Paskaita Nr.1
Paskaita Nr.1
Paskaita Nr.1
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
INŽINERINĖ HIDROLOGIJA<br />
prof. Petras Punys<br />
Vandentvarkos k-ra, 228 kab.<br />
Lektorė,Dr. Inga Adamonytė,<br />
Assistentas Raimundas Baublys<br />
(Vandentvarkos k-ra)
• Interneto svetainė:<br />
http://www.hidro.lzuu.lt/vuzf/metodiniai/<br />
hidrologija.htm<br />
Mokymo priemonės<br />
Vandentvarkos<br />
katedra<br />
Hidrologija
<strong>Paskaita</strong>: ĮVADAS į HIDROLOGIJĄ<br />
Disciplinos programos trumpas turinys<br />
Hidrologijos etc. definicijos<br />
Hidrologijos struktūrinė schema<br />
Pasaulio ir Lietuvos hidrologijos vystymosi<br />
etapai<br />
Handbook of Hydrology trumpas turinys
INŽINERINĖ HIDROLOGIJA<br />
Darbo planas<br />
Paskaitos – 2 h/sav.<br />
Pratybos/laboratoriniai 2h /sav.<br />
Mokomoji praktika - 2 savaitės<br />
(Dubysa, Nemunas, Kauno hidrologijos stotis)
A.Poška, P.Punys<br />
Inžinerinė hidrologija<br />
1996 m.
5%<br />
25 %<br />
20%<br />
30%<br />
20%<br />
INŽINERINĖS HIDROLOGIJOS PROGRAMA<br />
(TEORIJA)<br />
Bendrieji hidrologijos klausimai<br />
Hidrometrija ir kiti hidrologiniai matavimai ir<br />
stebėjimai<br />
Upių ir kitų pavirš. vandens telkinių hidrologija<br />
Hidrologiniai skaičiavimai<br />
Nuotėkio reguliavimas
HIDROLOGIJA – mokslas nagrinėjantis<br />
hidrosferą, įskaitant okeanus ir jūras, upes ežerus,<br />
pelkes, dirvožemio ir požemio vandenis, sniegą ir<br />
ledynus, atmosferos drėgmę, o taip pat jos savybes ir<br />
vykstančius procesus sąlytyje su atmosfera, litosfera ir<br />
biosfera.<br />
HIDROLOGIJA – ypač susijusi su meteorologija,<br />
geomorfologija. Remiasi fizika, hidraulika,<br />
hidrodinamika, matematika
JŪRŲ, Vandenynų HIDROLOGIJA –<br />
Okeanologija, Okeanografija<br />
Ledynų HIDROLOGIJA – Glaciologija<br />
HIDROGEOLOGIJA – požeminio vandens<br />
hidrologija<br />
Hidrologijos terminas – paliekamas žemynų<br />
(sausumos) vandens hidrologijai
BENDROJI<br />
HIDROLOGIJA<br />
Hidrografinio<br />
tinklo<br />
struktūros<br />
dėsningumai<br />
Paviršinio ir<br />
požeminio<br />
vandens sąveika<br />
Paviršinio ir<br />
požeminio vandens<br />
sąveika<br />
Paviršinio ir<br />
požeminio<br />
vandens sąveika<br />
Pelkių hidrologija<br />
Šlapynių<br />
hidrologija<br />
Upių hidrometrija<br />
Hidrometrija<br />
Ežerų hidrometrija<br />
Upių hidrografija<br />
ŽEMYNŲ HIDROLOGIJA<br />
Hidrografija<br />
Ežerų hidrografija<br />
Upių nuotėkio<br />
skaičiavimai<br />
Sausumos (kontinentinės)<br />
hidrologijos struktūros schema<br />
INŽINERINĖ HIDROLOGIJA<br />
Nešmenų<br />
transportavimas, vagų<br />
deformacija<br />
Hidrologiniai<br />
skaičiavimai<br />
Vandens masių<br />
dinamika (hidrofiziniai<br />
skaičiavimai)<br />
Hidrocheminiai<br />
skaičiavimai<br />
Hidrologinės<br />
prognozės<br />
Vandens režimo<br />
prognozės<br />
Ledo režimo<br />
prognozės<br />
Sausumos vandens<br />
dinamika<br />
Vaginiai procesai<br />
Sausumos vandens<br />
fizika (hidrofizika)<br />
Sausumos vandens<br />
chemija<br />
(hidrochemija)
HIDROMETRIJA – hidrologijos sritis, nagrinėjanti matavimų<br />
ir stebėjimų metodus, naudojamus vandens hidrologiniam<br />
režimui tirti<br />
HIDROGRAFIJA: tikslas– aprašyti teritorijų vandens<br />
objektus ir išaiškinti jų geografinio išsidėstymo dėsningumus<br />
BENDROJI (sausumos, kontinentinė, žemyno) HIDROLOGIJA :<br />
bendrieji vandens formavimosi bei veiklos dėsningumai:pvz,<br />
hidrografinio tinklo susidarymo,drėgmės apykaitos,<br />
hidrologinių reiškinių ir meteorologinių veiksnių ryšio ect.
INŽINERINĖ HIDROLOGIJA: hidrologinio režimo rodiklių<br />
skaičiavimo ir prognozės metodai. Apima Vandens ūkio statybos<br />
praktinius klausimus.<br />
• STOCHASTINĖ HIDROLOGIJA<br />
• URBANISTINĖ HIDROLOGIJA<br />
NUOTĖKIO REGULIAVIMAS: mokslas apie upių vandens<br />
nuotėkio perskirstymą laike ir teritorijoje.
Žuvininkystė<br />
Hidromelioracija<br />
(sausinimas, drėkinimas)<br />
VANDENS ŪKIS<br />
Hidroenergetika<br />
Vandens<br />
transportas<br />
Upių vagų, bei kitų vandens<br />
objektų tvarkymas<br />
Vandens rekreacija Apsauga nuo potvynių<br />
VANDENTVARKA<br />
Vandentieka ir<br />
vandenvala
Inžinerinė hidrologija<br />
Hidrologiniai skaičiavimai Hidrologinės prognozės<br />
Nuotėkis ir<br />
kiti<br />
vandens<br />
balanso<br />
elementai<br />
Vagų<br />
procesai,<br />
nešmenys<br />
erozija<br />
Vandens<br />
masių<br />
dinamika<br />
Vandens<br />
telkinių<br />
hidrochemija,<br />
hidrotermika<br />
Vandens<br />
išteklių<br />
naudojimo<br />
planavimas,<br />
vadyba<br />
Nuotėkis,<br />
vandens<br />
lygiai,<br />
vandens<br />
balanso<br />
elementai<br />
Inžinerinės hidrologijos struktūra<br />
Ledo<br />
režimas
Potvynių<br />
kontrolė<br />
Fizinė, biologinė, socialinė aplinka<br />
Vandens kokybės apsauga,<br />
apsauga nuo uždumblėjimo,<br />
užpelkėjimo, erozijos<br />
Vandens floros,<br />
faunos<br />
apsauga<br />
Vandenų<br />
rekreacija<br />
Inžinerinės hidrologijos papildomos taikymo sritys
Terminų apibrėžimai pagal užsienio literatūros šaltinius<br />
Aplinkos inžinerija (angl. Environmental Engineering) –<br />
technologijos skirtos mažinti taršą, užterštumą o taip pat žmonių<br />
gyvenamosios aplinkos degradavimą.<br />
Aplinkos mokslas (angl. Environmental science)<br />
1. Žemės mokslas taikomas žmonių bendrijai, susidedantis<br />
pagrinde iš geomorfologijos, meteorologijos, klimatologijos,<br />
dirvožemio mokslo, fizinės ir taikomosios okeanografijos<br />
2. Mokslas apimantis viską, kas suvokiama ar stebima. Tai<br />
yra fizinė aplinka, susidedanti iš Žemės, Saulės,<br />
atmosferos, jų tarpusavio sąveikos ir pavojų kuriuos jie gali<br />
sukelti.<br />
Hidraulinė inžinerija (angl. Hydraulic Engineering) – statybos<br />
(civilinės) inžinerijos šaka susijusi su vandenvalos stočių,<br />
užtvankų, hidroelektrinių ir kitų vandens statinių planavimu,<br />
projektavimu ir statyba.
Hidrotechnika (angl. Hydrotechnic)<br />
1. Susijusi su statyba arba hidrostatikos ar hidraulinės įrangos<br />
naudojimu<br />
2. Susijusi su vandens naudojimu techniniams tikslams.<br />
Šis terminas retai naudojamas autentiškoje angliškoje ir<br />
prancūziškoje literatūroje. Jį galima tapatinti su Hidrauline<br />
inžinerija. (angl. Hydraulic engineering)<br />
Inžinerinė hidrologija (angl. Engineering Hydrology) –<br />
taikomosios hidrologijos dalis, apimanti hidrologinę<br />
informaciją būtiną inžinerinėms reikmėms. Pvz.: inžinerinių<br />
statinių ir priemonių planavimui, projektavimui, eksploatacijai<br />
ir palaikymui.
Vandenų vadyba (angl. Water Management) Vandens išteklių<br />
naudojimo įvairiems tikslams monitoringas, planavimas ir<br />
administravimas. Kai šie tikslai paliečia vandentieką, laivybą,<br />
potvynių kontrolę, drėkinimą ir kt. tuomet projektavimas,<br />
finansavimas, eksploatacija, o taip pat projektų charakteristikų<br />
įvertinimas privalo būti įtraukti.<br />
Vandens naudojimas ir vadyba (angl. Water use and Management)<br />
Vandenų naudojimas ir vadyba tokiems tikslams, kaip komunalinė ir<br />
pramoninė vadentieka, irrigacija, hidroenergetika, vandenų rekreacija, žuvų<br />
ir gyvosios gamtos sąlygų pagerinimas, minimalių debitų padidinimas<br />
vandens kokybės vadybai ir upės baseino vadybai. Water Management<br />
dažnai verčiamas - Vandens ūkis ar net Vandentvarka<br />
Statybos inžinerija (angl. Civil Enginering) apima didelių pastatų ir<br />
konstrukcijų, įskaitant transporto, vandens tiekimo, nuotekų tinklų ir<br />
kt., planavimą, projektavimą, išbandymą ir administravimą.
Terminų apibrėžimai pagal lietuviškos literatūros<br />
šaltinius<br />
Hidrotechnika - tai mokslo ir technikos šaka, nagrinėjanti<br />
vandens išteklių naudojimą ir apsaugą bei būdus ir<br />
priemones įvairiems objektams apsaugoti nuo žalingo<br />
vandens poveikio. Pagrindinė hidrotechnikos taikymo sritis -<br />
vandens ūkis.<br />
Hidraulika nagrinėja skysčių pusiausvyros ir judėjimo<br />
dėsnius ir nustato šių dėsnių praktinio taikymo metodus.<br />
Kraštotvarka - tai vadybinės ir tvarkomosios veiklos<br />
priemonių visuma socialinei, ekonominei ir ekologinei<br />
politikai formuoti, žmonių veiklai teritorijoje organizuoti,<br />
kultūriniam kraštovaizdžiui formuoti ir aplinkai tvarkyti.
Vandens ūkis - tai nacionalinė ūkio šaka, apimanti vandens išteklių<br />
naudojimą, apskaitą, tyrimą, naudojimą bei būdus įvairiems vandens<br />
objektams apsaugoti nuo žalingo vandens poveikio. Skiriamos šešios<br />
pagrindinės vandens ūkio dalys (žr. 1 pav.): hidromelioracija (drėkinimas,<br />
sausinimas, kova su vandens erozija), hidroenergetika (hidroelektrinių ir<br />
kitokių vandens jėgainių statyba), vandens transportas (laivyba, sielių<br />
plukdymas, uostų ir prieplaukų statyba), vandentieka ir vandenvala<br />
(kanalizacija), žuvininkystė, upių vagų bei kitų vandens objektų tvarkymas.<br />
Vandentvarka - tai planinga veikla, nukreipta į paviršinių ir požeminių<br />
vandens išteklių ekonomiškai pagrįsta naudojimą, jų apskaitą ir apsaugą,<br />
visų vandens poveikio aplinkai ir visuomenei valdymą ir kontrolę bei<br />
kokybės gerinimą.<br />
Hidroinformatika – mokslas, nagrinėjantis informacinių technologijų taikymą<br />
vandenų srityje, kompiuterinių duomenų bazių kūrimo ypatumus,<br />
informacijos perdavimo internetu bei GIS duomenų bazių kūrimą vandenų<br />
srityje.
PASAULIO HIDROLOGIJOS VYSTYMOSI<br />
ETAPAI<br />
Spėliojimų laikotarpis (Antika – 1400 m.). Senovės<br />
mastytojai – Homeras, Aristotelis, Lukrecijus ir kiti<br />
bandė pažinti hidrologinį ciklą iš filosofinio taško<br />
Stebėjimų periodas (1400-1600). Šiuo Renesanso<br />
laikotarpiu nuo filosofinio hidrologijos pažinimo<br />
pereita prie stebėjimų, kurių tąsa tebėra šiomis<br />
dienomis. Leonardo da Vinči, B.Palisys (B.Palissy)<br />
paaiškino hidrologinį ciklą, ypač detaliai – lietaus<br />
infiltraciją.
Matavimų periodas (1600-1700). Prancūzas P.Pero<br />
išmatavo kritulius, išgaravimą Senos upės baseine,<br />
išleido veikalą ,,Apie šaltinių kilmę”, kuriame<br />
aiškinamas upių nuotakis. E. Mariotas (1694)<br />
apskaičiavo Senos ties Paryžiumi debitus.<br />
Bandymų laikotarpis (1700-1800). Tai buvo labai<br />
produktyvus hidrologijos amžius. Pradininkai –<br />
hidraulikai: Bernulio (D.Bernoulli) pjezometras,<br />
Pito (H.Pitot) vamzdelis, Voltmano (R.Woltman)<br />
hidrometrinis suktukas, D'Alemberto<br />
(D‘Alembert) principai, Bernulio teorema, Šezy<br />
(A.Chézy) formulė.
Modernizacijos laikotarpis (1800-1900). Šiuo<br />
laikotarpiu stipriai į priekį pažengė hidrometrija.<br />
Elis ir Praisas (Th.Ellis and W.Price, 1870-1885 m.)<br />
išrado hidrometrinį suktuką, buvo paskelbtos<br />
debito skaičiavimo formulės, naudojant<br />
plonasienius slenksčius (J.Francis, J.Thomson,<br />
H.Bazin, C.Cipolletti, O.Stout). Gangilje ir Kuteris<br />
(Ganguillet and Kutter) nustatė Šezy koeficiento<br />
reikšmę, buvo pasiūlyta Maningo (Manning)<br />
formulė, paskelbtas Daltono (J. Dalton) principas,<br />
paaiškinęs garavimo reikšmę.
Empirikos laikotarpis (1900-1930). Buvo pasiūlyta<br />
šimtai įvairių empirinių formulių, kurių<br />
koeficientai buvo nustatomi tik bandymų keliu.<br />
Tačiau šios išraiškos nebuvo fiziškai pagrįstos.<br />
Paaiškėjo, kad grynai empirinis kelias<br />
neišsprendžia praktinių hidrologijos problemų.<br />
Racionalizacijos periodas (1930-1950). Šiuo<br />
laikotarpiu buvo nustatyti daugelio hidrologinių<br />
reiškinių fiziškai pagrįsti principai, kurie galioja<br />
iki šiol.
Teorijos laikotarpis (1950 iki šiol). Pasirodę<br />
greitaeigiai kompiuteriai leido spręsti daugelį iki tol<br />
neišsprendžiamų lygčių, kuriomis aprašomi<br />
hidrologiniai reiškiniai. Atsirado modernūs<br />
matavimo prietaisai.
LIETUVOS HIDROLOGIJOS VYSTYMASI<br />
ETAPAI<br />
Nemuno vandens kelias. Buvo šalinami laivybai trukdę<br />
akmenys. Šiuos darbus išgarsino 1553 m. Krokuvuje<br />
išleista A. Šreterio “Elegiška giesmė”. XVIIa gerinamos<br />
sąlygos Nemuno žemupyje, o 1874-1892 m sureguliuota<br />
Nemuno vaga nuo Smalininkų iki Kuršių marių.<br />
Pirmieji upių vandens lygio stebėjimai . 1811<br />
Smalininkuose, Tilžėje , Sėliuose<br />
Pirmasis veikalas apie Nemuną. H. Kelleris 1899m.
Išsamūs Nemuno hidrografiniai, hidrologiniai<br />
tyrimai. V. Cholševnikovas “Nemunas”, 1902<br />
Nemunas – esamas vandens kelias (XIX a) ir<br />
perspektyvus vandens jėgos šaltinis (XXa) Rusijos<br />
specialistai<br />
Lietuvos upių debitų matavimų pradžia: 1921 m,<br />
1923 įsteigta Hidrometrijos partija (tarnyba)<br />
pardeda išsamius upių tinklo ir nuotėkio tyrimus.<br />
Iniciatorius: prof. Steponas Kolupaila. 1923 veikia<br />
34 VMS, o 1940 – 124 VMS.
Prof. Steponas Kolupaila (1892-1964)
Pokario metais upių tyrimo centras – Hidrometeorologijos<br />
tarnybos valdyba. Išplėstas stebėjimų tinklas, skelbiami<br />
metraščiai, organizuojamos konferencijos.<br />
1962- 1964 – 93 hidrometrinės stotys. Šiuo metu 52 stotys<br />
Kitos įstaigos susijusios su hidrologiniais tyrimais<br />
• KTU (buvęs KPI), prof. J. Macevičius<br />
•Vilniaus universitetas (Hidrolog.ir klimatolog. katedra),<br />
prof. K. Kilkus<br />
•Lietuvos energetikos institutas (prof. M. Lasinskas, J.<br />
Burneikis, J. Jablonskis, Br. Gailiušis ir kt.)<br />
•Lietuvos vandens ūkio institutas (A. Juozapaitis)<br />
•Hidroprojektas<br />
•LŽŪU (prof. R. Tumas, doc. A. Poška)
HANBOOK of HYDROLOGY<br />
Hidrologinis ciklas<br />
Hidrologinė<br />
Statistika<br />
(HIDROLOGIJOS ŽINYNAS)<br />
TURINYS<br />
Hidrologinis<br />
transportavimas<br />
Hidrologinės<br />
technologijos
1. Hidrologija<br />
2. Klimatologija<br />
3. Krituliai<br />
4. Garavimas<br />
Hidrologinis ciklas<br />
5. Infiltracija ir vandens judėjimas grunte<br />
6. Požeminis nuotėkis
7. Sniegas ir plaukiantis ledas<br />
8. Upių nuotėkis<br />
9. Potvynio nuotėkis<br />
10. Potvynio bangos (hidrogramos) transformacija<br />
11. Vandens kokybė<br />
Hidrologinis<br />
transportavimas<br />
12. Erozija ir nešmenų nuotėkis
13. Teritorijų naudojimo kitimo poveikis hidrologiniam<br />
režimui<br />
14. Teršalų judėjimas paviršiniame vandenyje<br />
15. Teršalų judėjimas neprisotintame grunte<br />
16. Teršalų judėjimas požemio vandenyse<br />
Hidrologinė Statistika<br />
17. Hidrologinių duomenų statistinis sutvarkymas
18. Ekstremalių įvykių dažnių analizė<br />
19. Hidrologinių laiko eilių analizė ir modeliavimas<br />
20. Geostatistika<br />
Hidrologinės<br />
technologijos<br />
21. Paviršinio vandens kompiuteriniai modeliai<br />
22. Požeminio vandens kompiuteriniai modeliai<br />
23. Hidrologinių skaičiavimų pasiekimai
24. Nuotoliniai matavimai<br />
25. Automatinis duomenų rinkimas ir jų perdavimas<br />
26. Hidrologinės prognozės<br />
27. Vandens naudojimo hidrologiniai skaičiavimai<br />
28. Urbanistinio drenažo ir potvynių kontrolės<br />
hidrologiniai skaičiavimai<br />
29. Teršalų kontrolės hidrologiniai skaičiavimai
Change language