Vedecká cukráreň, február Yvetta Velísková

Transcription

1 Vedecká cukráreň, február 2016 Yvetta Velísková

2 Voda veď vody máme dostatok stačí len otočiť vodovodným kohútikom: voda tu bola, je a aj bude!

3 Je to ale naozaj tak...? a bude to platiť stále? Nie je to tak ako v rozprávke Soľ nad zlato?... Keď jej máme dostatok a v dobrej kvalite, tak ju považujeme za niečo samozrejmé, až podradné...!?

4 Význam vody bez vody neexistuje ŽIVOT každý živý organizmus obsahuje vodu (embryo 90%, novorodenec 75-80%, dospelý človek 60-65%, starý človek 55% svojej hmotnosti)... (krv 83%, mozok 75%, kosti 22%)... (uhorka 98%, jablko 85%, chlieb 40%)... má nezastupiteľnú funkciu v živých organizmoch: rozvádza živiny, odplavuje škodlivé látky, zabraňuje prehriatiu... človek bez vody nevydrží viac než 5 dní

5 Význam vody nebezpečný živel základ života na Zemi

6 Význam vody nebezpečný živel základ života na Zemi

7 Význam vody

8 Fyzikálne vlastnosti vody 3 skupenstvá všetky sa bežne vyskytujú v prírode

9 Fyzikálne vlastnosti vody hustota viskozita elektrická vodivosť ( ~ teplota) tepelná kapacita (... regulácia teploty planéty) tvrdosť ph...

10 Fyzikálne vlastnosti vody ANOMÁLIA

11 H 2 O Máme teda jej dostatočné zásoby? A v dostatočnej kvalite? Sú lepšie povrchové alebo podzemné zdroje vody? Je ich vôbec možné separovať od seba? Ako spolu komunikujú? Vieme stanoviť mieru tejto komunikácie? Je dôležitejšia kvantita alebo kvalita vodných zdrojov? Ako sa určujú charakteristiky alebo parametre, ktoré to ovplyvňujú?

12 Zásoby ich množstvo a distribúcia Hydrosféra (z gr. hydro voda) je názov zahŕňajúci všetko vodstvo (či už na povrchu, pod povrchom alebo nad povrchom) a v akejkoľvek forme (vodná para, tekutina, ľad). Hydrológia (z gr. hydros - voda, logos - náuka, veda) je vedná disciplína, zaoberajúca sa vodou na Zemi. Skúma zákonitosti časového a priestorového rozdelenia a obehu vody na Zemi (tzv. vodný cyklus) a jej fyzikálne, chemické a biologické vlastnosti. Hydrodynamika - štúdium zákonitostí prúdenia (pohybu) kvapalín.

13 Zásoby ich množstvo a distribúcia

14 Zásoby ich množstvo a distribúcia Prístup populácie k pitnej vode (%)

15 Zásoby ich množstvo a distribúcia Svetové zásoby vody cca 1/5 ľudstva nemá prístup k nezávadnej vode cca 2,6 mld. ľuďom chýba základné hygienické zázemie cca 3 milióny ľudí zomrie ročne na choroby spôsobené kontaminovanou vodou a zlou hygiénou - z toho 90% sú deti do 5 rokov nedostatok v dôsledku nedostatočných technických a finančných možností nedostatok z dôvodu fyzickej neprítomnosti nedostatok z nadmerného užívania bez problémov nie sú dostupné údaje

16 Zásoby ich množstvo a distribúcia (

17 Zásoby ich množstvo a distribúcia Úroveň hladiny podzemných vôd a výdatnosť prameňov k dlhodobému normálu jún 2015 (modrá výrazne nad normálom, červená výrazne pod normálom) (Správa o stave životného prostredia SR v roku 2014) (SHMÚ) (

18 Zásoby ich množstvo a distribúcia 141 rajónov

19 Zásoby ich množstvo a distribúcia

20 Zásoby ich množstvo a distribúcia (Správa o stave životného prostredia SR v roku 2014) Odbery z povrchových vôd

21 Kvalita zásob

22 Kvalita zásob

23 Kvalita zásob

24 Kvalita zásob Ekologický stav Chemický stav ( )

25 Vodné zdroje? kvalita <---> kvantita? <--->

26 Vodné zdroje? kvalita <---> kvantita? vodohospodársky problém kvantita kvalita vstupné údaje

27 Kvantita Podzemné vody Povrchové vody zrážky veľkosť povodia prietoková plocha rýchlostný profil akumulačné objemy... hrúbka kolektora (vrty) pórovitosť hladina podzemnej vody výdatnosť...

28 Kvalita

29

30

31

32 ( ) ( ) ( ) ( ) = z C h z y C h y x C h x z whc y vhc x u hc t hc z y x ε ε ε + vplyv nekonzervatívnosti, miestnych zdrojov, mŕtvych zón

33 D = V. α + D m (Malík- Macháčková: využitie fyzikálnych zákonitostí šírenia sa kontaminácie..., Podzemná voda, 1/2004)

34 Zdroje Povrchové <---> Podzemné Dajú sa separovať? Ako spolu komunikujú? Vieme kvantifikovať mieru ich komunikácie?

35 Vodné zdroje Povrchové <---> Podzemné INTERAKCIA POVRCHOVÝCH A PODZEMNÝCH VÔD

36 Vodné zdroje Povrchové <---> Podzemné INTERAKCIA POVRCHOVÝCH A PODZEMNÝCH VÔD? Sedimenty <

37 Vodné zdroje Povrchové <---> Podzemné INTERAKCIA POVRCHOVÝCH A PODZEMNÝCH VÔD

38 Vodné zdroje Povrchové <---> Podzemné INTERAKCIA POVRCHOVÝCH A PODZEMNÝCH VÔD PRÚDENIE V PRIRODZENÝCH KORYTÁCH PRÚDENIE PODZEMNÝCH VÔD

39 Vodné zdroje Povrchové <---> Podzemné INTERAKCIA POVRCHOVÝCH A PODZEMNÝCH VÔD PRÚDENIE V PRIRODZENÝCH KORYTÁCH PRÚDENIE PODZEMNÝCH VÔD

40 Vodné zdroje Povrchové <---> Podzemné INTERAKCIA POVRCHOVÝCH A PODZEMNÝCH VÔD PRÚDENIE V PRIRODZENÝCH KORYTÁCH 2 2 αvh αvd zh + yh + = hd + + Z 2g 2g z = hh hd = zh + yh hd 2 2 ( vd vh) α z = + Z 2g v f x = k x h x h h kx H + ky H + v = x x y y 0 0 PRÚDENIE PODZEMNÝCH VÔD

41 Vodné zdroje Povrchové <---> Podzemné INTERAKCIA POVRCHOVÝCH A PODZEMNÝCH VÔD Transport znečistenia druh znečistenia (mobilita, degradovateľnosť, koncentrácia, znečistená plocha,...) kvalita povrchového toku geológia zvodnenca jeho pórovitosť, koeficienty filtrácie, koeficienty disperzie/disperzivita čas zdržania gradient prúdenia podzemnej vody oxidačno-redukčné podmienky... sorpcia disperzia degradácia/rozpad

42 Vodné zdroje Povrchové <---> Podzemné INTERAKCIA POVRCHOVÝCH A PODZEMNÝCH VÔD SUTRA HYDRUS SWIMv... MODELY Vstupné data MODFLOW MIKE SHE - DHI

43 bez kanála sedimenty s kanálom

44

45

46 Meranie rychlostí, batymetrie

47 hrúbka vrstvy/sedimentu INTERAKCIA rozdiel hladín priepustnosť (hydraulická vodivosť) vzorka nánosu/ sedimet zrnitosť hydraulická vodivosť

48

49 Koeficienty filtrácie...koeficienty nasýtenej Miera priepustnosti hydraulická vodivosť 10-5 m/s cm/deň hydraulickej vodivosti Veľmi nízka <0,023 <2 Nízka 0,023 11, Mierna 11, Stredná Stredne vysoká Vysoká Značne vysoká >575 >500

50 Koeficienty filtrácie...koeficienty nasýtenej Dobre priepustné k f 10 Koeficient filtrácie k f (m/deň) hydraulickej vodivosti Riečny štrk Štrk Piesok : hrubozrnný s prevládajúcou frakciou 0,5-1 hrubozrnný mierne ílový s prevládajúcou frakciou 0,5-1 Strednozrnný, rovnorodý s prevládajúcou frakciou 0,25-0,5 Strednozrnný, hlinitý s prevládajúcou frakciou 0,25-0,5 Drobnozrný, hlinitý s prevládajúcou frakciou 0,1-0, Vodopriepustné k f = 1 až 10 Piesky, popraskané horniny 1-10 Piesok prachový rovnorodý s prevládajúcou frakciou 0,01-0,05 1,5-5 Málo vodopriepustné k f = 0,01 až 1 Sliene, pieskovce 0,01-1 Piesok prachový, ílovitý s prevládajúcou frakciou 0,01-0,05 0,5-1 Hlinito piesčitá pôda 0,3-1 Hlinitý piesok 0,08-1 Celkom málo vodopriepustné k f = 0,001 až 0,01 Ílovité pieskovce, hlinitopiesčité pôdy 0,001-0,01 Nepriepustné, prakticky vodovzdorné k f 0,001 Mastné hlinitopiesčité pôdy menej než 0,001 Žitný ostrov k fp = 0,5 up to 7, m s -1 k n = 2 up to 7, m s -1

51 Svetový deň vody 22. marec VODE BOLA DANÁ ĆAROVNÁ MOC BYŤ MIAZGOU ŹIVOTA NA ZEMI Leonardo da Vinci

52 Vody na Zemi je dostatok, ale... kvalitnej, pitnej vody nie je všade dosť vodné zdroje sú nerovnomerne rozdelené, t.z. voda nie je vždy tam, kde je potrebná a v čase, v ktorom je potrebná mnoho vodných zdrojov je ohrozených znečistením...

53 When the well is dry, we know the worth of water. BENJAMIN FRANKLIN, ( ), Poor Richard's Almanac, 1746

54 Ďakujem za pozornosť