Transcript Környezetföldtan, vízföldtan

Földtudományi
szakismeretek
Környezetföldtan
KÖRNYEZETFÖLDTAN

Környezet: Adott helyen, adott időben, adott
rendszerre ható tényezők összessége

Környezet – természettudományos
megközelítése:
– Az élő szervezeteket körülvevő fizikai, kémiai, biológiai
tényezők együttese (élő+élettelen)

Környezet – környezettudományi megközelítése:
– Az emberi lét, tevékenység és a természetes, ill.
átalakított környezet kapcsolata (földi rendszerek: víz,
levegő, talaj, kőzetek, élővilág)

Környezetföldtan- Környezettudomány ága
– Földtani ismereteket vizsgál a
környezetgazdálkodás érdekében
Környezetföldtani vizsgálat jellege

Alapkutatás: globális változások vizsgálata,
geológiai eredetű veszélyek kutatása

Alkalmazott kutatás: bányászat földtani,
vízföldtani környezeti hatásainak kutatása, ipari
és mezőgazdasági tevékenységek hatásainak
vizsgálata

Gyakorlati tevékenység: adott környezeti
problémák földtani vonatkozásainak gyakorlati
megoldása, pl.: hulladék-elhelyezés, környezeti
állapotfelmérés, kárlokalizálása, kárelhárítás
Környezetföldtani vizsgálat tárgya,
céljai 1.

Természeti eredetű
földtani veszélyforrások:
– Endogén:
 Földrengések
 Vulkanizmus
 Tömegmozgások
– Exogén:




Viharok
Árvíz
Belvíz
Tengerparti vízmozgások
Környezetföldtani vizsgálat tárgya, céljai 2.

Antropogén eredetű földtani veszélyforrások:
– Mindennapi élet:


Vízhasználat
Szennyvízelvezetés
Hulladék-elhelyezés hidrogeológiai eszközök
– Termelő tevékenység:
– Ipari
 Tájsebek rehabilitációja, meddők rekultivációja
 Talajvíz és felszíni vizek szennyezése
Geológiai módszerek, öko-ásványok (zeolit, perlit)
–
Mezőgazdasági
 Talajerózió, talajvíz-szennyezés
 Túllegeltetés
Rendszerszemlélet

Zárt rendszer: határain keresztül csak
energiaáramlás lehetséges, anyagáramlás nincs vagy a
rendszer szempontjából elhanyagolható mértékű.
– A FÖLD , mint egész zárt rendszer-határain át döntően
energiaáramlás van (elhanyagolható a földi méretek
szempontjából a meteoritok anyaga, a napszél, a külső légkörből
megszökő hidrogén)

A földi alrendszerek (atmoszféra, hidroszféra,
litoszféra-pedoszféra és bioszféra) nyitott
rendszerek: folyamatos kölcsönhatás, anyag- és
energiakicserélődés van (negatív-pozitív visszacsatolás)
CSAPADÉK





Napsugárzás felmelegíti a
világtenger vizét
PÁROLGÁS
Felhő- és
csapadékképződés
Lehullott csapadék
BESZÍVÁRGÁS LEFOLYÁS PÁROLGÁS
Egyensúly:
– Szárazföldek
 CS=P+L
– Óceánok
 P=CS+L (befolyás)
Sűrűsége függ:sótartalom, TºC, nyomás
4 ºC-on a legnagyobb, 1 g/cm³, a
hőm.növelésével, csökkentésével a
sűrűség csökken.
(hidegebb kisebb sűrűségű 0,91-0,92
g/cm³ jég úszik (térfogata 8-10%-kal nő)
sótartalom növekedésével a sűrűség nő:
1,02-1,04 g/cm³.
pH: neutrális-6,5-7,5
Sótartalom:
halin (35%o<),
mixohalin(0,5- 35%o) ,
limnohalobikus(0,5 %o>);
1NK=10 mg CaO/1liter víz)
Stenohalin=szűk tűrés, állandó só cc.
Eurihalin=tág t.,változó só cc.
torkolatok
Vízburok


A vízburok döntő tömege az óceáni medencékben
található. A körforgás révén azonban a Föld vízkészlete
állandó mozgásban van, s így az összes geoszférát
összekapcsolja. E hatalmas tömegű "vándorláshoz" az
energiát a napsugárzás biztosítja. A földfelszín 71 %-át,
mintegy 350 millió km² felületet borít víz.
Földünk hatalmas vízkészletének (kb. 1400 millió km³)
96,4 %-a a sós víz és 3,6 %-a (kb. 50 millió km ³)
édesvíz, de ennek is döntő része, kb. 2 % jégtakaróként
halmozódott fel, elsősorban a Déli-sarkvidéken. Az
emberiség rendelkezésére - elsősorban a folyókban és
tavakban - a teljes földi vízkészlet 0,011 %-a (190000
km³) áll, ebből kell gazdálkodni.
A földi vízkészlet megoszlása
Vízmennyiség
ezer km³
1338000
%
26364
1,9
- felszíni
190
0,011
- felszín alatti
23400
1,69
-talajnedvesség
16
0,001
Légköri vizek
13
0,001
Tengerek,
óceánok
Sarki jég,
gleccserek
Szárazföldi vizek
96,4
A vízben előforduló anyagok
1. A víz természetes anyagai ideális
estben
  Kálcium, magnézium (100-150
mgCaO/l)
  Jód ( 25 g/l )
  Fluor (0.2-1 mg/l )
  Klorid, szulfát ( 200 mg/l )
• Nátrium ( 200 mg/l ) .
Érdekességek a vízhasználatról:
Németországban körülbelül 130 liter ivóvizet
használ el naponta egy ember - más
európai országokkal összehasonlítva, ez
a mennyiség igencsak gazdaságosnak
mondható. A svájciak és az olaszok körülbelül
250 litert használnak el naponta.
Ám mindössze 4 litert használnak szomjuk
enyhítésére és főzéshez, 55 litert
a fürdőszobában, 32 litert a WC öblítéséhez,
25 litert mosáshoz, 8 litert pedig
mosogatáshoz használnak
A vizek természetes
előfordulása
• 2. FELSZÍN ALATTI VIZEK:
 talajvíz ( 20 m )
 rétegvíz, artézi víz (50 – 500 m)
 karsztvíz (20 – 50 m)
• forrásvíz (20 – 500 m).
3. CSAPADÉKVíZ
Felszín alatti vizek
(Talajnedvesség: a felszín és a talajvíztükör közötti
zóna víztartalma)
1. Talajvíz (az első vízzáró réteg felett felhalmozódó
vízkészlet)
2. Rétegvíz (két vízzáró réteg közötti vízkészlet)
3. Résvíz (karsztvíz, hasadékvíz) (a kőzetek
repedéseiben felhalmozódó vízkészlet)
Talajvíz

Felszín-közeli törmelékes
medenceüledékekben lévő víz =
felszín alatti víz

áramló víz, vízáramlási
sebesség kicsi: 0,1-10 m/év
Mélysége: Alföld: 2-5 m,
dombvidékeknél 8-10 m
Talajvízháztartás:
• Bevételi oldal:
• Vízutánpótlás: homok
területeken kb. 50-100 mm/év
löszös-iszapos területeken 510 mm/év
- Csapadék (Mo.:-on főleg a
téli csapadék adja az
utánpótlást)
- Talajvíz oldalirányú
áramlása (hegyvidéki ter.eken, med.-be nyúló
hordalékkúpok esetén)
- Felszíni vizek (szívó hatás,
duzzasztó hatás)
- Öntözés
• Kiadási oldal:
- Párolgás
- Elfolyás (áramló talajvíz
esetén)
- Társadalom
vízkiemelése (tartós
változás megbontja az
ökológiai egyensúlyt)
Jellemzői:
• Nyílt tükrű (csak kivételes esetben áll nyomás
alatt)
• Mérések alapján megállapítható:
– abszolút talajvízszint (talajvíztükör tengerszint feletti
magassága (Balti-tenger))
– relatív talajvízszint (a talajvízszint felszín alatti
mélysége, a talajfelszín és a talajvízszínt távolsága)
Talajvízjárás


Talajvízjárás:
a talajvízszint időbeli változása
A leszivárgáson és a talajvíz párolgásán keresztül a
talajvízszint alakulása szorosan kapcsolódik az
éghajlati elemek, a csapadék és a hőmérséklet időbeli
alakulásához. A talajvízjárás minden (napi, évszakos,
évi) időléptékben követi a csapadék és a hőmérséklet
ingadozását. Minél mélyebb a talajvíz, annál nagyobb
időbeli késleltetéssel követi az éghajlati elemek
ingadozását, és kisebb az ingadozása .
Talajvízszint változása :
- Állandó, lassú változást mutat
- Hidrológiai év: nov. 1.-ápr. végéig = téli félév (a
vízkészlet gyarapodik)
máj.1. – okt. végéig = nyári félév (a
vízkészlet fogy)
Talajvíz hasznosítása:
- Öntözés
- Szennyeződések (műtrágya-nitrát, szennyvíz)
Talajvíz – az ivóvíztartalék
 Romániában, Szlovákiában - és részben
Magyarországon is - az ivóvizet legnagyobb
részt a talajvízből vagy forrásvízből nyerik.
 Kis mennyiség származik közvetlenül felszíni
vizekből.
 A tiszta talajvíz tehát a tiszta ivóvíz fontos
előfeltétele. Ha a talajvízszint jelentős
mértékben csökken, az súlyos ivóvízhiányhoz
vezethet.
Rétegvíz:
két vízzáró réteg közötti vízkészlet
Jellemzői:
- Más néven artézi víz (1126.-Artois tartomány)
- Felhalmozódósa medencékben (a víztartó és vízzáró
rétegek szinklinális települése esetén)
- Klasszikus pl.: Párizsi-med., Nagy-artézi-med.
(Ausztrália), magyar Alföld
- Mo.-on 58000 mélyfúrás, (ebből 43000 az Alföldön),
9000 pozitív kút
Rétegvíz- termálvíz- ásványvíz
Vízzáró rétegek közötti vizek
 Geotermikus viszonyok Magyarországon:

– 100 méterenként kb. 5ºC hőmérséklet
növekedés (20 m-ként 1 ºC )
– oka: 24-26 km-es kéregvastagság + jó
hőszigetelő üledékek (agyagok, homokok)
Résvíz (karsztvíz, hasadékvíz):
a kőzetek repedéseiben, hasadékaiban,
üregeiben felhalmozódó víz
Karsztvíz jellemzői:
- A karszt belsejébe szivárgó víz útja 3 szakaszra
osztható: leszállóöv, függő karsztvíz,
támaszkodóöv
- A karsztvíz helyzete alapján: mélykarszt,
sekélykarszt
- A karszt elhelyezkedése alapján: nyílt karszt,
fedett karszt
A felszín alatti vizek hőmérséklete:
- A felszíni hőm. ingadozás a mélység felé haladva
csökken
- 20 m-en 10 oC (= Mo. évi középhőmérséklete)
- Hévíz= vízföldrajzi szempontból 10 oC felett,
balneológiai szempontból 20 oC felett
- A mélyebben fekvő vizek hőm.-e a geotermikus
gradienstől függ
Felszín alatti vizek minősége - össefoglalás
Jellemzői:
- Keménysége (vulkáni kőzet lágy – ül. kőzet kemény)
- Szénsavtartalma
- Kémhatása
- Sótartalma (édesvíz, brakkvíz, sósvíz)
Ásványvizek (oldott ásványi anyagtart. alapján):
Pl: alkálikus vizek (K,Na, Ca), földes-meszes, konyhasós,
keserű vizek, vasas, kénes, jódos-brómos, radioaktív)
A felszín alatti vizek felszínre lépése:
1. Areális felszínre lépés (mocsár, láp)
2. Pontszerű felszínre lépés (forrás)
Források tipizálása:
- A forrás és a táplálóterület magassági helyzete
alapján
A) Leszálló forrás (rétegforrás, törmelékforrás)
B) Átbukó forrás (egyszerű átbukó forrás, szűkülő forrás)
C) Felszálló forrás (vetőforrás, réteggyűrődéses forrás)
Források tipizálása:
- Működés jellege alapján:
A) Állandó forrás (Vaucluse-ök)
B) Időszakos forrás (intermittáló, epizodikus)
Intermittáló: periodikusan ismétlődő időközönként
következik be a vízszállítás (gejzírek)
Epizodikus: a vízszállítás nem szabályos
időközönként következik be (éhségforrás,
katavotra)
A vizek természetes
előfordulása
1. FELSZÍNI VIZEK:
 természetes állóvizek (tó, mocsár,
tenger)
 mesterséges állóvizek (víztározók)
 természetes vízfolyások (folyó, ér, patak)
mesterséges vízfolyások (csatorna).
Fogalmak
Vízgyűjtőterület
Vízválasztó
Vízállás, vízjárás; Kisvíz, középvíz, nagyvíz, árvíz
Ártér nagyvíz idején árvízi meder területe
Gátakkal védett folyó-szakaszakon a gátak között
hullámtér, gátak mögött ármentesített terület
 Teraszképződés
 Vízhozam
 Hordalékjárás – hordalékképződés –
hordalékszállítás (szemcseméret, lebegtetés,
zátony,sziget) – esés, sebesség





Folyóvíz munkája:
-
Munkavégzés függ: vízhozam, meder esése,
áramlási sebesség.
-
A folyó felszínformáló munkája a domborzat
függvényében:
a) Felső szakaszjelleg: hegységi, emelkedő térszínen,
V alakú völgyet mélyít (szurdok, kanyon)
b) Középső szakaszjelleg: süllyedő med.-be érve,
alacsonyabb lejtésű ter.-en; a folyó kanyarogva halad
(meanderező); épít (domború oldalon) és pusztít
(homorú oldalon)
c) Alsó szakaszjelleg: mérsékelt lejtésű területen, a
folyó esése, sebessége lecsökken; összes hordalékát
lerakja; hordalékkúpot épít, szigeteket, zátonyokat hoz
létre



A Duna mai vízgyűjtő területén ma is dolgoznak azok az
erőhatások, amelyek a múltban annak domborzatát
alakították.
Így jelenleg is tartanak a felszín süllyedő és emelkedő
mozgásai. Emelkedik pl. az Alacsony – Tátra Ny-i fele
(2mm/év),az Észak-keleti- és Keleti-Kárpátok(23mm/év). Süllyedő terület pl. a Kisalföld Ny-i
fele(1mm/év), és É-i, szlovákiai része (3-4mm/év).
Ennek felszínfejlődési következménye az lesz, hogy a
süllyedő területek magukhoz vonzzák a vízfolyásokat, s
ezáltal környezetük vízrajzi központjaivá, erózióbázisaivá,
s egyben hordaléklerakó helyeivé is lesznek. Ezzel
szemben az emelkedő területek mederbevágódást és
völgymélyülést idéznek elő, ami meggyorsítja a felszín
lepusztulását, s annak következtében a
hordaléktermelést.



A mederalakítás a szintváltozásokon kívül függ a
kanyarulatfejlődéstől.
Mai szabályozott állapotukban természetesen sem a Dunán
, sem a mellékfolyókon nem mehet végbe teljes
kanyarulatfejlődés. Megakadályozza azt a folyómedrek
szabályozása partvédőművekkel és sarkantyúk építésével. A
folyószabályozások ezáltal csökkentik a felszínfejlődésben
betöltött szerepet.
További változásokat idéznek elő a vizek hasznosítására
irányuló törekvések.
– kommunális és ipari vízellátás céljára végzett
vízkivezetések,
– a tisztítatlan használt vizek és szennyvizek bevezetése,
– a folyók energiájának kinyerését és a hajózást szolgáló
vízlépcsők (a nagy esésű völgyszakaszok állóvizű medencékké
alakulnak, ha a folyóvíz szennyezett, a visszaduzzasztás az egész
környéket veszélyeztető vízminőség romlást eredményezhet).
Társadalmi hatások a folyó
életében
•
•
•
•
•
•
a folyószabályozás hátránya ->csökkenti a folyó
felszínfejlődési szerepét
a folyószabályozás előnye-> lakosság biztonsága
vízellátás céljára történő felszíni vízkivételek
tisztítatlan vizek és szennyvizek bevezetése
a folyó energiájának kinyerését szolgáló
vízlépcsők->vízminőséget és a folyó
mechanizmusát változtatják meg
A folyók vízminősége és felszínalkotó
szerepének megtartása
1. Bevezetett használt vizek és szennyvizek teljes
megtisztítása.
2. A folyók hordalékszállításának biztosítása a duzzasztott
térben való lerakódás és felhalmozódás ellen.
3. A száraz medenceterületek és a környező
csapadékosabb hegyvidékek vízháztartásában az
ellentétek feloldása
- az árvizek fenyegetése a sík vidéken
- vízutánpótlás az aszályos időszakban
- megoldás: hegyvidéki tárolótér - csökkenthetők az
árvízi csúcsok, száraz időben öntözés
- megoldás: erdők szerepe lefolyást késleltető
szerep, csökken az árhullám szintje, csökken a
lejtőerózió, csökken a hordalékképződés
Folyószabályozás a Duna menti
országokban




Németországban a Duna 580 km hosszan folyik az osztrák határig.
Ebből 180 km hosszan mélyen bevágott völgyben, míg 400 km-en át
szabadon folyik. Sigmaringen és Ulm közötti 85 km hosszú szakaszt
21%-kal megrövidítették. Árvízi gátak védik a folyó árterét 183 km
hosszan.
Ausztriában a Duna-szakasz hossza 350km, amiből 21 km közös
Németországgal,8 km pedig Szlovákiával. 200 km-en át védgátak
oltalmazzák.
A szlovákiai Duna-szakasz 172 km hosszú. Amiből 142 km
Magyarországgal közös. Árvízi gátak kísérik a jobb és a bal parton
végig.
Magyarországon a Duna 417km hosszan folyik. Ez a Duna-szakasz
az árvizektől legjobban fenyegetett terület,
a védgátak közel 45 000km2 -t védnek az árvizektől. Az aktív
vízgazdálkodás(öntözés,vízellátás, hajózás, energia hasznosítás)
fejlesztésére épültek vízlépcsők (Bős).
Az árvizek növekedésének főbb okai
(MTA közvélemény-kutatás)
Az árvizek növekedésének legfőbb
okai
Felső-Tisza
Szolnok
Zala
Székesfehérvár
A gátak karbantartásának
elhanyagolása
65
72
75
78
Az erdők kivágása
84
67
57
45
Új gátak építésének elhanyagolása
41
59
60
69
A szomszéd országok hanyagsága
59
46
46
32
Az égh változás miatt bekövetkezett
gyakori esőzések
52
42
38
35
Építési engedélyek kiadása árvíz
fenyegetett területeken
13
29
44
50
Vízkészletek
1) Felszíni vízkészlet (csapadék, vízfolyások)
2) Felszín alatti vízkészlet
Vízkivétel Magyarországon
• Napi 2,7 millió m³:
–
–
–
–
50% rétegvíz
30% parti szűrésű víz
15 % karsztvíz
5% talajvíz (illegális kivétel nélkül)
A víz szennyező anyagai
• a. Természetes szennyezőanyagok:
 Arzén ( 0.17 g/l )
  Nitrát ( 40 mg/l ), nitrit ( 2 mg/l )
  Higany ( 0.1 g/l )
  Bárium ( 1 mg/l ), bór ( 0.3 mg/l )
  Vas , mangán ( 0.1 mg/l ).
• Természetes szervesanyagok.
Természetes vízszennyeződés
Nitrogénvegyületek:
• Nitrifikáció (oxidatív környezetben)
fehérjék- ammonia - nitrit – nitrát
• Denitrifikáció ( anaerob folyamat)
A víz szennyező anyagai
• b. Antropogén szennyezőanyagok:
  szennyvíz
  szintetikus detergensek
  klór-fenolok
  peszticidek
  ásványolaj termékek
  toxinok
• egyéb.