| Tematy zajęć: |
Wykłady
- Definicja hydrologii jako dyscypliny naukowej i jej podział na specjalistyczne działy (1 godz.): hydrografia, hydrometria, limnologia, glacjologia, hydrogeologia, potamologia, hydrologia dynamiczna, hydrologia inżynierska.
- Występowanie i obieg wody w przyrodzie (2 godz.):
geneza, typologia i uwarunkowania środowiskowe kształtowania się zasobów wód podziemnych; występowanie wód mineralnych; występowanie, zasilanie, reżim hydrologiczny i klasyfikacja źródeł; mokradła; morza i oceany i ich pochodzenie, dynamika wód, antropogeniczne zmiany w środowisku morskim; geneza, typy zasilania, termika i wahania stanów jezior naturalnych i sztucznych; bilans wodny ziemi. dyspozycyjne i odnawialne zasoby wodne.
- Obiekty i jednostki hydrograficzne oraz ich wydzielanie (1 godz.): dorzecze, zlewnia, zlewisko, zlewnie rzek i zlewnie jezior, zlewnia cząstkowa i zlewnia różnicowa, zlewnie bifurkujące, zlewnie bezodpływowe, zlewnie antropogeniczne, obiekty hydrograficzne: punktowe, liniowe i obszarowe, wododział i jego wyznaczanie.
- Podstawowe procesy hydrologiczne, ich opis i wzajemne powiązania (3 godz.): opady i osady atmosferyczne, intercepcja szaty roślinnej, retencja powierzchniowa, infiltracja, retencja glebowa, perkolacja, retencja gruntowa, spływ powierzchniowy, odpływ podpowierzchniowy, odpływ gruntowy, filtracja wgłębna, retencja apotamiczna, odpływ apotamiczny, retencja korytowa (sieci rzecznej), transformacja przepływu w korytach rzecznych, parowanie, transpiracja, ewapotranspiracja, parowanie potencjalne i rzeczywiste.
- Woda w glebie i w gruncie (1 godz.): postacie wody glebowej i gruntowej, hydrologiczne właściwości gleby i gruntu, rodzaje porowatości i jej znaczenie dla przepływu wody w gruncie, proces infiltracji, zdolność infiltracyjna gruntu.
- Formowanie się odpływu rzecznego i jego składowe (2 godz.):
- rozdział hydrogramu na składowe odpływu rzecznego, ich geneza i charakterystyka:
- teoria Hortona formowanie się odpływu wezbraniowego,
- teoria zmiennych obszarów czynnych w zlewni.
- Systemy rzeczne i ich charakterystyki (2 godz.): sieci wód płynących - podział, hierarchiczny sieci rzecznej, stany wód, miary odpływu, przepływy charakterystyczne pierwszego i drugiego stopnia, przepływy o określonym prawdopodobieństwie przewyższenia lub nieosiągniecia, przepływy nienaruszalne, niżówki i wezbrania, powodzie.
- Metody obliczania charakterystyk odpływu rzecznego (3 godz.)
- w profilach kontrolowanych hydrometrycznie;
- przepływów minimalnych, średnich i maksymalnych,
- najdłużej trwających,
- maksymalnych o określonym prawdopodobieństwie przewyższenia;
- w profilach niekontrolowanych hydrometrycznie:
- wzory ekstrapolacyjne,
- formuły empiryczne i genetyczne,
- metoda podobieństwa hydrologicznego,
- matematyczne modele odpływu rzecznego.
- Ingerencja człowieka w obieg wody (2 godz.): wzbogacanie zasobów, ograniczanie niedoborów, zapobieganie powodziom, potrzeby gospodarki komunalnej, przemysłu i rolnictwa, sztuczne zbiorniki wodne i ich oddziaływanie na obieg wody, urbanizacja zlewni i jej oddziaływanie na odpływ rzeczny.
- Podstawy gospodarowania wodą (3 godz.): definicja gospodarki wodnej, cele i zadania gospodarki wodnej, Ramowa Dyrektywa Wodna UE i nowe Prawo Wodne, ochrona zasobów wodnych (ilości i jakości), zasoby wodne niezbędne dla potrzeb ludności, rolnictwa i przemysłu, potrzeby wodne dla energetyki i żeglugi, ochrona przed powodzią; systemy gospodarowania wodą i zarządzanie zasobami wodnymi;
zbiorniki wodne, bilans zbiornika i jego strefy pojemnościowe,
wykorzystanie zbiorników wodnych w ochronie przeciwpowodziowej; bilanse wodno-gospodarcze, profile hydrologiczne i zasoby dyspozycyjne; warunki korzystania z wód, pozwolenia wodno-prawne, opłaty i kary za szczególne korzystanie z wód, źródła finansowania przedsięwzięć gospodarki wodnej; ekologiczne uwarunkowania rozwoju systemów gospodarki wodnej.
Ćwiczenia audytoryjne
- Bilans wodny i jego składowe. Rozwiązywanie zadań dotyczących relacji między składowymi bilansu wodnego. Podstawowe wielkości hydrologiczne i relacje zachodzące między nimi (6 godz.).
Celem ćwiczenia jest poznanie podstawowych parametrów i wielkości hydrologicznych ( powierzchnia zlewni, wysokość opadu punktowego i średniego na obszarze zlewni, opad zmierzony i rzeczywisty (skorygowany), objętość i warstwa odpływu rzecznego, przepływ średni i średni odpływ jednostkowy, wysokość i objętość parowania terenowego, współczynnik odpływu) a także wykorzystanie zachodzących miedzy nimi relacji w obliczeniach niewiadomych wielkości. Ćwiczenia realizowane są w formie rozwiązywania zestawu zadań.
- Wyznaczanie wielkość średniego opadu atmosferycznego zasilającego powierzchnię zlewni metodą wieloboków Thiessena, obliczenie opadu skorygowanego na podstawie poprawek miesięcznych (3 godz.).
Konstrukcja poligonów Thiessena na podstawie rozmieszczenia stacji opadowych, a następnie wyznaczenie średniego opadu w zlewni, na podstawie udziału poszczególnych wieloboków w zlewni oraz wysokości opadów zarejestrowanych na poszczególnych stacjach. Student otrzymuje dane o wysokości opadów na poszczególnych stacjach w postaci tabelarycznej oraz mapkę zlewni z rozmieszczeniem posterunków opadowych. Obliczenia wykonywane są w oparciu o zmierzone sumy miesięczne opadu, które należy uprzednio skorygować do wartości zbliżonych do rzeczywistych na podstawie podanych miesięcznych poprawek procentowych.
- Obliczanie natężenia przepływu w korycie rzecznym na podstawie obserwacji wodowskazowych (stanów wody h [cm]) oraz wyznaczanie metodą graficzną i analityczną krzywej konsumpcyjnej (6 godz.).
Na podstawie zestawu danych pochodzących z pomiarów hydrometrycznych studenci wykreślają odręcznie krzywą związku stan wody - przepływ , a następnie aproksymują punkty pomiarowe dobraną krzywą analityczną i wyznaczają parametry liczbowe równania tej krzywej. Opracowana krzywa konsumcyjna wykorzystywana jest nastepnie do obliczenia wartości przepływów dobowych na podstawie codziennych obserwacji stanów wody z okresu 1 miesiąca. Na podstawie obliczonych wartości dobowych obliczane są przepływy charakterystyczne główne pierwszego stopnia: NQ, SQ i WQ.
- Wyznaczanie granicy wododziału powierzchniowego i charakterystyk fizycznogeograficznych zlewni na podstawie mapy topograficznej i mapy utworów powierzchniowych (9 godz.).
Studenci otrzymują mapy topograficzne w skali 1:10 000 z zaznaczoną lokalizacją profilu wodowskazowego. Ich zadaniem jest wyznaczenie granicy zlewni powierzchniowej zamkniętej tym profilem i wykonanie jej szczegółowego podziału hydrograficznego, określenie wielkości jej całkowitej powierzchni powierzchni zlewni cząstkowych metodą planimetrowania oraz wyznaczenie parametrów fizycznogeograficznych, m. in.: średniego i wyrównanego spadku cieku głównego, długości i gęstości sieci rzecznej, średniej stoczystości powierzchni terenu zlewni, średniej długości stoków i średniego czasu spływu po stokach. Na podstawie mapy utworów powierzchniowych określane są wartości współczynników spływu powierzchniowego.
- Pojęcie przepływu miarodajnego i kontrolnego. Obliczanie przepływów maksymalnych o kreślonym prawdopodobieństwie przewyższenia w zlewniach niekontrolowanych hydrometrycznie (3 godz.).
Studenci zapoznają się pojęciem i znaczeniem w praktyce projektowej przepływu miarodajnego i kontrolnego. Obliczają te przepływy jako przepływy maksymalne o kreślonym prawdopodobieństwie przewyższenia dla zlewni określonych w ćwiczeniu projektowym nr 4 przy wykorzystaniu formuł empirycznych i wyznaczonych uprzednio parametrów fizycznogeograficznych zlewni.
- Obliczanie przepływów maksymalnych o określonym prawdopodobieństwie przewyższenia oraz wartości przepływów miarodajnych i kontrolnych do wymiarowania budowli hydrotechnicznych w zlewniach kontrolowanych hydrometrycznie (6 godz.).
Student na podstawie historycznego ciągu przepływów maksymalnych rocznych z okresu 40 lat dla wyznaczonej zlewni oblicza metodą Kaczmarka wartości przepływów maksymalnych o prawdopodobieństwach przewyższenia 0.1%, 0.2%, 0.5%, 1%, 2%, 5%, 10%, 20%, 50%. W oparciu o zakladaną klasę budowli przyjmowane są odpowiednie wartości prawdopodobieństw przepływu miarodajnego i kontrolnego.
- Obliczanie dyspozycyjnych zasobów wodnych metodą statyczną i dynamiczną (3 godz.).
Student na podstawie wartości przepływów średnich i średnich niskich miesięcznych wyznacza dyspozycyjne zasoby wodne dwiema metodami : w sposób uproszczony - metodą statyczną, oraz bardziej dokładną, uwzględniającą dynamikę i sezonowość odpływu rzecznego. Porównanie obu metod stanowi podstawę do sformułowania wniosków odnośnie zalet i wad obu metod.
- Kolokwium i repetytoria (4 godz.)
|
| Spis literatury podstawowej: |
- Bajkiewicz-Grabowska E., Magnuszewski A., Mikulski Z. 2001 - Przewodnik do ćwiczeń z hydrologii ogólnej. PWN W-wa
- Bajkiewicz-Grabowska E., Mikulski Z., 2005, Hydrologia ogólna, PWN, Warszawa .
- Byczkowski A. - Hydrologia t. II, II. Wyd. SGGW W-wa 1998r.
- Byczkowski A., 1997, Hydrologia, t.I i t. II., Wyd. SGGW, Warszawa.
- Chełmicki W. 2001, Woda, zasoby, degradacja, ochrona. PWN, Warszawa.
- Ozga - Zielińska M., Brzeziński J., 1999, Hydrologia stosowana, PWN, Warszawa.
- Ciepielowski A., 1999, "Podstawy gospodarowania wodą" , Wyd. SGGW.
|