1) RUMOWISKO transportowane przez ciek –wszelki materiał stały i rozpuszczony, poruszany przez wodę i transportowany z nią w sposób ciągły lub okresowy na całym jej przebiegu

Bądź w pewnych odcinkach jej przebiegu. Rodzaje rumowiska:

- rumosz skalny (głazy, toczyny)

*wleczone (wleczyny –żwiry , piaski, otoczaki)

* unoszone (unosiny) - pyły mineralne (ciężar właściwy pyłów >ciężar wł. wody)

* zawieszone(zawiesiny)-cieżar właściwy <ciężar wody ; nawet po zatrzymaniu cieku nie opadają na dno , w przeciwieństwie do pyłów ; im więcej zawiesiny w wodzie tym jest ona mętniejsza.

*roztwory- niedostrzegalne ludzkim okiem (np. NaCl)

2) SPADEK CIEKU (podłużny i poprzeczny)

Spadek podłużny-odnosi się do spadku zwierciadła wody; jest to stosunek różnicy wysokości pomiędzy dwoma punktami mierzonymi do odległości między tymi punktami (rys)

I = [%₀] ;

l - [km]

h -[m]

moduł spadku –wart. nieliniowa ;

I=2[%₀] tzn ze na 1km odcinku różnica wynosi 2m; spadków nie ma w odcinkach śródlądowych To ze woda płynie jest związane ze spadkami ;

Spadek wyrównany - sp. przeciętny dla większego odcinka cieku;

Spadek lokalny-wyznaczamy sobie sami, np. między źródłem a pierwszym odpływem ; Spadek cieku zależy od napełnienia koryta wodą , w zależności od tego ile wody płynie w korycie spadki mogą być różne ; Im stan wody w korycie jest niższy to spadek będzie się łamał. Gdy mało wody w korycie to płynie ona tak jak kształt koryta (rys) przy wyższych stanach wody spadki są bardziej wyrównane, ( woda łagodzi nierówności koryta ); spadki zwierciadła wody się różnią , gdy są wezbrania – w jednym miejscu zbiera się dużo wody ( rys) w momencie napływu dużej ilości wody spadek się zmniejsza ; w czasie gwałtownego wezbrania spadek kulminacyjny jest niższy od spadku poniżej kulminacji I_k<I_p Spadek cieku oblicza się na podstawie danych hydrologicznych .

Spadek poprzeczny-im większe krzywizny łuków , tym spadki poprzeczne znaczniejsze (rys) Przy brzegu wklęsłym zw. wody jest wyższe niż przy b. wypukłym ( siła odśrodkowa).

Brzeg wklęsły musi być bardziej umocniony ( trzeba brać to pod uwagę przy budowlach rzecznych)

Spadek poprzeczny - I =

v- predkosc wody ;

R- krzywizna łuku ,

g- przyspieszenie

3) RÓŻNICE POMIĘDZY DZIAŁAMI WODNYMI

Dział wodny –linia rozgraniczająca dorzecza .Przy zlewniach granice zlewni

(nie dorzecza)

Dział wodny geograficzny –(topograficzny) gdy patrzymy tylko na powierzchnię terenu ;

Dział wodny hydrogeologiczny- obejmuje podłoże podścielające teren

Dział wodny niepewny-występuje na nizinach , tam gdzie trudno jednoznacznie go wyznaczyć

Dział wodny zmienny-przy wysokich stanach wody w rzece na nizinach, gdy woda zasila raz jedną raz drugą rzekę ;

Bifurkacja- podwójne przepływanie ( z jednej rzeki do drugiej); wody z jednej rzeki raz zasilają rzekę A a raz rzekę B. (piękne rysuneczki proszę sobie wykonac we własnym zakresie) 

4) STAN WODY W RZECE - to wzniesienie zwierciadła wody ponad przyjęty umownie poziom zwany zerem wodowskazu w danym profilu tego cieku: W [cm]. Mierzy się go raz na dobę o 7:00 (gdy nie ma zagrożenia). Jeśli jest sytuacja nadzwyczajna np. nagły przybór wody to prowadzi się pomiary co 6godz. , a w stanach alarmowych co 2 lub i co godzinę. Zajmuje się tym IMiGW.
Odpływ - całkowita ilość (objętość) wody, która odpływa ze zlewni przez przekrój poprzeczny koryta cieku zamykający tę zlewnię w ciągu określonego czasu V [m3]
WWW - najwyższa wielka woda - najwyższy stan wody jaki się pojawił w ciągu całego czasu obserwacji (należy do stanów głównych)
NNW - najniższa niska woda - należy do stanów głównych
WNW - najwyższa niska woda (stany drugorzędne)
Hydroizohipsy - linie łączące punkty o jednakowej wysokości swobodnego zwierciadła wody podziemnej (należy znać rzędną, pomiar piezometrem (świstawką))

5) ELEMENTY ŁOŻYSKA CIEKU (MORFOLOGIA CIEKU) – wszystkie zbiorniki wodne wypełniają wszystkie zagłębienia w powierzchni ziemi. Cieki płyną w dolinach rzecznych, ta część doliny która jest wypełniona wodą to koryto cieku. Nazewnictwo brzegów zależy od kierunku płynięcia wody. Rzeki i potoki tworzą zakola. Elementy koryta tworzą łuki. Łuk przechodzi w przeciwłuk. W korycie woda nie płynie równolegle do obu brzegów, tylko tworzy pewne łuki, jest to linia nurtu. Linia nurtu – linia łącząca zwierciadło wody o największych prędkościach w kolejnych przekrojach cieku. Nad największą głębokością koryta jest najszybszy przepływ wody. Linia nurtu wskazuje miejsca o największej głębokości i największej prędkości.

[rysunek]

1. Przykosa – odsypisko przy brzegu wklęsłym od strony nurtu odkładany jest materiał niesiony przez rzekę – wodne wydmy.

3. Mielizna – najbardziej płytki obszar dna, bliski linii nurtu, niewidoczny dla oka

4. Głębiny – wskazywane przez izobaty

5. Odsypisko – materiał o mniejszej frakcji

6. Przymulisko – Częściowo nawodniony materiał niesiony przez rzekę, powstaje na brzegu wypukłym i uwydatnia go.

7. Przemiał

8. Ławica – gdy materiał odchodzi od brzegu (brzeg wklęsły, ławica i przykosa mogą tworzyć wysepki, ławica i przykosa mogą rozdzielać ciek i powstaną dwa nurty)

Kilometraż – ewidencja długości cieku, prowadzi się go od ujścia w górę cieku, ponieważ obszar źródliskowy może zostać przesunięty (erozja wsteczna), liczy się go wzduż nurtu. Kilometraż cieku nie ma nic wspólnego z długością cieku.

Jeżeli rzeka meandruje to tworzy coraz większe zakola (meandry).

MORFOLOGIA CIEKU

Sposób płynięcia rzeki-płynięcie zakolami.Rzeka posiada 2 brzegi: wklęsły i wypukły.

Koryto cieku-ta częśc doliny cieku która jest wypełniona wodą

Linia nurtu-punkty na pow.cieku leżące bezpośrednio nad miejscami o najw.prędkości przepływu.Nurt pojawia się tam gdzie jest największa głębokość w korycie.

Meandry-coraz bardziej wypukłe i wklęsłe brzegi.

Spadek poprzeczny(większy przy zakolu rzeki)-przy wklęsłym brzegu rzeki

I_p=v²/(R*g)

Im rzeka(ciek)bardziej nizinny tym jego koryto jest szersze.B-szer.rzeki I t-gł.rzeki są ze sobą związane.Szer.rzeki o wiele szybciej rośnie niż jej gł.

G=B/t(stosunek charakt.dla danego cieku)

Kilometrowaniecieku-mieszanie dł.cieku od ujścia ku źródłowiu,nie odzwierciedla rzeczywistej dł.rzeki.

Spadek podłużny cieku-jest to sp.podł.zwierciadła wody w cieku(wyraża się w różnicy wys.między dwoma profilami)

I= h/l(rys)

Sp.podł.zw.wody w cieku wyraża się w %₀

I= h/l=1m/1000=1%₀.

Stała koncentracji

=i*g=const

Dla Wisły =17(Kraków);17,5(Gdańsk)

6-7 dla rzek nizinnych.

POTAMOLOGIA-zajmuje się wszystkimi zjawiskami fiz.związanymi z przepływem wody w ciekach.

Ciek-wszystkie wody płynące stale lub w ciągu dłuższego okresu czasu.Uformowany korytem naturalnym lub sztucznym.

6) STANY WODY :

śr W – średnia arytmetyczna ze średnich rocznych stanów wody – bierze się najwyżej z 20 lat przy okresie dłuższym niż 20 lat istnieje niebezpieczeństwo pogłębienia koryta (zmiana zera wodowskazu).

ZW – stan wody, który jest tyle razy w ciągu roku przekraczany ile razy nie osiągany

WW – średnia wielka woda z wielolecia – średnia z maksymalnych stanów rocznych – może być okres powyżej 30 lat, bo przy wielkiej ilości wody mała zmiana koryta nie ma wpływu na wartość.

NW – średnia niska woda z wielolecia – średnia z minimalnych rocznych stanów wody. (Bardzo ważny ruch koryta). Średnia z okresu maksymalnie 20 lat.

WWW – najwyższa wielka woda, maximum maximonum. Jedna wartość – najwyższy stan wody jaki się pojawił w czasie całego czasu obserwacji od początku do chwili obecnej.

NNW – najniższa niska woda, minimum minimonum

Stany wody odczytuje się dla konkretnego wodowskazu.

7) WEZBRANIE – jest to podniesienie stanu wody w cieku powstałe w wyniku wzmożonego zasilania lub w skutek piętrzenia wody (zapora dla wody)

Piętrzenie naturalne gdy w jakis sposób następuje zahamowanie przepływu w cieku : piętrzenie na skutek zatoru lodowego, zator spowodowany nagromadzeniem pni drzew, oberwanie się brzegu, nadmierny rozwój roślinności. Piętrzenie spowodowane sztormami, wiatrami wiejącymi w kierunku odwrotnym do biegu rzeki.

Fala wezbraniowa- natężenie przepływu kulminacyjnego, odpowiada najwyższemu stanowi wody podczas konkretnego wezbrania. Może być ciąg kolejnych wezbrań, następujących jedno po drugim. Ciąg wezbrań bardzo łatwo się pojawia gdy występują długotrwałe deszcze. Gleba nie przyjmuje już wody, jej zdolności infiltracyjne się wyczerpały. Każda woda z następnego opadu spływa do koryta. Może nastąpić sumowanie wezbrań, grozi to dużą powodzią.

Powódź – przekroczenie przez stan wody stanów alarmowych, wylanie rzeki z koryta.

W ramach wezbrania wyróżniamy:

falę wezbraniową – natężenie przepływu wezbraniowego. Odpowiada to najwyższemu stanowi wody podczas wezbrania.

ciąg wezbrań – kolka wezbrań następujących po sobie. Ciąg pojawia się tym łatwiej, że występują długotrwałe deszcze (zdolność filtracyjna gleb jest maksymalna) i następuje gwałtowny przepływ.

8) SŁOWNICZEK

Tachoidy – są to krzywe rozkładu prędkości w pionach.

Wykreślamy je gdy chcemy zmierzyć prędkość wody np. przy użyciu młynka hydrometrycznego. Różne rzeki mają różne kształty tachoid.

Izotachy – W oparciu o wykreślone wcześniej tachoidy konstruujemy krzywe jednakowej prędkości tzw. Izotachy (wykonuje się to w metodzie Culmanna).

Izochiety – są to linie łączące punkty o jednakowej wysokości opadu.

Izobaty – linie łączące punkty o jednakowej głębokości

Hydroizohipsy – linie łączące pkty o jednakowej wysokości swobodnego zwierciadła wody podziemnej w stosunku do poziomu morza

Hydroizobaty – linie łączące pkty odpowiadające jednakowym głębokościom od powierzchni terenu do swobodnego zwierciadła wody podziemnej.

9) HYDROLOGIA – Jest nauką przyrodniczą zajmującą się badaniem i opisywaniem hydrosfery tzn. wód powierzchniowych, podziemnych i atmosfery. Głównym przedmiotem badań jest badanie krążenia wody w środowisku przyrodniczym z uwzględnieniem jej właściwości fiz. I chem. Hydrgrafia – (opisywanie pow. wodnych, pierwsze mapy), obecnie hydrologia – nauka ogólna.

10) OPAD NORMALNY

(P_n -moduł pluwiograficzny) – wysokość opadu obliczona średnią arytmetyczną opadów rocznych z dłuższego okresu czasu (przy 5-cio letnim okresie obserwacji błąd – 15%; 10 – 7%; 40 – 2,1%; 50 – 2,0%; im dłuższy ciąg to istnieje niebezpieczeństwo zmiany pomiarów – nowe sposoby, nowe urządzenia etc. Dlatego przyjęto pewne optimum: 30 – 40 lat obserwacji ciągłej.). P_n­ dla Polski  600mm (P_n dla dorzecza Wisły  605, a Odry  585). P_n = P_p + {P_i + P_z + P_E +...}  20% (P_p – opad pom. rzeczywiście; P_i – popr. aerodyn. związana z zaburzeniami ruchu powietrza; P_z – poprawka zimowa; P_E – popr. związana z parowaniem)

11) BILANAS WODNY

Równowaga między wodą parującą a powracającą na Ziemie w postaci opadu. P = E - bilans całej hydrosfery zrównoważenie przybytków i ubytków wody w określonej przestrzeni i w określonym czasie. ogólne równanie bilansu wodnego

1. bilans lądowy: P = H + E (P –opad; H – odpływ; E - parowanie).

2. bilans oceaniczny P_M + H = E_M . Retencja wody – magazynowanie, czasowe zatrzymywanie wody w postaci lodu, śniegu w glebie lub zb. wodnych: R + P = H + E +R więc P = H + E +R .Polska (P=196; H=54,5; E=145,5)km² (P=629; H=175; E=454)mm

12) ODPŁYW H

Jest to zjawisko przemieszczania się cząstek wody pod wpływem siły ciężkości poza granice obszaru: a) powierzchniowy(-ponad infiltracyjny;

-przed infiltracyjny) Natężenie opadu jest większe niż natężenie infiltracji I_p > I_inf ; b) podpowierzchniowy(w gruncie po warstwach mniej przepuszczalnych) Gdy na powierzchni gleby tworzy się skarpa przesuszonej warstwy gleby; c) podziemny Związany z podwyższonym zwierciadłem wody gruntowej;

ODPŁYW(Drogi rodzaje i fazy)

Odpływ(H)-jest to przemieszczanie się cząstek wody pod wpływem siły ciężkości poza granice określonego obszaru.Odpływ powstaje z płynnych opadów atmosferycznych lub stopnienia pokrywy śnieżnej(lodowej).

3 drogi odpływu:

-woda może się przemieszczać po powierzchni terenu(koryta cieków)

-pod pow.terenu po warstwach słabo przepuszczalnych

-podziemnie.

3 rodzaje odpływu:

-powierzchniowy

-podpowierzchniowy

-podziemny.

Pierwszą fazą jest odpływ podziemny,nadstępny jest podpowierzchniowy.

3 etapy w odpływie podziemnym:

a)infiltracja(jest to wchłanianie wody przez grunt).-faza wsiąkania(jest związana ze strefą nasyconą powietrzem)

-faza przesiąkania(strefa nawodniona).Początkowa faza jest zawsze wolniejsza,woda musi pokonać pewne opory.

Zdolność infiltracyjna gruntu f_p-max ilość wody,którą grunt może wchłonąć w danych warunkach.

b)filtracja.

To drugi etap odpływu podziemnego,rozpoczyna się wtedy gdy woda osiąga horyzont wodonośny.Rys)

c)drenowanie przez cieki-pobieranie wody z horyzontu przez cieki.

k-współ.filtracji(przesiąkania)-infiltracji

k= h/T rys

ODPŁYW POWIERZCHNIOWY(spływ pow.)-ruch wody po pow.terenu pod wpływem grawitacji.

3 typy tworzenia się spływu powierzchniowego:

a)spływ ponadinfiltracyjny-występuje gdy natężenie opadu lub tajania śniegu przewyższa natężenie przesiąkania(infiltracji)

b)s.przedinfiltracyjny-zachodzi wtedy gdy deszcz spada na bardzo przesuszoną glebę.

c)s.związany z podwyższonym zwierciadłem wody gruntowej-związany z podwyższonym horyzontem wodonośnym.

Spływ rozproszony obejmuje 3 spływy:-przezwyciężenie retencji glebowej-spływ laminarny(krótkotrwały)-przechodzi w spływ turbulentny(nieskoordynowany)

Odpływ korytami cieków stałych

Ciek stały-stale płynie woda.Jest sumą odpływów:powierzchniowego i podziemnego.

13) SW, NW

SW (średni stan z wielolecia)– Jest to średnia arytmetyczna ze średnich rocznych stanów wody.

NW (średnia niska woda) – średnia arytmetyczna ze stanów minimalnych wody w poszczególnych latach . Ważny ruch koryta, dna.

NIŻÓWKA – okres niskich stanów wody w korycie cieku, spowodowane ograniczonym zasilaniem wynikającym z wyczerpywania się zasobów wodnych zlewni. Wynika z braku opadów przez dłuższy czas, wtedy woda płynąca w cieku pochodzi wyłącznie z zasilania podziemnego w zależności od jego zasobności zależy poziom niżówek. Rzeki górskie są bardzo czułe na niżówki. Niżówki zaczynają się najczęściej z końcem lata , początkiem jesieni (wysoka temp. małe opady) oraz okresy zimowe (nie ma parowania ale opad w postaci lodu nie infiltruje)Jeśli jest dobra zima i nie ma opadów, a wcześniej było suche lato i jesień to może nawet dojść do zaniku niektórych cieków wiosną. Dobre jest gdy śniegi topnieją powoli.

Kilka faz rozwoju niżówki: a) susza atmosferyczna (brak lub niedostatek opadów) spowodowana gdy temp. jest wysoka (zwiększone parowanie) b) susza glebowa (przesuszenie i brak wilgotności w glebie) c) susza hydrologiczna –żadna woda nie dociera do horyzontu wodonośnego i zaczyna się obniżać zwierciadło wody gruntowej.

Do oznaczenia jego potrzeba (met. empiryczna):

temperatura ( współ. lepkości)

średnica miarodajna (umowna)

porowatość

rodzaje frakcji (kamienista, żwirowa, piasek, pyłowa, iłowa).

Wsp filtracji określa się za pomocą Rury Kamińskiego. Do określonej wysokości rurki napełniamy ją próbą glebową , zwilżamy, ubijamy następnie dopełniamy wodą na określoną wysokość i rozpoczynamy filtracje. Do pomiaru potrzebny jest stoper, którym mierzymy spadek wysokości słupa wody w określonych odstępach czasu.

POMIAR WODY W CIEKU

Przepływ-pewna ilość wody płynącej w cieku.

Stany wody w cieku W-wzniesienie zwierciadła wody ponad przyjęty umownie poziom zwany zerem wodowskazu.

Czyli stan wody jest wielkością względną,podawany jest w cm..Zero wodow.jest dowiązane do reperó.Przyrządami do odczytu stanu wód są wodowskazy:

-łata wodowskazowa(najbardziej podstawowa)

-system wodowskazów korespondujących(przy rzece szerszej)

-wodowskazy ukośne(odczyt raz na dobę o godz.7.00)

-wodowskazy max(przy pomocy farby zmywalnej)

-samopiszący wodowskaz

PRZYCZYNY KRĄŻENIA WODY NA ZIEMII-cykl hydrologiczny

1)Energia cieplna słońca-efektem działania tego czynnika są zmiany stanów skupienia wody(zamarzanie,topnienie,parowanie,sublimacja,kondensacja,konwekcja),zmian gęstości wody w zbiornikach wodnych.

2)Siła grawitacji:

a)ruch wody w postaci opadów

b)spływanie wody po powierzchni

c)przyciąganie innych ciał niebieskich(widoczne tylko przy ogromnych zbiornikach-morzach i oceanach)

3)Inne siły przyciągania(innych ciał niebieskich)

4)Ciśnienie atmosferyczne.Ruch mas powietrza,przemieszcanie się wody w postaci chmur w różne miejsca troposfery.

5)Siły międzycząsteczkowe w gruncie-zjawisko podsiąkania wody w kapilarach glebowych,także ruch wody wbrew prawu ciężkości

6)Reakcje chem. I nuklearne

Łączenie wody z innymi związkami(wiązanie i uwalnianie)

7)Różne rodzaje procesów biologicznych w org.żywych

8)Działalność człowieka-regulacja rzeki,budowa koryt,prowadzenie sieci wodno-kanalizacyjnych.