Veeringe Loeng Hugo Treffneri gümnaasiumi reaalharu 11 Veeringe Loeng Hugo Treffneri gümnaasiumi reaalharu 11. klassi õpilastele Emeriitprofessor Aleksander Maastik aleksmaastik@hot.ee

Hüdroloogia jagunemine Ookeani- ja mereteadus e okeanoloogia (okeanograafia) Sisevete (mandrivete) hüdroloogia Sisevete hüdroloogia jaguneb: jõehüdroloogia e potamoloogia – vooluveekogude hüdroloogia; järveteadus e limnoloogia – järvede jt aeglase veevahetusega maismaavee-kogude füüsikalisi, keemilisi, hüdroloogilisi ja bioloogilisi omadusi uuriv teadus; sooteadus e telmatoloogia; liustikuteadus e glatsioloogia. /Okeanos – kreeka usundis titaan, ümber maa voolava jõe isand; kr – ποταμóς – jõgi, λίμνη – järv, τέλμα – soo; lad. glacies – jää/

Online-sõnaraamat http://mot.kielikone.fi/mot/endic/netmot.exe?UI=ened

Põhimõisteid Hüdroloogia – teadus, mis uurib Maa hüdrosfääri: veeringet, vee omadusi ja levikut ning seoseid keskkonnaga, elusolendid kaasa arvatud. Hüdromeetria – hüdroloogia haru, mis tegeleb veekogusid iseloomustavate suuruste mõõtmise ja registreerimisega. Kreeka k ‘ύδωρ (hydōr) – vesi + λόγος (logos) – sõna, õpetus); μέτρειν (metrein) – mõõtma

Põhimõisteid Hüdrograafia – loodusgeograafia haru, mis tegeleb veekogude mõõtmise, kirjeldamise ja kaardistamisega Hüdrosfäär – hüdroloogia uurimisobjekt– üks Maa geosfääre, mis hõlmab keemiliselt sidumata vee, s.o ookeanide, merede, järvede, jõgede, mulla-, põhja-, atmosfääri- ja liustikuvee. Geosfäärid on erisuguse koostise ja tihedusega kontsentrilised kihid, millest koosneb Maa: atmosfäär e õhkkond, hüdrosfäär, litosfäär (Maa tahke väliskest, mille moodustab maakoor koos selle all oleva vahevöö ülemise osaga), vahevöö ja barüsfäär e tsentrosfäär (Maa tuum).

Hüdroloogia seosed Hüdroloogia on tihedalt seotud mitme muu veeteadusega: hüdrometeoroloogia – teadusharu, mis käsitleb vee ringkäiku atmosfääris; geohüdroloogia – hüdroloogia maaveele pühendatud haru; /γη, γεω- – maa/ hüdrogeoloogia – põhjavee päritolu, koostist, omadusi ja liikumist uuriv geoloogia haru; krüoloogia – õpetus lumest, jääst ja igikeltsast; geokrüoloogia – teadus külmunud pinnastest (igikeltsast). /κρύος – külm/

Vee jaotumus maakeral http://ga.water.usgs.gov/edu/watercycleestonian.html

Veeringe Hüdroloogia kujunes iseseisvaks teadusharuks 19. sajandi lõpuks Ajaloo alguseks võib pidada aega, mil hakati veeringe olemusest aru saama Kuidas tõuseb vesi merest taevasse? Kuidas tekivad vihm ja lumi? Kuidas tekib põhjavesi? Ojade ja jõgede vesi pärineb sademeist?

Varaseid arutlusi veeringe üle Hiina 900 aastat eKr Jõevesi sademeist Poeet Homeros (u 8. saj. eKr?) Maailmapilt

Varaseid arutlusi veeringe üle Anaxagoras (u 500–428 eKr): päike tõstab vee merest taevasse, kust ta vihmana maale langeb ja koguneb maa-alustesse veekogumitesse. Theophrastos (372–288 eKr): veeringe atmosfääris; veeauru kondenseerumine, vihma või lume tekkimine.

Varaseid arutlusi veeringe üle Leonardo da Vinci (1452–1519)

Varaseid arutlusi veeringe üle Tänapäevase arusaamani jõudsid: Bernard Palissy (1510–1590) – jõgede vesi pärineb sademeist; Pierre Perrault (1608–1680) – allikate päritolu; Edmund Halley (1656–1742) – jõgede vesi pärit ookeanidest ning aurumine nende pinnalt on sama suur kui tagasivool ookeanidesse.

Veeringe Veeringe kirjeldab vee olemasolu ja liikumist Maa peal, sees ja kohal. Päikeseenergia > aurumine Sademed: jää, lumi (sulavesi) ning kondensatsioon Pindmine äravool Maasseimbumine ja evapotranspiratsioon (aurumine maapinna ja taimede kaudu) Põhjavesi põhjaveekihid (veega küllastunud kivimid – mageveevaru)

http://ga.water.usgs.gov/edu/watercycleestonian.html

Olemas 59 (tekst 18) keeles

Veeringe Suur veeringe (ookean > mandrid > ookean) Väike veeringe (enamik ookeanidest aurunud veest sajab sinna tagasi)

Maakera veebilanss Eo + ET + Em = Po + Pm Eo – aurumine ookeanidelt (tähistus E rahvusvaheliselt kasutatavast terminist evaporation) ET – evapotranspiratsioon – aurumine maapinna ja taimede kaudu Em – aurumine mandrite pinnaveekogudelt ja taimkatteta aladelt Po ja Pm – sademehulk ookeanidele ja mandritele (tähistus P rahvusvaheliselt kasutatavast terminist precipitation).

Veeringe kiirus Organismides olev vesi vahetub keskmiselt mõne tunniga Atmosfäärivesi – 8 d Sängides voolav vesi – 16 d Vesi soodes – 5 a Vesi järvedes – 17 a (pisijärv 1 a, Baikali järv 380 a) Maa sees olev vesi (maavesi): mullavesi – 1 a põhjavee sügavamates kihtides – 1400 a igikeltsas – 10 000 a Liustike ja mägede igilumi – 1600 a Polaarjää – 9700 a. Maailmamere vesi tervikuna – 2700 aastat

Aurumine Aurumine on protsess, milles vesi läheb vedelast olekust gaasilisse, s.o muutub auruks Mida soojem ja kuivem on õhk, seda kiirem on aurumine. Kui õhu suhteline niiskus on 100% (õhk on veega küllastunud), siis vesi õhku auruda ei saa. Taimaurumine e transpiratsioon – aurumine taimede kaudu Evapotranspiratsioon – aurumine taimkattega alalt Sublimatsioon – aurumine lumelt või jäält

Aastaaurumine Eesti valgaladelt (mm) EMHI

Sademed Sademed – pilvedest vihma, lörtsi, lume või rahena langev vesi. Sademehulka avaldatakse rõhtpinnale moodustuva sademevee kihi paksusena (mm) Eestis 520–820 mm/a Sademehulk ajaühikus (mm/min või mm/h) on saju intensiivsus (tugevus)

Sademed EMHI

Äravool Osa vihmaveest ja lumest jääb taimestikule (võraspeetus) ja ehitistele pidama ning aurub maapinnale jõudmata (sademeveepeetus). Osa vihmaveest imbub maasse ja osa peetub maapinnanõgudes (nõgupeetus) ning see, mis pidama ei jää, hakkab maapinda mööda ära voolama ning jõuab ojadesse ja jõgedesse, moodustades äravoolu. Maasse imbunud vihma- või sulavesi toidab põhjavett voolab põhjavette jõudmata läbi pinnase pinnaveekogudesse (vaheäravool e maasisene äravool).

Äravool Äravool on see osa sademeveest, mis veekogudesse voolab. Äravoolu saab väljendada: vooluhulgana Q = W/T m3/s. Vooluhulk on voolusängi ristlõiget aja T (tavaliselt sekundi) jooksul läbiva vee maht W (kuupmeetrites, liitrites) äravoolumahuna W = Qk T m3 (Qk – ajavahemiku T keskmine Q) äravoolukihina h = W/(A·103) mm/a (A – valgla pindala km2) äravoolumoodulina q = Q/A L/(s·km2) (Q – vooluhulk L/s)

Äravoolu mõjutavad tegurid Äravool iseloomustab veerohkust Äravoolu mõjutavad tegurid: klimatoloogilised (sademed ja aurumine) kliima muutumine füüsikalis-geograafilised tegurid (valgla suurus, pinnamood, mullastik ja geoloogiline ehitus, taimkate, järved ja veehoidlad) inimtegevus

Äravool Emajõe tippveetaseme pikaajaline muutumine Tartu hüdromeetriajaamas H. Haldre andmetöötlus

Aasta keskmine äravoolukiht (norm) h mm EMHI

Aasta keskmise äravoolumoodul (norm) q l/(sּkm2) EMHI EMHI

Põhjavesi Stream corridor…10/98, A. Maastiku tõlge

Põhjavee toiteala Põhjavee toiteala (neeldumisala, infiltratsiooniala) on seal, kus vettkandvad kihid maapinnale ulatuvad ning kus sademevesi põhjaveekihti pääseb. Põhjavee loodusliku väljavoolu koht maapinnal või veekogu põhjas on allikas (läte). Eestis on suurim Pärnu jõe läte Roosna-Allikul (vooluhulk 200–300 l/s)

Eesti põhjaveekihid www.maves.ee

Pinnase veejuhtivus Pinnase veeläbilaskvust iseloomustab kiiruse dimensiooniga (tavaliselt meetrit ööpäevas) veejuhtivus e filtratsioonimoodul k: k m/d Jämekruus, klibu, lõheline kaljukivim 1000–100 Jämeliiv, liivasegune kruus 100–10 Liiva- ja savisegune kruus, kesk- ja peenliiv 10–1 Peenliiv, saviliiv 1–0,1 Saviliiv, liivsavi 0,1–0,01 Savi 0,01–0,001

Veebilanss Veebilanss on mingi maa-ala, veekogu, taime, tehnoloogiaprotsessi vms kõigi juurde- ja äravooluliikide ning vee akumulatsiooni mahtu iseloomustav näitaja. Aurumise, sademete ja äravoolu vahel valitseb tasakaal, millel põhineb maakera, mandri või valgla veebilanss Veebilansi liikmeid avaldatakse veekihi paksusena (mm) või mahuühikutes (km3).

Jõe valgla Jõe valg[a]la on ala, millelt jõgi saab oma vee. Jaguneb: maapealne valgla maa-alune valgla Need ei ühti Geograafiatermin jõgikond on jõe valgla sünonüüm siis, kui jõgikonnas ei ole äravooluta alasid (nt kõrbi).

Valgala veebilanss ET + Ev = Pv – Q ± ΔS Q – äravool valgalalt ET – evapotranspiratsioon Ev – aurumine taimkatteta maapinnalt ja veepinnalt Pv – valgalale langenud sademed ΔS – valgala veevaru muutus vaatlusaluses ajavahemikus. (tähistus S rahvus-vaheliselt kasutatavast terminist storage)

Maapealne ja maa-alune veelahe

Vesikond Veepoliitika raamdirektiivi kohaselt on valgalade majandamise põhiüksus vesikond, s.o üht või mitut naabervalgala koos põhjavee ja rannikuvetega hõlmav maismaa- ja mereala. Eesti jaguneb kolmeks valgalapõhiseks vesikonnaks Lääne-Eesti, Ida-Eesti Koiva vesikond (millest suurem osa on Lätis) kaheksaks alamvesikonnaks: Viru, Peipsi, Võrtsjärve, Pärnu, Matsalu, Läänesaarte, Harju ja Pandivere põhjavee alamvesikond (mis hõlmab osa Harju, Viru ja Peipsi alamvesikonnast)

Eesti vesikonnad ja alamvesikonnad

Tippvooluhulgad Tippvooluhulgad esinevad Eesti jõgedes tavaliselt kevadel lume sulamise ajal ja sügisel, kui ohtralt sajab. Kevadised tipud on sügisestest enamasti suuremad (äravoolumoodul > 100 l/(sּkm2)) Ka suvel võivad valingvihmad põhjustada lühiaegseid tippvooluhulki Tippvooluhulki on vaja teada, kui projekteeritakse vesiehitisi.

Miinimumvooluhulgad Miinimumvooluhulgad esinevad jõgedes siis, kui nad toituvad ainult põhjaveest. Suvine madalvesi Talvine madalvesi Läbikülmumine Jõgede kuivaks jäämine Äravoolumiinimumi on raskem hinnata kui suurveetippu miinimumvooluhulgaks loetakse madalveeperioodi 30-päeva-keskmist vooluhulka

Rakendushüdroloogia Hüdroloogia haru, mis tegeleb veevarude kasutamiseks ja kaitsmiseks vajalike hüdroloogiliste arvutustega. Rakendusalad: veetransport; üleujutuste ohjamine; tammide, paisude, kanalite, sildade, sadamate jms rajamine; vee-energia kasutamine; kuivendus ja niisutus; veevarustus; sademe- ja heitvee ärajuhtimine; veereostuskontroll; veeökoloogia; vesiviljelus.