Hydrologi

Question 0

Hur ser vattencykeln ut?

Answer 0

Vattenförråd i hav - avdunstning - evapotransporation -sublimation - kodensation - molnbildning (vattenförråd i atmosfären) - nederbörd - vattenförråd i is och snö - smältvattenavrinning i vattendrag - infiltration- grundvattenförråd - grundvattenavrinning - sötvattenförråd - avrinning från markytan

Question 1

Vad är vattenbalans?

Answer 1

Nederbörd=Avdunstning (evap+transp) + Avrinning +/-Lagringsänring

Question 2

Hur mäter man avrinningen?

Answer 2

• P/Q kurva - ju djupare desto mer vatten - liter/sekund. P: (pegel) flodens djup Q:vattenmängd. Delar in flod i tvärsnitt för vattenföringsmätning. Mätflygel: hastighet och rörelse. Avbördningsningskurva=vattenstånd (m) och vattenföring (m3/s)
• Tracer - häll i spårämne, mäter hur mkt finns kvar efter 100m.
• Hinkmoteden - tid det tar för hink att fyllas upp - liten bäck

= göra Hygrogram: beskriver hur ett avrinningsområde reagerar på nederbördstillförsel.

Hur mäter man avrinning?

Basflöde: oberoende av nederbörd - kmr från grundvattnet

Används vid översvämningskartering: se hur klimatförändring påverkar genomsnittlig avrinning. Global uppvärmning - tidigare snösmältning - minskning av snödjup - minskning av översvämningsrisk på våren

Question 3

Hur många kalorier frigörs eller absorberas vid övergången mellan vattnets olika aggregationsformer?

Answer 3

Is 0-Vatten 0 = 80 cal
Vatten 0-Vatten 100 = 100 cal
Vatten 100- Ånga 100= 540 cal

Question 4

Hur får vi vårt dricksvatten?

Answer 4

Grundvatten pumpas upp via pumpstationer. Vattentorn ser hur som svampar på grund av tryck. Vattenbehandlas med ozonering, tillsättning av aluminiumsulfat, aktivkolfilter, UV.

Ej vattentorn -> hushåll pga 20% av vattenförsvinner på vägen = sprickor i ledningsnätet = bakterier

Question 5

Vad går största delen av människans vattenförbrukning till?

Answer 5

Jordbruk - köttproduktion. Human vattenförbrukning kmr öka med 40% på 20 år.

Question 7

Vad är grundvatten?

Answer 7

Grundvatten är vatten som fyller alla porer och sprick- system i den vattenmättade delen av marken. Vattentrycket i grund- vatten är högre än atmosfärs- trycket. Dess huvudsakliga rörelse kontrolleras av gravitation och friktion - perkolation

När man pratar om grundvatten delas jorden oftast in i zoner enligt följande; rotzonen (ifrån markytan ner till det djup där växternas rötter slutar), sjunkvattenzonen, kapillärvattenzonen (sträcker sig ifrån grundvattenytan upp till vattnets högsta kapillära stigning i det omgivande materialet).

Kapillärvattenzonen är i grovt grus minimal, ibland bara några centimeter, medan i till exempel finmo kan kapillärvattenzonen vara flera meter hög. I kapillärvattenzonen råder generellt ett undertryck om man jämför med atmosfärstrycket.

Question 8

Vad är en akvifer?

Answer 8

Geologiskt lager av hög permeabilitet (rör sig lätt).
En akvifer är en geologisk bildning som lagrar grundvatten med så stor lagringskapacitet och så stor genomsläpplighet att grundvatten kan utvinnas ur den i användbara mängder. I en akvifer kan det finns ett eller flera grundvattenmagasin.

Ofta grus eller sand (stor partikelstorlek)

Med akviferlager menas att kyla och värme säsongslagras i ett naturligt grundvattenmagasin, en så kallad akvifer - fjärrvärme

Question 8

Vad innebär underskott och överskott i Potet?

Answer 8

• Underskott (deficit) - Potet kan tillfredsställas genom: nederbörd, fukt förvarat i marken och genom konstbevattning. Annars uppstår ett underskott. Potet = Actet för växter -> annars uppstår torka
• Överskott (surplus) - om potet är tillfredsställd och marken är fuktfylld men yttrerligare nederbörd tillkommer uppstår ett överskott. Överskottet kan samlas som dammar, sjöar, pölar eller flöda över ytan mot vattendrag eller perkolerar genom marken under jorden. #”Övermarksflödet”(markavrinning) + nederbörd + grundvatten flyter in i vattendrag och utgör den totala avrinningen.

Question 9

Vad är potentiell evapotranspiration? (Potet)

Answer 9

Mängd vatten som skulle evaporera/transpirera med optimala fultförhållanden då tillräcklig tillgång på nederbörd och markfukt råder.

Potentiell avdunstning är den maximala avdunstningen från en mark som är så fuktig att transporten av vattenånga från marken och vegetationen inte är begränsad.

Mäts med evaporimeter och lysimeter
Thornewaite’s metod: månads genomsnittstemperatur & daglängd = approx. Potet

Question 10

Vad är lagringsändringen, hygroskopiskt resp. kapillärt vatten, vissningsgräns, lagringskapacitet och gravitationsvatten..?

Answer 10

Volym vatten lagrat i marken till växters rötters förfogande. ^ står för ändringen. Använd-utlization, Påfyllt-recharge.

•Hygroskopiskt vatten
Otillgängligt för växter pga att det är ett molekyltunnt lager tightly bundet varje jordmolekyl av kväveföreningen i vattenmolekylen.
€Vissningsgräns - då endast för växter oåtkomlig fukt finns kvar i marken och växter börjar vissna och efter en tid dö.

•Kapillärt vatten
Tillgängligt till växter eftersom det hålls mot av tyngdkraften i marken - av kväveförening mellan vattenmolekylerna och jorden.
Detta “tillgängliga vatten” är det som finns kvar några dagar efter nederbörd - LAGRINGSKAPACITET

Lagringskapacitet beror på jordmånstyp.

Utilization - växter behöver använda mer kraft för att åtgöra sig fukten, men når inte alltid ända fram = Deficit

Recharge - nederbörd/konstbevattning gör att vatten infiltrerar jorden och fyller på det tillgängliga vattnet. Textur och struktur dikterar porstorlek - POROSITET. Egenskapen som bestämmer återfuktningsgraden/takten är PERMEABILITET som i sin tur beror på partikelstorlek och form samt jordkornens packning = HYDRAULISK KONDUKTIVITET

Question 11

Vad är torka och vilka 4 typer av torka finns?

Answer 11

Torka beror på nederbörd, temperatur, markfuktighet samt efterfrågan på vattenresurser relaterat till vattenbristen.

1. Agrikulturell - brist på nederbörd och markfukt leder till sämre avkastning på grödor.
2. Hydrologisk - effekten av brist på nederbörd på vattentillgångar: ex, strömflöde minskar - reservoarnivåer sjunker - snötäcke på berg minskar - grundvattenborrning ökar.
3. Metrologisk: grad av torka relaterat till regionens genomsnitt samt längden av torra förhållanden. Regionspecifik pga relaterat till olika atmosfärsförhållanden som ändras från region till region.
4. Socioekonomisk: minskade vattentillgångar leder till att efterfrågan på varor går om utbudet. Ex då hydroelektrisk produktion (vattenkraft) minskar vid reservoartömning.

Question 12

Var i världen är det som mest avrinning?

Answer 12

Längs med ekvatorn och tropikerna - ITCZ
Sydöstra Asien
Nordvästra kust-bergsområden på Norra halvklotet

Question 13

Vatten är vid maximal densitet vid..

Answer 13

4 grader celsius

Question 14

Vattnets densitet vid temperaturökning..

Answer 14

Ökar

Question 15

Vad är skillnaden mellan markvatten och grundvatten?

Answer 15

Markvattnet är det kapillärt bundna vattnet i marken, som alltså är under tension och således har en negativ tryckpotential. När markvattnet får en positiv tryckpotential, kallas det för grundvatten. Grundvattenytan utgör själva gränsen mellan grundvattnet och markvattnet och har per definition tryckpotentialen 0.

Question 16

Vad innebär Kapillaritet resp Kapillärkraft?

Answer 16

Kapillaritet eller kapillär stighöjd är ett mått på markporernas sugkraft på vatten. Ju mindre porer, desto hårdare binds vattnet i marken. Kapillaritet beror huvudsakligen på kohesion och adhesion.

Kapillärkraften är en kraft som kan driva vätskor genom kapillärer. Kraften orsakas av förhållandet mellan adhesion – vätskans dragningskraft mot kapillärytan och kohesion – de krafter som verkar mellan vätskans molekyler. Det är dock inte kapillärkrafterna som till exempel förser trädens blad med vatten som sugs upp ur marken, det är i stället den förångning som sker i bladens klyvöppningar (stoma). Det flöde som därvid uppkommer i kapillärerna pågår endast om vätskepelaren är obruten, det vill säga så länge som kohesionskrafterna kan kompensera för tyngdkraften.

Question 17

Vad är adhesion?

Answer 17

Adhesion är den molekylära vidhäftning som finns mellan två kroppar vid nära kontakt. Detta skall skiljas från friktion, som i stället uttrycker det motstånd som finns mellan två kroppar som glider mot varandra, och kohesion som är de molekylära krafter som håller ihop ett och samma material.

Question 18

Vad är kohesion?

Answer 18

Kohesion är den kraft som gör att ett materials eller en och samma kropps molekyler hänger tillsammans. Kohesionskraften beror på molekylernas egenskaper, och beroende på styrkan i kohesionen uppstår de olika aggregationstillstånden.

Question 19

Vad är en pF-kurva?

Answer 19

En vattenbindningskurva är ett diagram, som visar hur markens vatteninnehåll varierar med tensionen. På x-axeln plottas markens vattenhalt, på y-axeln plottas tensionen, antingen på en logaritmisk skala eller uttryckt i enheten pF.

På grund av markens kapillaritet, beror kurvans utseende på markens porstorleksfördelning. Således framgår framgår bl.a. mängden dränerbart markvatten, mängden växttillgängligt vatten och vattenhalten vid den permanenta vissningsgränsen i vattenbindningskurvan. Även effekterna av hysteresis kan synliggöras.

Med hjälp av en vattenbindningskurva, kan storleken på det omättade flödet bedömas i marken. Tillsammans med en tensiometer, kan kurvan även användas för att bedöma det aktuella bevattningsbehovet.

Question 20

Vad är en markpor?

Answer 20

Markporer är mellanrummet mellan de olika markpartiklarna. Marken kan delas upp i fast material (markpartiklarna) och markporerna. I markporerna finns både markluft och markvatten. Proportionerna mellan markluft och markvatten varierar med tension och markens porstorleksfördelning och kan utläsas av pF-kurvan. De markporer som skapats av rötter kallas rotgångar.

Question 21

Vad är Kapillär upptransport?

Answer 21

Kapillär upptransport av vatten till rotzonen förekommer på nästan alla jor- dar och beror på vattnets ytspänning (kohesion) och attraktionskrafter mellan vattnet och fasta ytor (adhesion). Det är i regel endast hos finmo- och grov- mjälajordar som kapillär upptransport har någon betydelse för markens vat- tenhalt ovan grundvattenytan. På våren när grundvattenytan ligger högt kan dock kapillär upptransport ha betydelse även på sand- och grovmojordar.
I vissa markprofiler finns ett så kallat kapillärbrytande skikt. Det innebär att i profilen finns det ett lager som innehåller en jordart med låg kapillär för- måga. Detta hindrar transport av vatten till övre delar i markprofilen.

Question 22

Vad är fältkapacitet?

Answer 22

Vid bevattning eller nederbörd fylls markens porer med vatten. Hur mycket vatten marken kan hålla, innan dränering sker, beror på markens vatten- hållande förmåga eller fältkapacitet. Markens fältkapacitet är beroende av jordart, mullhalt och grundvattendjup. En lerjord kan exempelvis hålla betyd- ligt mer vatten än en sandjord som också benämns lätt jord.

Mullhalten inverkar också på markens fältkapacitet. En mullrik moig sand- jord kan hålla 2-3 gånger så mycket vatten som en mullfattig sand. Till sist så inverkar även grundvattendjupet på markens fältkapacitet. Om grundvatten- ytan förändras ändras även markens fältkapacitet.

Fältkapacitet är följaktligen ett mått på hur mycket vatten en jord kan hålla eller lagra. Om mer vatten tillförs marken än dess fältkapacitet finns risk för ytavrinning eller dränering av vatten från rotzonen. Dränering innebär att vattnet transporteras genom marken förbi rotzonen till grundvattnet.

Question 23

Vad är Växttillgängligt vatten?

Answer 23

Fältkapacitet minus vissningsgräns i rotzonen.

Växttillgängligt vatten används för att beskriva hur mycket av markens vatten som är tillgängligt för växterna. Begreppet skiljer sig därmed mot fält- kapacitet som endast beskriver en jords vattenhållande förmåga under speci- fika förhållanden. Det växttillgängliga vattnet definieras därför som markens fältkapacitet minus vissningsgränsen. Vissningsgräns motsvarar således det vatten i markprofilen som inte är växttillgängligt. Figur 2 visar olika mineral- jordars vattenhållande förmåga och mängden växtillgängligt vatten. En sand- jord kan hålla ca 10 mm växttillgängligt vatten per decimeter jord. På dessa typer av jordar, där rotdjupet är begränsat till matjorden, blir mängden växt- tillgängligt vatten endast omkring 30 mm. På finmojordar och på lerjordar i fin struktur kan 150-200 mm utnyttjas av grödor med stort rotdjup. På lätt- och mellanleror kan det växttillgängliga vattnet uppgå till ca 200 mm. Det återstår dock 150 mm vatten i dessa jordarter som växterna inte kan tillgodo- göra sig.
Den mängd vatten som kan lagras i marken och ställas till grödans förfo- gande under växtperioden bestäms därför av jordarten, mullhalten, grundvat- tennivån och rotdjupet. Efter avslutad dränering på våren finns, i de flesta typer av jordar, mellan 50 och 200 mm växttillgängligt vatten lagrat i den del av marken som växtrötterna kan penetrera.
Tillväxten hämmas dock redan innan vissningsgränsen uppnåtts. För många grödor inträffar det redan när hälften av det växttillgängliga vattnet förbrukats. Figur 3 illustrerar skillnader i vattenhållande förmåga hos olika mineraljordar med olika rotdjup.

Question 24

Vad är Vattenavförande tryck?

Answer 24

Det tryck (sug) som rötterna försöker suga åt sig vattnet i markporerna med.

Question 25

Vad är ytvatten?

Answer 25

Vatten som inte trängt igenom markytan. Anledningen
till att vattnet inte kommit ner i marken är att alla porer i marken är fyllda eller att det regnar så häftigt att regnets intensitet över- stiger markens infiltrationsförmå- ga. Ytvatten kan också uppkomma vid snösmältning på tjälad mark.

Question 26

Vad innebär Maximal vattenkapacitet?

Answer 26

Vid maximal vattenkapacitet är samtliga porer i jorden fyllda med vatten – det är fallet under grundvattennivån eller t.ex. efter snösmältning eller ihållande regn.

Question 27

Vad innebär Permanent vissningsgräns?

Answer 27

När vattnet i jorden är bundet med ett vattenavförande tryck som överstiger 150 m vattenpelare (1500 kPa) kan rötterna inte längre ta upp det. Gränsen kallas den permanenta vissningsgränsen och motsvaras av vatten som finns i porer med en diameter som är mindre än 0,0002 mm.

Question 28

Vad är ett Täckdike?

Answer 28

Täckdike är ett artificiellt övertäckt dike som inte syns ovanför markytan. Täckdiken används ofta för dränering av åkermark, golfbanor och husgrunder, där öppna diken medför betydande olägenheter. Täckdikning är juridiskt sett en form av markavvattning.

Question 29

Vad är Dränerbart markvatten?

Answer 29

Dränerbart markvatten är den mängd markvatten och grundvatten som kan ledas bort genom dränering. När det slutat rinna i täckdikena, har marken uppnått fältkapacitet.

Question 30

Vad är Grundvattenytan?

Answer 30

Grundvattenyta är den vattenyta i marken som bildas i jämvikt med atmosfärstrycket. Vid grundvattenytan är tryckpotentialen = 0. Grundvattenytan är ingen fri vattenyta, men utgör ändå själva gränsen mellan grundvattnet och markvattnet.

Question 31

Vad är en Grundvattenbåge?

Answer 31

Grundvattenbåge innebär att grundvattenytan är högre mellan grenledningarna (eller tegdikena) än vid själva täckdiket (eller grendiket). Grundvattenytan blir ofta bågformig, därav namnet grundvattenbåge. Grundvattenbåge uppträder bara när överskottsvatten dräneras bort. Grundvattenbågens form beror på både markens vattengenomsläpplighet och dikesavståndet.

Question 32

Hur kan grundvattnet vara bakteriefritt?

Answer 32

Grundvattnet är bakteriefritt, även när ytan ligger endast några meter under jordytan. Förklaringen är att regnet tränger ned i jorden så oerhört långsamt att alla föroreningar filtreras bort i de översta jordlagren.

Question 33

Vad är fossilt vatten?

Answer 33

Fossilt vatten eller relikt vatten är grundvatten som instängts i en akvifer i tusentals upp till miljontals år. Stora uttag av fossilt vatten sker bland annat i Saudiarabien, där 75 procent av vattnet är icke förnybart.

Question 34

Varför är markvattenhalt-underskottet i förhållande till fältkapaciteten intressant för en hydrolog?

Answer 34

Bl.a beskriver det möjligheten för nybildning av grundvatten och risken för översvämningar vid regn och snösmältning.

Question 35

Vad är Akvitard respektive Akvifug?

Answer 35

Akvitard, en, för grundvattnet mycket svårgenomtränglig, geologisk bildning. Exempelvis finkornig morän eller en siltavlagring. Akvifug är istället lättgenomtränglig.

Question 36

Vad är en sluten Akvifer?

Answer 36

Om grundvattnet avskils ifrån atmosfären av en akvifug eller en akviklud så pratar man om en sluten akvifer. Exempelvis solid granit släpper inte igenom vatten alls och utgör en akvifug medan moränlera, som endast släpper igenom väldigt lite vatten, utgör en akviklud. En sluten akvifer kan således utgöras av tillräckligt stor mängd grundvatten som magasineras i ett lager grusig sand som i sin tur är placerat under en tjockt, för vatten i stort sett oigenomträngligt, lager moränlera. När grundvattennivån stiger så högt att den ligger an mot akvifugen så säger man att grundvattnet har nått den potentimetriska grundvattenytan. Vattnet i en sluten akvifer står normalt under ett större tryck än vattnet i en öppen akvifer, vilket gör att vattnet trycks upp av sig själv.

Question 37

Vad är en öppen Akvifer?

Answer 37

En öppen akvifer är en akvifer som ej ligger under en akvifug eller akviklud. Exempelvis grundvatten lagrat en bit ner i sandigt grus. I de relativt ovanliga fall där grundvattenytan stiger ovanför markytan pratar man om en artesisk akvifer. Gemensamt för öppna och artesiska akviferer är att grundvattennivån i dem påverkas av lufttrycket. Ett högre lufttryck ger en lägre grundvattennivå.

Question 38

Vad är en vattenkälla?

Answer 38

Källa är ett geologiskt begrepp för en ur marken framrinnande vattensamling, som till följd av ständigt tillopp och utlopp inte är stillastående. Källornas vatten kommer från den ur atmosfären fallna nederbörden. Av denna tränger nämligen en del vatten ner till större eller mindre djup i de lösa jordavlagringarna, i vattengenomsläppande berglager eller i bergens sprickor. Träffar vattnet därvid något tätt och ogenomsläppande lager, till exempel ett lerlager eller lerskifferlager eller själva urberggrunden, så söker sig vattnet längs denna till ständigt lägre punkter. Vid foten av höjder och backsluttningar uppstår därför inte sällan källor.

Under vissa förhållanden kan vattentrycket under det ogenomträngliga lerlagret vara så stort att om man borrar genom lagret så pressas vattnet med kraft upp till eller över markens yta, och en så kallad artesisk källa uppstår. Exempel på en sådan artesisk källa är Springkällan i Rättvik, som ger en vattenstråle på ungefär 4 meters höjd.

Man skiljer mellan kalla och varma källor. Kallkällorna, som är den enda förekommande källtypen i Sverige, har i allmänhet en temperatur av mellan +3 och +10 °C, och deras vatten anses komma från 3–15 meters djup under jordytan, dit varken sommarvärmens eller vinterköldens inverkan kan nå. Varma källor däremot anses härstamma från så stort djup, att vattnet genom påverkan från den inre jordvärmen eller från vulkanisk värme fått en hög temperatur, som ibland närmar sig vattnets kokpunkt. Exempel på sådana källor finns på Island.

Question 39

Vad är relationen mellan grundvatten och vattendrag i torra respektive fuktiga klimat?

Answer 39

Fuktigt klimat: grundvattenytan ger tillräckligt basflöde och är högre än djupet av vattendraget. Vattendraget får du fukt från kringliggande mark - kallas UTFLÖDE som ex Mississippi River,

Torrt klimat: vattendraget får endast fukt från dess bottenlager, inte runt om. Därför är växter i fuktiga klimat kortvuxna med mycket långa rötter. Kallas INFLÖDE ex Colorado River.

Question 41

Vad händer vid överanvändning av grundvatten?

Answer 41

• Grundvattennivån i en sluten akvifer kan sjunka ned i s.k. “Drawdown”. Om pumpandet överstiger påfyllning bildas en Cone of Depression.
• En akvifer kan även kollapsa om den töms helt och hållet, då luft infiltrerar de tidigare våta porerna.
• Dagbrott är också ett hot för kollaps.
• Akvifer nära havet som pumpas för mycket kan störa havets och grundvattens kontaktyta och få den migrera inlands och havsvattnet kan ta sig in i akvifern.

Question 42

Vad finns det för risker med förorening av grundvatten?

Answer 42

Grundvattnet är i princip förorenat för all tid.

Föroreningen kan komma i från:

• industriell injektion, dvs. att avfall pumpas in i marken.
• utflöden från septiska tankar
• läckage platser för farligt avfall: även från hushåll ex: batterier, spillolja, oljefilter, färgavfall och bekämpningsmedel.
• restprodukter från jordbruket: pesticider, herbicider, gödningsmedel
• soptippar

Question 43

Vad är en källa?

Answer 43

En källa är en lokalt begränsad plats för grundvattenflöde eller vid jordytan framträngande grundvatten, vanligen bildande en mindre vattensamling. Om det syrefattiga grundvattnet stiger upp i det s k rostjordskiktet i markytan går bl a järn och mangan i lösning och transporteras vidare med grundvattnet. När det når ut i markytan i form av källor
utfälls, som en följd av den syresättning som där sker, en del av de lösta salterna, främst järnutfällningar i form av järnockra, sjö och myrmalm samt kalkutfällningar såsom kalktuff vid källor och bleke på botten av sjöar och kärr.