Hidrologija

Etmologija starogrčke reci hidro – vodalogos – nauka

Predmet hidrologijeproučavanje kako se obrazuju i gube vodene mase (pojave kao što su: padavine, kondenzacija, poniranje, isparavanje, oticanje i dr)izučavanje pojava i procesa kod kretanja vode u prirodiodređivanje hidroloških podataka za razne upotrebepredviđanje hidroloških pojavaistraživanje uticaja vode na rečne tokove i obrnutoproučavanje zakonitosti u režimu voda na zemlji

DEFINICIJA:

Hidrologija je nauka o režimu voda na površini zemlje, u atmosferi i pod zemljom. Ona proučava, bez

obzira na agregatno stanje, procese kod prelaza vode iz atmosfere na površinu zemlje, sa površine pod zemlju i procese kod obrnutih

prelaza; odnosno ispituje kod ovih prelaza odnos između pojava.

To je nauka o vodenom omotaču Zemljine kore

ili to je

FIZIKA HIDROSFERE

PODELA HIDROLOGIJEPREMA NAMENI

OPŠTU – bavi se osnovnim problemima vode na zemljinoj površini i kao takva čini sastavni deo GEOFIZIKE

INŽENJERSKU – bavi se pručavanjem režima voda za potrebe građenja najraznovrsnijih hidrotehničkih objekata

REGIONALNU – bavi se izučavanjem i opisivanjem hidroloških karakteristika određenog područja (rečni sliv)

PODELA HIDROLOGIJEPREMA SREDINI IZUČAVANJA

VODA U ATMOSFERI – bavi se hidrometeorologija

PODELA HIDROLOGIJEPREMA SREDINI IZUČAVANJA

VODA NA ZEMLJINOJ POVRŠINI – bavi se više naučnih disciplina

POTAMOLOGIJA – izučava pojave i zakonitosti kretanja vode na površini terena a posebno se bavi izučavanjem reka (rečna hidrologija). Ovo je zajedničko dodirno polje GEOMORFOLOGIJE, HIDRAULIKE I HIDROLOGIJELIMNOLOGIJA – (nauka o jezerima) bavi se izučavanjem jezera. Ona obuhvata i druge pojave u jezerima, ne samo hidrološka (toplotni bilans, hemizam jezerske vode, život i jezeru ...)HIDROLOGIJA MOČVARA I BARA – poseban deo hidrologijeGLACIOLOGIJA – (nauka o lednicima) – bavi se proučavanjem kretanja ledenih masaOKEANOLOGIJA – bavi se pojavama u morima i okeanima. Najčešće prevazilazi okvire hidroloških istraživanja (hidrofizika, hidrohemija...

Potamologija

Limnologija

Talmatologija

Specijalni rezervat prirode Stari Begej - Carska bara

Glaciologija

Okeanologija

PODELA HIDROLOGIJEPREMA SREDINI IZUČAVANJA

VODA U PODZEMLJUHIDROGEOLOGIJA - izučava kretanje podzemnih vodaHIDROLOGIJA KRŠA – izučava kretanje podzemnih voda u kršu

Karst

Raspodela voda na Zemlji

ZADACI HIDROLOGIJE

Hidrologija treba da osigura potrebne podatke za rešavanje sledećih praktičnih zadataka

Pravilno vodoprivredno računanjeEkonomično dimenzionisanje objekataProcenu sigurnosti objekata od velike vode, od podlokavanja i rušenjaSnabdevanje vodomUticaj režima vodotoka na razne tehničke i privredne problemeUticaj objekata i raznih mera na režim vodotoka, katastiranje vodnih bogatstavaIzučavanje zakonitosti i iznalaženje metoda za predviđanje hidroloških pojava

Za potrebe pravilnog korišćenja (gazdovanja) raspoloživog vodnog potencijala neophodno je poznavati sledeće

Hidrološke karakteristike režima voda u višegodišnjem periodu, a takođe i unutar godineOcenu raspoloživih količina voda i vodnog bilansa pojedinih slivovaEkstremne količine vode (maksimalne, minimalne i prosečne)Isparavanje vode sa većih vodenih površinaOcenu erozione moći vodnih tokova i uslove formiranja rečnih tokova. Zasipanje jezera i formiranja obala.Ocenu temperaturnih i hemijskih karakteristika voda i uslove formiranja leda i njegov uticaj na izgrađene hidrotehničke objekateProcena vodnog režima u uslovima eksploatacije izgrađenih hidrotehničkih objekataPrognozu svih osnovnih elemenata vodnog režima (vodostaji, proticaji, pojava leda i sl.)

CIKLUS KRUŽENJA VODE U PRIRODI

KRUŽENJE VODE – HIDROLOŠKI CIKLUS

Na kopnu se pojavljuju tri glavne pojave sa vodom:

PADAVINEISPARAVANJE

OTICAJ

CIKLUS KRUŽENJA VODE U PRIRODI

Na određenoj površini i u određenom vremenu (višegodišnji period)

isparavanje + oticaj = padavine

NA KOPNU BEZ OTICAJA

- sliv Kaspijskog- Mrtvog mora ..

isparavanje = padavine

ŠEMATSKI PRIKAZ KRUŽENJA VODE U PRIRODI

Nivopodzemnih voda

Ispara

vanje

Povr{ inski oticaj

Unu

trašn

jikr

u`n

i cik

lus

Podzem ni oticaj

Proce| ivan jeatmo sferskih voda

At mosferskepadavin eAt mosferske

padavin e Veliki kru`ni ciklus

Ko ntinentIsp aravanje

Mal

i kru

`ni

proc

es

Okean V

P

T

E

M

{

OSNOVNE JEDNAČINE OPŠTEG KRUŽENJA VODE

Gde su:M – vodene mase koje dolaze na kopnoE – isparavanjeP – padavine na kopnoT – tranzitne vodene mase koje napuštaju kopnoV – oticaj sa kopna u more

Nivopodzemnih voda

Ispara

vanje

Povr{ inski oticaj

Unu

trašn

jikr

u`n

i cik

lus

Podzem ni oticaj

Proce| ivan jeatmo sferskih voda

Atmosferskepadavin eAt mosferske

padavin e Veliki kru`ni ciklus

Ko ntinentIsp aravanje

Mali

kru `

nipr

oces

Okean V

P

T

E

M

{

M + E = P + T

P = V + E

M = V + T

Za T = 0 (što je retko) sledi

OgraničenjaT nije veće od EOd vrednosti T = M – V zavisi koliko se može veštačkim putem dobiti više padavina u budućnostiZa slivove pored mora T je znatno veće u odnosu na vrednost T za slivove koji se nalaze dalje od morske obale

M = V

ODNOS IZMEĐU VODA ATMOSFERE, MORA I OKEANA

Po podacima Meinardusa iz 1934. godine:

•Prosečne padavine na zemlji Pu = 1000 mm•Prosečne padavine na kopnu Pk = 670 mm•Prosečne padavine na morima i okeanima Po = 1140 mm

•Prosečne godišnje padavine u bivšoj SFRJ P = 975 mmto je za 2.5% manje od Pu, odnosno za 1/3 više od Pk

•Prosečne godišnje padavine u Srbiji P = 734 mmza 1/4 je manje od Pu a za 12% veće od Pk

Cela atmosfera sadrži okoUkupno isparavanje na zemlji

Godišnje se izmeni sva vodena masa u atmosferi Ili prosečno svakih

Masa vode koja sa mora i okeana dođe na kopno u vidu padavina iznosi

12 300 km2

514 000 km3

42 puta

9 dana

6.7 %

CIKLUS OTICANJA I NJEGOVE KOMPONENTE

DEFINICIJA

CIKLUS OTICANJA JE DEO HIDROLOŠKOG CIKLUSA KOJI OPISUJE VEZU IZMEĐU PADAVINA I OTICAJA

Tretira raspodelu vode i njenu evoluciju od trenutka kada je pala na tlo do momenta kada je voda

dospela do površinskog vodotoka ili se neposredno vratila u atmosferu putem evapotranspiracije

OSNOVNE KOMPONETNE JEDNAČINE BILANSA HIDROLOŠKOG CIKLUSA

P E+T PE

P1

E

E+T

P FQo

F

IQi

Qo

FQi

Qg

F

Podzem na voda

Zem ljina vlaga

Efluentni tokP = Q + I + E ± ΔV

OSNOVNE KOMPONETNE JEDNAČINE BILANSA HIDROLOŠKOG CIKLUSA

P – padavineQ – oticajI – infiltracijaIe – efektivna infiltracijam – zemljišna vlagaEz – isparavanje sa zemljištaTr – transpiracija biljakaE – isparavanje sa površine terena, lišća, vegetacijeΔV – promena zampremine vode u slivu

Q = Qpo + Qpp + Qp + QR

I = Ie + m

m = Ez + Tr

!!!JEDNAČINA BILANSA SE UVEK ODNOSI NA ODREĐENU SLIVNU POVRŠINU (F) I NA NEKI VREMENSKI INTERVAL (To + t)

GLAVNE KOMPONENTE UKUPNOG OTICAJA Q U VODOTOKU SU:Površinski oticaj Qpo

Podpovršinski oticaj Qpp

Podzemni (bazni) oticaj Qp

Oticaj od kiše koja je pala neposredno na vodotok QR

U hidrološkoj praksi se susrećemo sa dve komponente:

DIREKTAN OTICAJ – brzi

BAZNI OTICAJ - spori

Qd = Qpo + QR + 1Qpp

Qb = Qp + 2Qpp

Gde su:1Qpp – brzi podpovršinski oticaj2Qpp – spori podpovršinski oticaj

STRUKTURA HIDROGRAMA OTICAJA KOJI JE POSLEDICA HIJETOGRAMA PALE KIŠE

1 2

Ie

3

ΔtT

k

I,f

Q

Qo

Prot

ok u

m /

s

QV = Q dt

d d

T2

Q =Q + Qd o 1 i

Q =Q + Qb g 2 i

T2

Vreme

Vreme

Gubici:

1 Po~etni

Teku} i2

P = i te e

Σ Δ

P = V /Ae d