Znajdowały się tam bagna, jezioro, pełno komarów. Związana z tym była malaria. Więc odwodniono tereny podwodne.

Rozwój cywilizacji – zdobywanie pożywienia. Większe plony poprzez magazynowanie wody na polach. Następowała specjalizacja, doskonalono wyroby.

Cywilizacje takie rozwijały się w Dolinie Nilu, gdzie bazowano na wodach dopływających w wyżyny Abisyńskiej. W strefie równikowej wody zostają zatrzymywane w suddach (suddy – największe bagna w południowej części Sudanu. Obszar, który obejmuje bagna jest jednym z największych terenów podmokłych i bagiennych z największych słodkowodnych w dorzeczu Nilu)

Fala wezbraniowa powodowana przez deszcze zenitalne w okresie letnim, kiedy przemieszczają się ona na północ aż do zwrotnika, a do równonocy 22 czerwca, powodują wezbrania wody. Fala ta pojawia się w Nilu Środkowym i Dolnym, wówczas jest najważniejsze święto w roku. Fala wezbraniowa zalewała całe dno doliny i wszystkie grunty uprawne, wszystkie pola były nawodnione. Pola była ogroblone, żeby wodę zatrzymać jak najdłużej. W Egipcie zajmowali się tym kapłani, jak wysoka ma być ta blokada, służyły do tego kilometry (nazwa nadawana specjalnym szybom, mającym połączenie z podziemnym zwierciadłem wód gruntowych, służącym w starożytnym Egipcie do pomiaru stanu wody w Nilu). Usytuowane nad Nilem, co 20-30 km, przekazywały znaki dymne albo ogniowe w ciągu dnia. Najstarszy istnie jacy do dzisiaj nilometr Roda, 640r. p. n. e. do 1860 r. funkcjonuje. Dolina Nilu została pocięta kanałami. Najbardziej inny Bahr El Jussef.

Kanały te występowały w dolinach wielu rzek. W dolinach rzek Jangcy i Żółtej nazywamy je cywilizacjami wodnymi.

Twierdzono, że woda prowadzona po powierzchni traci zbyt dużo wody poprzez parowanie i zaczęto budować kanały podwodne, długości dziesiątków kilometrów. Obecne były w Persji i gdzieś tam jeszcze.

Kanały, które zaopatrywały w wodę miasta – kanały ściekowe. Budowano podziemne kanały i doprowadzano podziemnymi tunelami wykutymi w skale ze źródeł podziemnych. Zachowało się ich dużo na terenie Jerozolimy, już w I w.p.n.e.

Trzecia forma przesyłania wody to akwedukty. Wody pitne były to głównie wody źródlane. II w.p.n.e. najstarszy akwedukt Kandyński (?), do samego Rzymu wodę doprowadzało 7 akwenów. Najbardziej znanym architektem budowniczym jest Wit.. stworzył zasadę, jak należy budować akwedukty by przesyłały wodę.

Akwedukt – konstrukcja naziemna z łukami, gdzie górą była przesyłana woda. Def. wg. Wikipedii kanał wodociągowy, rurociąg podziemny lub nadziemny, doprowadzający wodę z odległych źródeł na ogół do miast przy wykorzystaniu siły ciążenia ziemskiego. Może być umieszczony na arkadach przeprowadzonych nad rzekami lub nierównościami terenu. Akweduktem nazywany jest również most kanału wodnego.

W średniowieczu działania te się nasiliły. Zakon Cystersów zaczął zajmować się odwadnianiem się na wielką skalę wody wielkopolskie. Ich obiekty należały do największych. Oni swoją wiedzę przekazywali ludności miejskiej, przy czym ona wykorzystywała te umiejętności. Terenów podwodnych na Nizinie Wielkopolskiej było ok. ¼ terenów. Był to duży problem. Zaczęło gleby pozyskiwać poprzez wyrąb lasów. Powstały spółki odwadniające na terenie Wielkiego Księstwa Poznańskiego. Efektem tego, obecnie nie ma bagien na terenie n. wielkopolskiej. W końcu XVIII wieku zaczął wyodrębniać kierunek rolniczy, z kierunku hydrotechnicznego zajmujący się nawadnianiem, badaniem ile wody znajduje się w glebie i wody potrzeba dla poszczególnych roślin dla optymalnego rozwoju. Rozpoczął się przepływ przez kanały ściekowe.

„Kierunek geologiczny (XIX) wykorzystywać zaczęto wody podziemne gdyż zauważono, że są zdrowe na podstawie obserwacji pojących się zwierząt. Człowiek pierwotny także korzystał z wód podziemnych. Na bliskim wschodzie budowano podziemne tunele(sinory) kute w litej skale aż do warstwy wodonośnej, akwedukty (najsłynniejsze rzymskie) ojciec hydrauliki- wituriusz ale starsze są w Atenach i Izraelu (ale krótsze) Miał na celu dostawe wody pitnej ze źródeł i podziw. Średniowiecze – budowa studni, wody artezyjskie, samoczynnie wypływające na powierzchnię.”

Kolejny kierunek geologiczny – wiążący się z eksploatacją podziemną. Człowiek od dawna wiedział, że woda źródlana jest najzdrowsza, unikał wód stojących, rzecznych. Stawiano posągi bóstwom od których otrzymano dar wody. Woda miała właściwości lecznice przez źródła mineralne. Kierunek ten ma dość długie tradycje, z tym, że to miało charakter umierny. Na terenach suchych i pustych nauczono się kopać studnie. Woda w niektórych obniżeniach zbiera się nawet na obszarach pustynnych. Takie prymitywne studnie spotykamy obecnie na terenach Afryki. Studnie kuto także w skale. Największa na szerokość 30 m.

Wody podziemne głownie źródlane ujmowane były od bardzo dawna.

Jeśli chodzi o nasze tereny to najstarsze studnie sprzed 2tys. lat wykonano na terenie Łęczycy. Wraz ze wzrostem liczny ludności wzrastało zapotrzebowanie na zdrową, dobrą wodę do picia. Zaopatrywano się w wodę źródlaną.

W przypadku Poznania wyglądało to następująco. 4 studnie z postaciami, które istniały już w XIII wieku, kiedy założono miasto. Z tym, że nie były one ozdobione figurami. Były postawione na rynku by zaspokoić potrzeby ludności, np. poprzez handel dla bydła. W XIV wieku było miejsce skąd czerpano wodę do usług publicznych (na Marcinkowskiego). Na rzecz miasta pracował jakiś akweduktom (mistrz wodociągowy). Początkowo wodę przesyłano do studzien na rynku, potem w rynnach postawionych na kotłach a od pocz. XVI wieku pod ziemią.

Edward Raczyński wybudował nowy układ. Funkcjonował ok. 20 lat. A w od. 180.. coś tam wydobywano nowoczesne wodociągi ujmujące wody warciańskie (ul. Mostowa)

W okresie międzywojennym zaczęto na dużą skalę budować studnie podziemne, a od 1960 r. ujmuje się wody warciańskie koło Mosiny, w Krakowie.

Bla bla bla.. kopiąc studnie natrafiano na wody, który wypływały na pow. terenu. Wody te nazwano wodami artezyjskimi – wypływającymi pod ciśnieniem na powierzchnie terenu. W dolinie Warty w Poznaniu, jak ujmowano wody to też wytryskiwały kilka metrów ponad poziom terenu. W tej chwili nie wolno używać wód mioceńskich dla potrzeb przemysłowych.

Podstawy geologii jako nauki bla bla bla

Ilość wody jaka przepływa przez warstwę wodonośną jest wprost proporcjonalna do współczynnika filtracji k, do pola przekroju F i spadku hydrologicznego J.

Q=k*F*J

Hydrogeneza

A duch Boże unosi się xP

Pierwsza teoria - Pod koniec XVIII wieku ukazała się teoria Kanta i Laplace’a mówiąca, że ziemia to oderwana od słońca materia, która wirując stworzyła planetę. Gdy ostygła woda zawarta w powietrzu atmosferycznym uległa skropleniu (żadna teoria nie tłumaczyła skąd ta woda się tam wzięła). Ustalono wartość krytyczną o temperaturze 376,65 ^oC , gdzie powyżej tej temperatury woda nie występuje.

Teoria ta nie tłumaczy skąd wzięła się para w atmosferze.

Istnieje wiele teorii tłumaczących pochodzenie wód na kuli ziemskiej. Każda jest sensowna, ma swoich zwolenników, dostarcza takich ilości informacji z nakładem.

Wiemy, że to wielkie BUUUM, mniej więcej 7mld lat temu powstało Słońce (słoneczko ;-)) rozerwała się materia słoneczna i gdzieś około 4,5 mld lat temu ziemia znalazła się w procesie krzepnięcia skorupy. Wiadomo, że temp. krytyczna dla wody wynosi 374, 65 stopni C. Stwierdzono również, że w 4 procesie krzepnięcia magmy, w tzw. procesie hydrotermalnym, kiedy temp. magmy ma poniżej wartości krytycznej wydziela się z tej magmy woda.

Druga - Genezą kuli ziemskiej zajęto się w połowie XX w. Stwierdzono że lawa ma od 2-8 % wody i gdy lawa wystygnie to wydziela się woda , w postaci gorących źródeł. Geochemicy stwierdzili że w ten sposób może tworzyć się od 0,4 do 2,9 mld km³ wody. Przyjmując tą teorie wychodzi że jest ok. 4 mld km ³ wody.

Trzecia - Hipoteza solarna – w górnych warstwach atmosfery przechwytywane jądra atomów wodoru przenoszone są z wiatrem słonecznym, po przyłączeniu elektronów powstają atomy wodoru, które wchodzą w reakcję z tlenem i tworzą wodę

Trzecia teoria to teoria de Turvilla

Czwarta teoria, nowiutka powstała w latach 80tych na podstawie danych satelitarnych, gdzie w górnych warstwach jonosfery znaleziono bryły pochodzenia kosmicznego. Geofizyk Franck wyniósł teorie pochodzenia kosmicznego wody na ziemi, jego zdaniem co 3 sekundy bryła wpada na pow. Ziemi dużaaa bryła wielkości budynku i tam ulega wyparowaniu. Zakłada, że przyniosły ją lodowe komety i asteroidy uderzające w Ziemię w czasach jej młodości, blisko 4 miliardy lat temu. Wcześniej Ziemia miała być sucha i bardzo gorąca. Teorię tę zdaje się potwierdzać obserwowana w wodzie morskiej proporcja izotopów wodoru, podobna do tej, jaką obserwuje się w bogatych w wodę asteroidach.

Każda teoria zakłada że w jej wyniku powstaje ok. 4 mld km³, jednak na ziemi jest 1,4 mld km³. Myślano że ziemia jest układem zamkniętym jednak nasza planeta zachowuje się jak kometa i ciągnie za sobą warkocz z wodoru.

Nasza planeta leży w takim położeniu że woda może istnieć w 3 postaciach, w naszym układzie słonecznym jest tylko 3 % powierzchni gdzie taka sytuacja może mieć miejsce. Merkury i Mars już tak nie mają. Jednak na Marsie są formy erozyjne co świadczy o istnieniu wody. Obecnie znajduje się ona pod powierzchnią w postaci lodu. Wodę odkryto także na Wenusie jednak w fazie lotnej ( ok. 1%).

Każda z tych teorii daje nam dużą większą ilość wody niż mamy obecnie. Co się z tą woda w cholerę stało?

Nie potrafimy określić kierunku czy wody ubywa czy wody przybywa. Przyjmuje, że ilość wody nie ulga zmienia w krótszym wymiarze czasowym.