a víz tulajdonságai - sze.huzseniani/km011_1_vizvedelem/oraianyagok_ppt/ajnb_kmtm_00… ·...
TRANSCRIPT
2019.02.11.
1
Vízvédelem KM011_1
2018/2019-es tanév II. félév
1. rész: Hidrogeográfiai alapismeretek
Dr. habil. Zseni Anikó egyetemi docens
Széchenyi István Egyetem
AHJK, Környezetmérnöki Tanszék
A víz nélkülözhetetlen
• biológiailag: élettér, ivóvízként, táplálékban
• higiénia: tisztálkodás, mosás, szennyezések
eltávolítása
• rekreáció (vízisportok, üdülés), gyógyhatás
• közlekedés
• energiaforrás
• ipar, mezőgazdaság vízigénye
• élelmiszer-termelő közeg (halászat) stb.
A víz tulajdonságai
Fizikai tulajdonságok
A, állapot/fázis diagram
• H: hármaspont
(+0,01°C és 0,61 kPa)
• K: kritikus pont
(374,2°C és 21,42 MPa)
(Légköri nyomás: 100 kPa)
A víz tulajdonságai
Fizikai tulajdonságok
B, sűrűség
Hőmérséklet
(°C)
Sűrűség
(kg/m3)
0 (jég) 917
0 (víz) 999,8
2 999,96
4 1000,00
10 999,60
20 998,26
30 995,6
40 992,2
hőtágulás
X
A víz tulajdonságai
Fizikai tulajdonságok
C, viszkozitás (T nő csökken)
D, fajhő (4183 J/kgºC)
E, párolgáshő (20ºC-osé 2453,6 kJ/kg)
F, szín
A víz tulajdonságai
Kémiai tulajdonságok
• jó oldószer
• víz keménysége
Ca2+ + 2 HCO3- CaCO3 + H2O + CO2
– változó kem.: Ca(HCO3)2 és Mg(HCO3)2 okozza
– állandó kem.: egyéb Ca2+ és Mg2+ sók
– összes keménység = összes jelenlévő Ca2+ és Mg2+ só
(= változó+állandó keménység)
• 1 nkº annak a víznek a keménysége, amely literenként 10
mg CaO-dal egyenértékű Ca2+ és Mg2+ sót tartalmaz
2019.02.11.
2
A víz tulajdonságai
Kémiai tulajdonságok
• Raoult-törvény:
híg oldatok esetén a moláris koncentráció növekedésével
a fagyáspont csökken, forráspont nő
(35‰ sótart.: -1,91ºC olv. pont)
• koncentráció nő → sűrűség nő
1 m3 20°C-os tengervíz tömege 27 kg-mal több, mint 1 m3
20°C-os deszt. vízé
sós vizek: +4°C alatt érik el maximális sűrűségüket
A Föld vízkészlete
Tárolómennyiség
1000 km3-ben %
litoszféra (kötött víz) 253 900 15,5
litoszféra (szabad víz a felszín alatt 4000
m-ig)8 060 0,5
világóceán 1 348 000 82,3
sarkvidéki és magashegységi jég 27 820 1,69
édesvizű tavak 125 0,01
sós tavak 100 0,01
légkör 12,3 0,0008
vízfolyások 1,25 0,00006
élőlények 1,13 0,00006
összesen (a Föld vize) ~1 638 020 ~ 100
A kontinensek vízkészlete
Tárolómennyiség
1000 km3-ben %
litoszféra (szabad víz a felszín alatt 4000
m-ig)8 060 22,3
sarkvidéki és magashegységi jég 27 820 77,0
édesvizű tavak 125 0,35
sós tavak 100 0,28
légkör 12,3 0,03
vízfolyások 1,25 0,003
élőlények 1,13 0,003
Összesen (kontinensek vize) 36 120 100
A vízkészlet származása
endogén eredet:
• bolygónk belső anyagainak gázleadása révén
• az egykori vulkanizmus illó anyagaiból (80% víz, 10%
CO2 volt)
a víz az őslégkörből kicsapódott
• gravitáció, kedvező hőmérséklet
• az ózonpajzs meggátolta, hogy fotodisszociációval
elbomoljon
juvenilis víz: a Föld felszínén még sosem járt (jelenleg
kb. 0,1-0,3 km3/év a vulkanizmussal)
vadózus víz: a körforgásba korábban már bekerült vizek
A víz körforgása
Po = óceáni párolgás, Co = óceáni csapadék, Ck = szárazföldi csapadék, Pk = a szárazföldek
teljes párolgása (Pk = Pv + Pe + Pt), Pv = szabad vízfelszín (tavak, folyók) párolgása, Pe =
talajpárolgás (evaporáció), Pt = a növényzet párolgása (transpiráció), L1 = felszíni lefolyás, L2 =
felszín alatti lefolyás
Az óceánokra (o), a szárazföldekre (k) és a Föld egészére az alábbi
vízháztartási egyenletek írhatók fel:
bevétel kiadás
óceán: Co+L = Po, azaz L = Po - Co
szárazföld: Ck = Pk + L, azaz L = Ck - Pk
ezért
Po - Co = Ck - Pk és
Po + Pk = Ck + Co
így a Föld egészére: P = C
A légkör szempontjából a következőképpen alakul a körforgás:
bevétel kiadás
légkör: Po + Pk = Co + Ck
P = C
Számolási feladat 1.-2.!!!
2019.02.11.
3
Megújulási idők
• körforgásban: 500 ezer km3/év (az éves párolgás kb.
85%-a: óceánok, tengerek, 15%-a: szárazföldek)
• atmoszféra vize: évente 40-szer, mintegy 9 naponta
• óceánok vize: kb. 3000 év
• szárazföldi jég: kb. 12 ezer év
• vízfolyások: hetek
• tavak: kb. 10 év
• felszín alatti vizek: változó, néhány hét – több ezer év
Az emberi tevékenységek hatása a
vízkörforgásra
• Közvetlen hatások
– pl. vízkivétel, vízbevezetések
• Közvetett hatások
– pl. erdőirtás, talajművelés, urbanizáció
• Globális felmelegedés → globális vízkörforgalom
változása
• Települések hatása → települési vízháztartási
egyenleg
A természetes vizek előfordulási típusai
légköri vizek
• csapadék
felszíni vizek
• vízfolyások
• tavak
• (vizes élőhelyek)
• (óceánok, tengerek)
felszín alatti vizek
• parti szűrésű vizek
• talajnedvesség
• talajvíz
• rétegvíz
• nem karsztosodott
kőzetek hasadékvizei
• karsztos kőzetek
hasadékvizei:
karsztvíz
Párolgás
• abszolút és telítettségi légnedvesség (g/m3), telítettségi
hiány (g/m3), relatív légnedvesség (%)
• potenciális és tényleges párolgás
• evaporáció: szabad felületek párolgása (víz, talaj stb.)
• transpiráció: növényzet párologtatása
• evapotranspiráció: területi párolgás, a növényzettel
borított talajok párolgása
Intercepció
• ~: a növényzet felületén visszatartott csapadék
mennyisége
• potenciális és tényleges intercepció
• mértéke függ:
– levélfelületi indextől (növényenként, évszakonként
változik)
– a csapadék tulajdonságaitól
Légköri vizek
csapadék
• mikro- és makrocsapadék
• területi kiterjedés, időtartam, mennyiség, intenzitás
• hó (sűrűség: 0,1-0,15 g/cm3 - 0,6-0,7 g/cm3)
• hó olvadása, hó vízleadása
• minősége:
oldott gázok, por, füstgáz, korom, pernye, radioaktív
anyagok, mikroorganizmusok
ariditási index: potenciális párolgás/éves csapadék
2019.02.11.
4
A felszíni vizek összegyülekezése
Lefolyás (≠ vízfolyás)
• a lefolyás összegyülekezése, összegyülekezési idő
a csapadék lefolyást adó hányadának a vízgyűjtő terület
minden pontjától a vízfolyás adott pontjáig való eljutásához
szükséges időtartam
• felszíni lefolyás: a, közvetlen; b, késleltetett
• felszín alatti lefolyás
• köztes lefolyás
• lefolyási tényező: közvetlen felszíni lefolyás/csapadék
• fajlagos lefolyás: egységnyi területről egységnyi idő alatt
lefolyó víz mennyisége (felszíni+felszín alatti)
(közepes vízhozam/vízgyűjtőterület) (liter/sec/km2)
• antropogén hatások
Számolási feladat
3.-4.!!!
Lefolyási tényezők hazánkban
• A lefolyási tényező becslése: = 1 + 2 + 3, ahol:
• Lejtési viszony alapján:
– Síkvidék: 1 = 0,05-0,1
– Dombvidék: 1 = 0,1-0,15
– Hegyvidék: 1 = 0,15-0,3
• Talaj vízáteresztő képesség alapján:
– Erősen áteresztő talajtípus:2 = 0,03-0,05
– Áteresztő talaj: 2 = 0,06-0,2
– Vízzáró talaj: 2 = 0,21-0,3
• Felszín növényzeti borítottsága alapján:
– Zárt erdő: 3 = 0,03-0,05
– Megművelt talaj, erdő, rét, legelő: 3 = 0,06-0,25
– Kopár szikla: 3 = 0,26-0,3
Lefolyást befolyásoló tényezők
Jellemzők Növelő tényező Csökkentő tényező
A vízgyűjtőterület lejtői meredek lankás
A vízgyűjtő felszíne sima, kis érdességű hullámos, erdős
A felszínt borító réteg
tulajdonsága vízkapacitása
vízzáró, csekély
vízkapacitású
vizet áteresztő, sok
vizet képes felvenni
A vízgyűjtő vízhálózata sűrű ritka
A növénytakaró típusa,
gyökérzete
gyér, szárazságtűrő, sekély
gyökérzetű
dús, vízigényes, mély
gyökérzetű
A völgyfenék mérete szűk széles
A meder esése, növényzettel
való benőttsége
nagyesésű, mélyen
beágyazott, csekély
növényzettel
kisesésű, sűrűn
kiáradó, elfajult, benőtt
A talajvíz elhelyezkedése magas mélyen van
Vízfolyások
a vízfolyások közös tulajdonságai:
• a víz a magasabban fekvő pontok felől az alacsonyabb
szintek felé halad
• a víz mederben folyik
• a vízszállítás kisebb-nagyobb mértékben ingadozik
minőség:
• kevés oldott só
• sok lebegő anyag, szerves anyag, oxigén (öntisztulás)
• többnyire lúgos kémhatás
ökológiai és gazdasági jelentőségük
vízfolyások táplálója: csapadék és források
Vízfolyások csoportosítása
időbeli változás alapján:
• állandó
• időszakos: periodikus, epizodikus (vádi, creek)
vízszállítás jellege és az éghajlat alapján:
• autochton
• allochton: átfolyó (Nílus, Niger, Colorado), elvesző (Amu-darja, Szir-darja→Aral-tó; Chari, Logone→Csád-tó)
torkolatok• Vízgyűjtő terület: a földfelszínnek az a része, ahonnan a vízfolyás a
vizeit összegyűjti
• A vízgyűjtő területeket vízválasztók választják el egymástól
Vízgyűjtő terület
2019.02.11.
5
Vízhálózat, vízgyűjtő terület
a Marcal vízgyűjtő területe a Sajó vízgyűjtő területe
Vízválasztók
A, hegyi vízválasztó
topográfiai, rétegtani vízválasztó, vízválasztó sáv (v)
Vízválasztók
B, völgyi vízválasztó
Jelmagyarázat:
1 = magas helyzetű hátak, 2 = alacsony
löszfelszínek,
3 = völgyek, 4 = völgyi vízválasztók
2019.02.11.
6
Vízválasztók
C, síksági vízválasztó
Pl. Pripjaty mocsarak
• bifurkáció: kétirányú lefolyás
- Cassiquiare ┤Orinoco és Amazonas
- Benue (→Guineai-öböl) és Logone (→Csád-tó)
- Csorba-tó ┤Vág és Dunajec
Óceánok vízgyűjtő területei
Óceán
Kontinens
Atlanti Indiai CsendesÉ-i Jeges-
tenger
Lefolyástalan
területÖsszesen
mill.
km2 %mill.
km2 %mill.
km2 %mill.
km2 %mill.
km2 %mill.
km2 %
Európa 6,5 65,0 - - - - 1,6 16,0 1,9 19,0 10,0 7,4
Ázsia 0,5 1,1 11,7 26,6 8,2 18,6 11,2 25,5 12,4 28,2 44,0 32,7
Afrika 14,9 49,9 6,1 20,4 - - - - 8,9 29,7 29,9 22,2
É-Amerika 8,3 34,6 - - 4,5 18,7 10,2 42,5 1,0 4,2 24,0 17,8
D-Amerika 16,3 90,0 - - 1,0 5,6 - - 0,8 4,4 18,1 13,4
Ausztrália - - 2,9 33,0 1,8 20,5 - - 4,1 46,5 8,8 6,5
Összesen 46,5 34,4 20,7 15,4 15,5 11,5 23,0 17,1 29,1 21,6 134,8 100
• lefolyástalan területek (szárazföldek 1/5-e)
• belső lefolyású területek (Volga vízgyűjtője)
• valódi lefolyástalan területek (nincs vízfolyás) (Szahara, Arab-félsziget)
Szürke: lefolyástalan területek
A folyóvizek vízállása
• vízállás: valamely vízfolyás vízszintjének egy adott
vízmérce nullpontjától mért magassága
• mérése: lapvízmércék, rajzoló műszerek (limnográfok)
• vízállás-előrejelzés
• LKV, LNV, KÖV,
KV, NV, abszolút és
közepes ingás
vízmérce
Forrás: Observator Kft
2019.02.11.
7
Mekkora a pillanatnyi vízállás?
Rajzoló vízmérce
A folyóvizek vízhozama
• pillanatnyi vízhozam, átlagos vízhozam, LNQ, LKQ
(m3/s)
• mérése, meghatározása:
– köbözés
– átfolyási keresztszelvény*vízsebesség (forgóműves vagy
forgószárnyas sebességmérő)
– akusztikus doppler elven működő berendezések
– jelzőanyagos mérés
– vízhozamgörbe (Q-H görbe)
• vízhozamok (vízállások) tartóssági görbéje
• vízállásgörbe
Vízhozam görbe (forrás: Környezetföldtan, 2008)
2019.02.11.
8
Győr-Moson-Sopron megye nagyobb
vízfolyásainak vízhozama
Vízfolyás Állomás IdőszakSzelvény-
szám
LKQ KÖQ LNQ
m3/s
Duna Medve 1981-1999 1806+400 787 1966 8600
Mosoni-Duna Mecsér 1981-1999 48+100 2,96 29,5 154
LajtaMosonmagyar-
óvár1960-1999 0+600 0 10,59 106,1
Rába Árpás 1954-1999 29+000 0,49 36,61 955
Marcal Rábaszentmiklós 1971-1999 15+200 1,03 8,14 75,6
Rábca Lébény 1940-1999 21+700 0 10,98 130
A folyóvizek vízjárása
• ~: A folyó vízhozam-ingadozásának átlagos,
szabályos és évszakos rendje
A Föld legnagyobb folyórendszerei
Hosszúság (km)Vízgyűjtő terület
(ezer km2)Vízhozam (ezer m3/s)
alapján
1. Amazonas-Ucayali 6516 1. Amazonas 7180 1. Amazonas 180
2. Nílus-Kagera 6484 2. Kongó 3822 2. Kongó 42
3. Mississippi-Missouri 6420 3. Mississippi 3221 3. Jangce 35
4. Jangce 5800 4. Ob 2975 4. Orinoco 28
5. Ob-Irtis 5575 5. Nílus 2881 5. Brahmaputra 20
6. Jenyiszej-Szelenga 5550 6. La Plata 2650 6. Jenyiszej 19,6
7. Huang-ho 4845 7. Jenyiszej 2605 7. La Plata 19,5
8.-9. Kongó 4700 8. Léna 2490 8. Mississippi 17,5
8.-9. La Plata 4700 9. Niger 2092 9. Léna 16,4
10. Amur 4510 10. Jangce 1970 10. Mekong 15,9
A vízfolyások alakrajzi jellemzői
• meder: mederfenék, oldalrézsű
• medrek alaprajzi sajátosságai: keresztmetszet, hossz
mentén
• mederkanyarok, meanderek, kanyarulattávolság
2019.02.11.
9
Folyók helyszínrajzi jellemzői
folyásirány
balpart
jobbpart
sodorvonalközépvonal
tetőpont
kanyarulati sugár
RR
inflexió
Forrás: Observator Kft
J1-J4 = a kanyarulatok inflexiós pontjai; h1, h2 = a kanyarulatok húrjai; H1, H2
= a kanyarulatok burkolóvonalai; M = a burkolóvonalak távolsága (a kanyarulat
tágassága); i1, i2 = a kanyarulatok ívhossza; k1, k2 = a kanyarulat húrjára mint
átmérőre rajzolt félkör kerülete; Rm = a kanyarulat görbületi sugara; D = a
kanyarulat átmérője; m = a húrra merőlegesen mért ívmagasság.
A folyómeder vándorlása
Forrás: ÉDUKÖVIZIG
A vízfolyások alakrajzi jellemzői
• a folyó esése v. esésmagassága: a folyó eredete és
torkolata közti szintkülönbség (m/km, ‰)
• a folyó esésgörbéje
(normális esésvonal: homorú parabolikus görbe)
Számolási feladatok!! (1-2-3.)
2019.02.11.
10
A fenék esésvonala a Tisza Tokaj környéki szakaszán
(M. Kir. Országos Vízépítési Igazgatóság adatai alapján). A
folyamatos vonal az 1890/91. évi kisvíz szintjét jelzi.
A vízhálózat alakrajzi jellemzői
meghatározó tényezők: domborzat, földtani szerkezet,
éghajlat, fejlődéstörténet
• vízfolyássűrűség (km/km2)
(Száraz- és Nedves Champagne)
• völgyhálózat-sűrűség (km/km2)
Vízfolyások energiája
helyzeti, mozgási és hőenergia
sebesség:
- külső és belső súrlódás
- izotahiavonal (→sodorvonal)
lamináris folyás, turbulens folyás
Vízfolyások hordalékszállítása
• a hordalék eredete: vízgyűjtő területről + meder, part
anyaga
• szállítása:
– fenéken: görgetve, ugráltatva, csúsztatva
– lebegtetve
– felszínen úszva
• ritmikus mederformálás
felső
szakasz
középső szakasz
középső szakasz
alsó szakasz
a folyóvölgy jellegének
természetes változása
Forrás: ÉDUKÖVIZIG
• hőmérsékletet alakító tényezők: levegő, források,
betorkoló vízfolyások hőmérséklete, hőszennyezés
• nincs hőmérsékleti rétegződés
• befagyás
– jégzajlás
– jégdugulásos árvíz
Vízfolyások hőháztartása, jég a folyókon
2019.02.11.
11
Tiszacsege,
2017. febr. 13.
Tavak
• ~: a szárazföld azon önálló medencével rendelkező,
tartósan megmaradó állóvizei, amelyek nincsenek vagy
csak folyóvizek útján vannak kapcsolatban a
világtengerrel
• kiterjedés: 2,5 millió km2, földfelszín 0,5%-a
• elterjedés
• genetikai tótípusok
A folyamatok típusai a, kimélyítéses medencék b, elgátolásos medencék
I.
endogén
erők
1. Kéreg-
mozgások
- tektonikus árkok
- kibillent rögök közötti
mélyedések
- epirogenetikus
süllyedékek
- tektonikus mozgással
elzárt tengerek
- tektonikus küszöbbel
elzárt völgyek
- gyűrűszerű
felboltozódások útján
2. Vulkáni
folyamatok
- kalderák
- maarok
- vulkáni anyaggal elzárt
mélyedések
- kráterek
3. Egyébendogén eredetű
hegyomlások
Genetikai tótípusok
II.
Exogén
erők
1.
glaciális
erózió
A,
jégtakarók
- glintlépcsők előtt
- sziklamedencék
- túlmélyítéses csorgó tavak
- hullámos fenékmoréna
felszínek
- végmoréna-vonulat mögött
B, hegységi
gleccserek
- kárfülkék
- túlmélyített
gleccservölgyek
gleccserjéggel elzárva
2. termokarsztos
folyamatok
eltemetett jégtömbök, ill.
talajjég utólagos olvadása
útján
3. folyóvízi erózió üstök
- lefűzött kanyarulatok
- elhagyott medrek
- folyóhátak mögött
4. karsztosodásoldásos mélyedések (dolina,
uvala stb.)
(mész)kicsapódásos gátak
útján (tetarata lépcsők)
5. eolikus folyamatok deflációs mélyedésekhomokfelhalmozódások
között, mögött
6. tengerpartok
fejlődése
- tengerek
vízszintcsökkenése útján
- turzások, delták útján
7. tömegmozgásokfelszín alatti üregek
beszakadásával
- hegyomlásokkal
- csuszamlásokkal
8. az élővilág hatásaikorallgátak, hódgátak stb.
útján
III.
Kozmikus
hatás
meteoritbecsapódás
következtében
IV.
Antropogén
hatás
külszíni bányászat
mélyedései
(völgy)zárógátak útján,
tengeröblök elzárásával
Terület
(ezer km2)
Kelet-
kezése
**
Legnagyobb
mélység (m)
Kelet-
kezése
**
Vízmennyiség
(ezer km3)
1. Kaszpi-tó* 371,0 I-1 Bajkál 1620 I-1 Kaszpi-tó 79,3
2. Felső 82,4 II-1-A-a Tanganyika 1435 I-1 Bajkál 23,0
3. Viktória 68,8 I-1 Kaszpi-tó 955 I-1 Tanganyika 18,9
4. Aral* 66,0 I-1 Nyasza 706 I-1 Nagy-Medve 13,5
5. Huron 59,6 II-1-A-a Isszik-kul 702 I-1Nagy-
Rabszolga13,4
6. Michigan 58,0 II-1-A-aNagy-
Rabszolga614
II-1-A-
aFelső 12,0
7. Tanganyika 32,9 I-1 Crater 608 I-2 Nyasza 8,4
8. Bajkál 31,5 I-1 Matana 590 I-1 Michigan 5,8
9.Nagy-
Medve31,0 II-1-A-a Hornindalsvatn 514 II-1-B Huron 4,6
10 Nyasza 30,0 I-1 Szarezszkoje 505 II-7 Viktória 2,7
*E tavak méretei – főleg antropogén hatásra – az utóbbi években is jelentősen
tovább csökkentek.
** A jelek az előző táblázat tómedence típusaira utalnak.
A Föld jelentősebb tavai
2019.02.11.
12
Vízháztartás szerinti tótípusok
Pozitív vízháztartású:
• forrástó (Hévízi-tó)
• átfolyásos tó (Balaton)
Negatív vízháztartású:
• lefolyástalan tó
(Aral-tó)
magas sótartalom (Tuz Gölü, Holt-tenger)
Biológiai tótípusok
• harmonikus tavak
→oligotróf tavak
→eutróf tavak
• diszharmonikus tavak
Tavak pusztulása
• kiszáradás
• lecsapolódás
• feltöltődés (→fertő→mocsár→láp)
Vizes élőhelyek
• "wetland":
– felületarányos átlagos vízmélység középvízálláskor < 2 m
– >2 m: legalább 1/3-át makrovegetáció borítja
– azon hidromorf talajok, amelyek felső rétege tartósan vagy
hosszabb ideig vízzel átitatott, ezért nagy vízigényű vagy jó
víztűrésű növényekkel borított
a természeti környezet és az ott élő élővilág számára a víz az elsődleges meghatározó tényező
• Pl: nádas, sásos, láp- és mocsárrét, láp- és mocsárerdő,
bokorfüzes, puha- és keményfa ligeterdő, égerliget, szikes tó,
morotva, alföldi ér, tőzegmohaláp stb.
A vizes élőhelyek ökológiai szerepe
• táji sokszínűség
• biodiverzitás
• ökológiai folyosó
• értékes fajok élőhelyei
• szennyeződések kiszűrése, feldolgozása, átalakítása
• nagy részük a korábbi beavatkozások miatt eltűnt
• megmentésük, védelmük fontos
• Mo: 29 nemzetközi jelentőségű vizes terület (Ramsari
terület) és közel 400 holtág
Ramsari területek Magyarországon
http://geo.kvvm.hu/tir/
2019.02.11.
13
Felszín alatti vizek
~: A litoszféra legfelső 4000 m-ében tárolódó vízkészlet
előfordulása általános
víztartó kőzetek:
• porózus
• hasadékos
kőzetek porozitása → hézagtérfogat (tömött vagy
kristályszemcsés magmás kőzetek: 0,02-12%, homokkő:
6-37%, tőzeg: 72-81%)
Talajnedvesség
~: A felszín és a talajvíztükör közti zóna
nedvességtartalma
• kristályvíz, adszorbeált víz, adhéziós víz, kapilláris víz,
szivárgó víz
• növények vízellátása
Talajvíz
~: Az első vízzáró réteg fölött elhelyezkedő vízréteg,
amelyre nagymértékben hatnak a meteorológiai
viszonyok
Típusai:
• nyílt tükrű talajvíz
• nyomás alatti talajvíz
• időszakos talajvíz
• általajvíz
Talajvíztípusok
1: víztartó rétegek, 2: vízzáró rétegek, 3: talajvíztükör
Talajvíz
a talajvíztükör magassága követi a felszín formáit
talajvíz áramlása:
• tömöttebb talajok: 0,5-1 m/nap
• homok: 5-6 m/nap
• kavics, durva szemű hordalék: 15-20 m/nap
talajvízszint-ingadozás → „bevételi és kiadási oldal” alapján
bevétel:
• csapadék (tartóssága)
• hozzáfolyás (felszíni, felszín alatti)
( alföldi folyók kiegyenlítettebb vízjárása)
• öntözés (→ vízelvezető csatornahálózat válhat szükségessé)
• kommunális szennyvizek beleeresztése
kiadás:
• párolgás
• elfolyás (→ alföldi folyók kiegyenlítettebb vízjárása)
• vízkitermelés
a talajvízszint állandó mozgásban van (évi ingadozás, tartós egyirányú változások)
2019.02.11.
14
A talajvíz minősége
• a talajon átszivárgó víz oldóképessége megnő →
• sok oldott só, szerves anyagok (bomlástermékek,
oxidáció)
• ammónia, nitrit fertőzés a közelmúltban
• nitrát fertőzés régebben
• érzékeny a szennyeződésekre
Rétegvíz
~: A vízzáró rétegek közötti jó vízvezető képességű
zónában elhelyezkedő víz
• talajvízzel szoros v. laza kapcsolat
• ↓felső 20 m alatt: rétegvíz (Duna kisalföldi
hordalékkúpja)
• nyomás alatt van → pozitív és negatív artézi kutak
• rétegvíztartó szerkezetek
Tipikus rétegvíztartó szerkezet az ausztráliai Nagy-Artézi-medence
egyszerűsített példáján
1 = vízzáró kőzetek, 2 = víztározó rétegek
• 1126. Artois tartomány, Lille-i kolostor
• Mo: 1830. Ugod, Zsigmondy Vilmos és Béla
A dakotai Préri-tábla szerkezete
A rétegvizek beszivárgása a Sziklás-hegység (nyílt) lejtőin történik
Magyarország rétegvizei
• Az Alföld rétegvízkészlete: felső pannon tavi és
negyedidőszaki folyóvízi rétegekben
– Duna-völgy, Szatmár-Beregi-síkság, Bodrogköz, Sajó-
völgy alsó szakasza
• dinamikus és statikus készletek
• Mo.: több mint 60 ezer mélyfúrású kutat tartanak nyilvánVízzáró és vízáteresztő rétegek váltakozása az Alföld közepén egy Ny-K-i
metszetben
1 = vízáteresztő, víztartó rétegek, 2 = vízzáró rétegek, 3 = miocén és mezozoos
képződmények, 4 = plio-pleisztocén határ, 5 = felső-pannóniai-pliocén határ, 6 =
hőmérsékleti izovonalak, 7 = fajlagos vízhozamok (sorrendben: 1-5, 5-10, 10-
20, 20-40, 40-60, 60-80, 80-100, 100-150, 150-200 l/p)
2019.02.11.
15
Rétegvizek általános minősége
• nincs: fertőző mikroorganizmus, szennyező anyag,
oxigén
• sok oldott só (200-20000 mg/l)
• ásványvíz: só > 1000 mg/l vagy 500-1000 mg/l + valami
extra mennyiségben
• ásványvizek fajtái:
alkalikus, keserű, konyhasós, földes-meszes, vasas,
kénes, jódos-brómos, radioaktív vizek
• öntözés, emberi fogyasztás: só <1600 mg/l
• A természetes ásványvizek összes oldott ásványianyag-tartalma
legalább 1000 mg/l, vagy az oldott összes szilárd ásványianyag-
tartalma 500–1000 mg/l között van, és tartalmazza az alább felsorolt
aktív biológiai anyagok valamelyikét:
– lítium-ion legalább 5 mg/l
– szulfid-ion vagy titrálható kén legalább 1 mg/l
– metakovasav (H2SiO3) legalább 50 mg/l
– nátrium-ion kevesebb 200 mg/l-nél
– magnézium-ion legalább 20 mg/l
– kalcium-ion legalább 60 mg/l
– bromid-ion legalább 5 mg/l
– jodid-ion legalább 1 mg/l
– fluorid-ion 0,8-1,2 mg/l
– radioaktivitás legalább 37 Bq/l
– szabad szén-dioxid legalább 1000 mg/l
Hasadékos kőzetek vizei (résvíz)
• résvíz: kőzethézagokban
• porózus kőzetek: diszperzen
• diagenetikus és posztgenetikus kőzethézagok
• gyors mozgás, gyors utánpótlódás
Nem karsztosodó kőzetek hasadékvize
• kialakulás: kőzet kihűlése (magmás), tektonizmus,
mállás (fiz., kém., biol.: csak a felszíni rétegekben)
• felszín közelében: talajvíz → mélyre süllyed: rétegvíz
• a kőzetek kis mértékű oldódása → kevés oldott só, lágy,
gyakran agresszív
Karsztvíz
~: Karbonátos kőzetek hasadékvize (mészkőterületek)
• a karbonátos kőzeteket a víz jól oldja (CO2) → kemény
vizek
• karsztos járatok kialakulása: 1. oldás → 2. erózió
• oldási tevékenység
– oldásos v. beszivárgási karsztövezet
– semleges zóna
– lencsezóna (keveredési korrózió)
– holtkarszt övezet
A helyi erózióbázis (F) nívója
fölé kiemelkedő karsztok
szintjeinek vízmozgásai
A = beszivárgási övezet
B = semleges övezet
C = lencsezóna
D = mélykarszt
F = karsztforrás, a helyi
erózióbázis szintje
2019.02.11.
16
A-típusú (autogén) karszt B-típusú (allogén) karszt Karsztvíz
• sekély- és mélykarszt
• nyílt és fedett karszt
gyors vízmozgás
kisebb öntisztulási lehetőség
szennyeződésekre érzékeny!
Források
felszín alatti víz felszínre lépése:
• areálisan (mocsarak, lápok)
• pontszerűen: források (természetes felszínre bukkanás)
jelentős funkció a vízellátásban (ma már mesterséges
kitermelés is)
talajvíz-, rétegvíz-, karsztforrás
forrás és táplálóterülete magassági helyzete alapján:
• leszálló
• átbukó
• felszálló források
A. Leszálló források: a-b = rétegforrás, c = törmelékforrás;
B. Átbukó források: a = egyszerű átbukó forrás, b-c = szűkülő forrás;
C. Felszálló források: a = felszálló vetőforrás, b: réteggyűrődéses forrás,
F = forrás
Források
vízszolgáltatás folyamatossága alapján:
állandó források
talaj- és rétegvízforrások: néhány l/sec, csapadékviszonyokkal
szoros kapcsolat
karsztforrások: vízhozam tág határok között
Jósva-forrás: 0,5 m3/sec - 16 m3/sec, Vaucluse-forrás (Fr.o.): átlag
17 m3/sec, de 120 m3/sec is lehet
→ vaucluse: bővízű, de erősen ingadozó karsztforrás (B-típusú
karsztokban gyakori)
időszakos források
intermittáló források (mediterrán, monszun területek; karsztokon
→ szifonok)
epizodikus források (karsztokon)
Intermittáló forrás
szifonnal
• 1996. LIII. tv. a természetvédelemről: minden forrás védett
• források foglalása