Hüdroloogia materjalid (7)

HÜRDOLOOGIA
Sublimatsioon- tahkest olekust gaasilisse või gaasilisest tahkesse üleminek.
Evaporatsioon - aurumine .
Kondenseerumine - gaasilisest olekust vedelasse üleminek.
Veel on kolm olekut, mille muutudes vabaneb või neelduv energiat.

VEERINGE

Soojus - ja kiirgusenergia bilansi skeem

Veebilansi esitusviisid

• Teksti kujul: Aastas langeb sademeid 650 mm, aurub 400mm ja voolab ära 250mm
  
• Veebilansi võrrand: P=E+Q
  

P-sademed
E-aurumine
Q- jõgede äravool

• Graafiline esitlusviis; näiteks tulpdiagramm
  
• Plokk -skeem
  
• Pilt-skeem
  
• Kaart
  
• Kombineeritud kujul
  

Vee jaotus Maal

Globaalne veevaru maakeral

Maailmameri – 97,2%
Mandrijää ja jääliustikud – 2,15%
Põhjavesi – 0,62% (sh aktiivse veevahetuse tsoonis 0,29%)
Mageveejärved – 0,009%
Soolajärved ja sisemered – 0,008%
Mullavesi – 0,005%
Atmosfäär – 0,001%
Jõed – 0,0001%

Vee hulk Maal ja veeringe

Õhuniiskus

Suhteline õhuniiskus sõltub õhutemperatuurist, kuna sooja õhu veeauru mahutavus on suurem.
Õhu niiskussisaldus kasvab kiiresti temperatuuri suurenedes.

Soojusmahutavus

Soojushulk, mis kulub aurumisele on üks olulisemaid soojusbilansi mõjutavaid komponente.
1g vee külmumisel vabaneb 334 J soojust, sama palju soojust kulub 1g jää sulamisel.
Õhu ja vee soojusmahutavuse erinevus on 3483 korda.
Ookeanid toimivad kui soojuse akumulaatorid. (Atlandi ookeani põhja osa annab talvel atmosfäärile ligikaudu 2 korda rohkem energiat aurumise teel kui Vaikene ookean samadel laiustel.)

Aurumise mõju maakera soojusbilansile

Looduslikult aurustub aastas 4.23*1020 g vett ja selleks on vaja 1020 *2257 = 0.995 * 1024 J energiat. Maa saab aastas energiat 5.51 * 1024 J. Seega kulub vee aurustumisele 17% Maale langevast energiast.
Aurustumisega sotud energia on latentne energia, mis kondensatsioonil uuesti vabaneb. Niiskete õhumasside liikumisega (ümberpaigutumisega) toimub vertikaalne ja eriti suurel määral horisontaalne energia ülekanne.

Maismaa veebilanss , mm/a

Evapotranspiratsiooni jaotus, mm/a

Ariidsusindeks

Ariidsusindeksid saab määrata mitut ei moodi:

• Budõko Ariidsuse indeks = Rn/LP
  
• Thornthwaite (1948) ariidsusindeks - AIT = 100*d/n, kus d on kuu P ja PET vahe
  
• UNEPi ariidsusindeks – AIU=P/PET, kus P ja PET on aasta sademete hulk ninga aasta potentsiaalne evapotranspiratsioon
  

Ariidsed alad UNEPi ariidsusindekis järgi:

Hürdograafiline jaotus

Kraavide jaotus

Kuivenduskraavis- saab rakendada metsakuivendamisel.
Teekraavid- kasutatakse tee heakorra tagamiseks. Talvel kahjustab jää teid ja kui kraave ei oleks, siis külmuks vesi tee all ära ning kuna jää ruumala on 8% suurem kui vee oma, siis suureneb ka tee all oleva maapinna ruumala. Kevadel jää pärast jää sulamist muutub ruumala taas väiksemaks ning selle tagajärjeks võib olla tee äralibisemine.
Drenaažkuivendus- kasutatkse enmasti põllumajanduses. Kuivendusdreeni torude kattest imbub vesi läbi ja mööda toru jookseb vesi ära. Kogujadreenid väljutavad vee torude kaudu, mis sageli rauarikka veega aladel ummistub.
Kogujakraav- võtab vastu kuivenduskraavide ja kuivendusdreenide vee.
Piirdekraav- tinglikult sama, mis teekraav.
Heitveekraav- paljud neist on seotud põlvekivikaevandustega.
Polderkuivendamine- vee ärasaamiseks kasutatakse puupaisusid. Poldritammid. Polderkuivendamisega takistatakse vee juurdevalgumist.
Kõige rohkem kasutatakse seda Hollandis ja Saksamaal.

Põhjavesi

Osa sademetega langevast vihma- ja lumeveest imbub maasse. See vesi satub algul õhustus- e aeratsioonivööndisse, kus ta täidab vaid osa pinnasepooridest ning pinnas on veega küllastumata. Õhustusvööndi all on küllastumusvöönd, milles pinnasepoorid on vett täis. Veega küllastunud maapõueosa nim põhjaveekihiks ning selles leiduvat vett põhjaveeks. Maakoores vahelduvad vettkandvad kihid vettpidavatega, mida nim veepidemeiks. Põhjavesi võib olla õhurõhu all (surveta põhjavesi) või piiravate veepidemete vahele surutud survepõhjavesi. Kui survepõhjavee kihti puurida puurauk , tõuseb vesi selles survetasemeni. Kui see on nii kõrge, et vesi ise maapinnale voolab, nim survepõhjavett arteesia veeks, allikat arteesia allikaks ning kaevu arteesia kaevuks.
Põhjavee toiteala on seal, kus vettkandv kivimid maapinnale ulatuvad ning kus sademevesi põhjaveekihti pääseb. Põhjavee loodusliku väljavoolu koht maapinnal või veekogu põhjas on allikas. Allikad on kohtades, kus põhjaveekiht lõikub maapinnaga. Maapinnale väljumise iseloomu järgi jagunevad allikad tõusuallikaiks (neist pääseb survepõhjavesi vettpidava pinnasekihi alt välja), langeallikaiks (surveta põhjavee väljavoolukohad)
Põhjavee temperatuur. Maakoore 10–30 m paksuses ülemises kihis sõltub
kivimite ja põhjavee temperatuur õhutemperatuuri aastaringsest kõikumisest.
Sügavamal on suhteliselt püsiva temperatuuriga vahemik, millest sügavuse suunas
liikudes hakkab kivimite ja põhjavee temperatuur suurenema.
Sügavusvahemikku meetrites, kus kivimite ja põhjavee temperatuur tõuseb ühe
kraadi võrra, nimetatakse geotermiliseks astmeks . Kasutatakse ka mõistet
geotermiline gradient , mis näitab, mitu kraadi tõuseb maakoore temperatuur
sügavamale minnes iga 100 m kohta. Geotermilise gradiendi keskmine väärtus on
umbes 3 ºC 100 m kohta.

Põhjavee liikumine

Põhjavesi liigub kõrgema veetasemega toitealadelt madalamatele, järgides veepinna
kallet, mida nimetatakse ka gradiendiks.

jÕEHÜRDOLOOGIA

Hüdrograaf võrk, jõe valgla : Mingil maa-alal paikn jõed, ojad, järved, tehisveekogud (kraavid, kanalid, veehoidlad) ja sood mood hüdrog võrgu. Jõgi saab alguse jõelähtest (allikast, järvest soost, liustikust) ning suubub teise jõkke (peajõkke), järve, merre või ookeani. Teise jõkke suubuv jõgi on lisajõgi. Jõgi jaguneb ülem-, kesk- ja alamjooksuks. Ülemjooksul on voolukiirus suur ning vool uhub ja viib kaasa pinnast ja muud materjali (sängierosioon). Keskjooksul voolukiirus väheneb, osa kaasatoodud materjalist setib, kuid uhtainete kaasakandmise võime säilib. Jõeorg laieneb kaldauuristuste ja loogete moodustumise tõttu. Jõe alamjooksul voolukiirus aeglustub niivõrd, et kaasatoodud uhtained langevad põhja. Setete kuhjumise tõttu mõni jõgi hargneb mitmeks harujõeks, mis võivad, aga ei pruugi allpool taas peajõega ühineda. Mingil maa-alal paiknevate vooluveekogude kogupik-kuse ΣL suhe maa-ala pindalasse A on jõevõrgu tihedus: D = ΣL/A km/km2.
Jõe valgla on ala, millelt jõgi saab oma vee. Ta jaguneb maapealseks ja maa-aluseks valglaks, mis ei ühti, sest maa peal valglat piiravad veelahkmed ei lange maa-alustega kokku. Et viimaseid on raske kindlaks teha, mõeldakse valglast rääkides just maapealset toiteala. Valgla tähtsaim näitaja on selle suurus (valgla pindala A ), mis määratakse kaardilt. Valgla suuruse A km2)
Jõeorg ja jõesäng: Jõgi voolab jõeorus, mille osad on orupõhi, mis jaguneb jõe põhisängiks ja lammiks, ning orunõlvad. Alt piirab nõlva jalam ning ülalt oruserv. Nõlv võib olla astmeline, nõlva-astanguid nim terrassideks.
Jõesäng on süvend orupõhjas, mida mööda voolab vesi. Enamiku aastas voolab jõgi põhisängis, suurvee ajal ka lammi pidi (suurveesängis). Jõesäng lookleb, seda põhj sängi pidev uhtmine ja uhtainete settimine. Loogetest kujunevad ajapikku jõesilmused e meandrid. Kui jõgi silmuse kaelast läbi murrab, kujuneb sellest seisva veega soot.

Järvehürdoloogia

NB! Järvehüdroloogia ei ole sama mis limnoloogia
Seisuvesi, mida nimetatakse JÄRVEKS, peab olema vähemalt 1 ha suurune ning sisaldama heljumi settimist.
Eesti järvenõgude teke (geoloogiline):

• Mandrijäätumine – Peipsi järv, Saadjärv, Pühajärv, Viljandi järv.
  
• Merelahtedest tekkinud järved ehk rannajärved – Harku järv, Mullutu-Suurjärv.
  
• Laugas ehk rabajärved – Parika järv, Väike järv
  
• Karstijärved
  
• Meteoriidijärve- Kaarli järv
  
• Looduslikud paisjärved- Ülemiste järv
  
• Tehisjärved- Narva veehoidla
  

Veevahetus järvedes
Aeglane vahetus
Kiire vahetus
Umbjärv (sageli toimub veevahetus aurumise või põhjavee kaudu)
Lähtejärv
Läbiva vooluga järv
Vesi uueneb mitme aasta jooksul
Vesi uueneb aastas mitu korda
Matsalu järv
Porkuni järv, Siniallina järv
Vagula järv
Järvetaimstik
Järvetaimestik näitab millised on setted.
Järveindikaatoriks on valge vesiroos , sest see vajab kasvamiseks palju toitaineid, seega on järv väga toitainete rikas.
Hürdoloogilised vaatlused järvedel
Suurtel järvedel võib tekkida olukord, kus veetase on järve eri paikades erinv.
Vee temperatuuri ja jäänähtuste andmeid kasutatakse klimaatiliste aastaaegade piiritlemisel.
15ºC on parmad tingimused bioloogiliste protsesside toimumiseks.

Temperatuurirežiimi olulised muutused

Järve vesi võib olla kihistunud seda nimetatakse stratifikatsiooniks.
Talve tingimustes toimub pöördstratifikatsioon – põhjas on soojem vesi kui pinnal. Mageda vee puhul loetakse elutegevuse alguseks 4ºC.
Vertikaalne sirkulatsioon – kevadise soojenemise I faas, kestab kuni kogu vesi on ~4ºC – tekib termiliselt homogeenne keskkond – homotermia. Kui segunemine peatub, on tegemist kevadise soojenemise II faasiga.
Suvine stratifikatsioon - pinnakihis on vesi soojem kui põhjas.
Sügisene jahtumine - analoogiliselt vastupidine kevadisele soojenemisele – sügisene homotermia.
Aastane tsükkel:

• jääperiood
  
• kevadise soojenemise I faas
  
• homotermia
  
• kevadise soonemise II faas
  
• suvine stratifikatsioon
  
• sügisese jahtumise I faas
  
• homotermia
  
• sügisese jahtumise II faas
  
• pöördstratifikatsioon
  

Järvede klassifikatsioon 0 keskmiselt; - vähe; + palju
Tüüp
Mineraalained
Biogeenid
Orgaaniline aine
Oligotroofsed (vähetoitelised) järved
0
Eutroofsed järved
0
0
0
Düstroofsed järved
Düseutroofsed
0
(0)
Lubjatoitelised järved ehk alkalitroofsed
Riimveelised ehk halotroofsed järved
(+)
0
0

Paisjärved ja veehoidlad

Tehisveekogud:

• veehoidlad- kogumiseks
  
• paisjärved- kogutud vett ei kasutata
  

Vanimad veehoidlad rajati põllumajanduse jaoks, niisutamiseks (Vana- Egiptus , Mesopotaamia ), seejärel antiiklinnade veega varustamiseks ja siis alles veejõu kasutamiseks.
Lüüdise süsteem:

Avatakse lüüsikamber

Veetase võrdsustub, laev sõidab kambrisse

Suletakse ja avatakse teine

Veetase ühtlustub

Laev sõidab ära 
Kalakasvatus
Hürdosõlm- võib koosneda paisudest, paisjärvedest, tammidest, pealvoolukanalistest, ilutiikidest, piirdekraavidest, veejõujaamadest jne.
Pais :

• betoonpaisud
  
• kivipaisud (kivimüürid)
  
• pinnaspaisud ( kohapeal kättesaadavatest matrejalidest valmistatud)
  
• puupaisud (episoodilisel ajal)
  

Pais- veevoolu takistamiseks ja vabaks laskmiseks, paisuga saab paistada veetaset ka osaliselt. Pais võib tekkid aka voolusängi ahendamise tagajärjel.
Tamm- ehitis, mis kaitseks kõrge vee veetaseme eest.
Regulaator - seade, millega saab reguleerida veetaset veehoidlas.

Kindlaksmääratavad paisutustasemed

Paisutustase- veepinna tase
Paisutuskõrgus- veetaseme erinevus samas kohas eri aegadel
Soo hüdroloogia
Kuivendus :

• Põllumajandusmaid turbal: 120 000 ha soodes + 240 000 ha turbamuldadel = 360 000 ha.
  
• Kõdusoometsi: ca 250 000 ha
  
• Kaevandamine: umbes 20 000 ha freesivälju, mahajäetud turbarabasid ca 10 000 ha.
  

Kaitsealused sood
Soid kaitse all koos Natura 2000 aladega kokku on ca 225 000 ha, nendest :

• 175 000 ha lage - ja puissood, seal hulgas:
  

• rabad 135 000 ha
  
• siirde- ja õõtsiksood 19 500 ha
  
• madalsood 19 000 ha
  
• mõõkrohusood 1100 ha
  
• allikasood 400 ha
  

• 80 000 ha soometsi
  

Soo tüüpe
Gradiendid – toitelisus (N;P)
pH

• Madal Ca2+, SO42 - sisaldus
  
• Domineerivad turbasamblad, puhmad
  
• Humiinhappeline puhverdus
  

pH > 6.0 – madalsood

• Kõrge Ca2+, SO42- sisaldus
  
• Domineerivad rohundid ja nn pärislehtsamblad
  
• Bikarbonaatne puhverdus
  

Klatsifiilsed taimed
Kaltsiumirikkas pinnases on vähe laahustunud forsforit. Enamus fosforit on lahustumatul kujul apatiidina või apatiidilaadseis Ca ühenditeis.
Kaltsifiilid eritavad juurte kaudu oksaalhappeid ja lahustavad klatsiumfosfaati.
Mineraalmaise soostumise 4 tüüpi sõltuvalt vee keemilisest koostisest

soostumine jõelammidel, kuhu üleujutusega satub rohkesti mineraalset ja orgaanilist ainet.

Soostumine mineraalaineterikka karbonaatse vee mõjul (aluspõhjaliste kõrgendike naabruses)

Allikasoode kujunemine kõrgustike nõlvadel põhjavee väljakiildumisaladel

Soostumine toitainetevaese veega liivasel pinnasel kasvavate männikute hävimisel või kanarbikunõmmede rabastumisel.
Soode jaotus troofsuse järgi
Troofsus
Vee omadused
Soo arenguetapp
Eutroofne
Kõrge toitainete ja mineraalainete sisaldus
Madalsoo
Mesotroofne
Keskmine toitainete ja mienraalainete sisaldus
Siirdesoo
Oligotroofne
Madal toitainete ja mineraalainete sisaldus
Siiredesoo
Düstroofne
Kõrge humiinainete sisaldus
Raba

HÜRDOKEEMIA

Ained vees: hõljuvained, enamkomponendid ( HCO3 ; Cl; SO4; Ca; Mg; Na; K), biogeenid (N ja P ühendid, Fe; Si; Mn), orgaaniline aine, raskemetallid, radioaktiivsed ained, gaasid (O2 ja CO2).

Sulfiidne vesi

Sulfiidioonid satuvad vette setetest ja kivimistest, happevihmadest. Samuti ka põlevkivi kaevandamise tagajärjel. (Allmaa kaevandustes sadestub lõhkamise tahajärjel SO4).
Sulfaat on vees seotud O2-ga. Sulfiidid paiknevad veekogude põhjakihis.
Kui talvel on veekogudel jää peal, siis hakkab orgaaniline aine lagunema ning selle tagajärjel tekivad CH3 ja H2S.

Kloriidne vesi

Kloriidne vesi on iseloomulik aravooluta sisealadele, nt. Kaspia meri, Araali meri.
Soolakate kivimetega aladel tekib mineraalvesi , millel on suur kloriidide sisaldus.
Termaalveed + mineraalveed = raviveed

Biogeenid

N ja P ühendid ka Fe, Si ja Mn. Biogeenid on põhilisteks toitaineteks. Mida suurem on N kogus, seda suurem on orgaanilise aine kogus vees – troofsus.
Nüld =Ninorg + Norg
Nüld – üldine lämmastik
Ninorg – anorgaaniline lämmastik
Norg – orgaanline lämmastik
Ioonilisel kujul N
Puhtal kujul N
NH4
NH4 – N
NO2
NO2 – N
NO3
NO3 – N
Püld = Pinorg + Porg
Teisendamine :
NH4 – N või NH4 mg N/l = 0.78 NH4+
NO2 – N = 0.29 NO2-
NO3 – N = 0.23 NO3-
PO43 - - P = 0.33 PO43-
Inimese poolne reotus välendub hajusreostuse kaudu, mis tekib peamiselt põllumajanduses kasutatavate ainete kasutamise teel. N-i molekulid on väga liikuvad ja ei seo ennast pinnase osakestega. P molekulid ei ole liikuvad. P satub otse vette heitvetega.
Orgaaniline aine
Biokeemiline O2 tarbimine- BHT - (palju kulutavad organismid hapnikku orgaanilise aine lagundamiseks) BHT5; BHT7 –1.15 BHT5; BHTt – BHT täielik (lagundatakse praktiliselt täielikult kogu orgaaniline aine) ~ BHT21 (orgaaniline aine lagundatatkse 3 nädala jooksul) =1.5 BHT5.
Permaganaatne oksüdeeritavus- PHT – oksüdeerijaks on kaaliumpermaganaat - KmnO4. Selline meetod on hea rabavete testimiseks. Lagundatakse enamik orgaanilist ainet.
KHT- kroomiühendid Cr2O7. Oksüdeerib rasvasid. Bikromaalne oksüdeerimine.
C :N :P
106:16:1 biogeogeemiline tasakaal

ÄRAVOOL

Äravool & seda mõj teg:
Äravooluks nim seda osa sademeveest, mis mööda maapinda ( pindmine äravool) ja läbi pinnase ( maasisene äravool) veekogudesse voolab. Äravoolu saab väljendada vooluhulgana Q, äravoolumahuna W, äravoolu-kihina h või äravoolumoodulina q. Äravoolu saab prognooside sademete hulga ning nende langemise intensiivsuse ja kestuse alusel ning kevadsuurvett ennustada lumeveevaru ja maa külmumisastme põhjal. Äravoolu mõjut meteoroloogilised (sademed ja aurumine) ning geograafilised tegurid (valgla suurus, lang, pinnamood , mullastik ja geoloogiline ehitus, taimkate ning järved ja veehoidlad), inimtegevus ning kliima muutumine.
Äravool, peam näitajad: Äravool isel veerohkust ning seda võib avaldada vooluhulgana Q, mahuna W, veekihina h või äravoolumoodulina q.
Äravoolumaht W on mingi ajavahem T jooksul valglast jõkke, järve, merre või mingist jõe ristlõikest läbi voolanud vee hulk (m3 või km3)
Äravoolukiht h on mingi ajavahemiku jooksul valglast jõkke, järve, merre vm voolanud vee hulk pindalaühiku kohta (nt mm/a) h=W/A*10³
Äravoolumoodul q on ajaühikus pinnaühikult ära voolanud vee hulk q=Q/A l/(sּkm2)

ARVUTAMINE

Hüdrol arvutuste vajadus ja eesmärk: Mitmesug üles lahendamiseks (vesieh, kuivendus- ja niisutussüsteemid, vee saamine kalakasvatuseks jms) on vaja osata arvutada äravoolu iseloomulikke suurusi: äravoolunormi, max- ja minvooluhulki või vooluhulka ühel või teisel kuul või aastaajal. Suuri vooluhulki on vaja määrata peamiselt vesiehitiste projekteerimiseks, väikesi veevõtu kavandamisel vooluveekogudest. Kui sageli võiks ühe või teise tõenäosusega vooluhulk esineda, määratakse vaatlusandmete statistilise töötlusega või, kui mõõtmisandmeid on vähe, korrelatsiooniarvutusega (vooluhulk arvutatakse äravoolutingimuste poolest sarnase jõe andmete põhjal) või empiiriliste valemite abil. Kalakasvatuses pakuvad huvi max- ja min.äravool. Maxvooluhulka on vaja teada paisude veelaskmete arvutamiseks ning minvooluhulga järgi saab otsustada, kui palju võib jõest (ojast) vett võtta ning kui palju peab sinna loodusliku ökosüsteemi jaoks alles jätma.
Äravoolunorm. Max- ja min.vooluhulgad: Äravoolunorm on pika aja keskmine äravool – aasta keskmiste vooluhulkade Qi aritmeetiline keskmine: ,kus N on vaatlu -saastate arv. Äravoolunormi võib avaldada kas vooluhulgana või äravoolumahuna, äravoolu-kihina või äravoolumoodulina.
Maxvooluhulgad on Eesti jõgedes tavaliselt kevadel lume sulamise ajal ja sügisel, kui ohtralt sajab. Kevadised on kõige suuremad, nende suurus oleneb peamiselt lumeveevarust. Mõju avaldavad ka teised tegurid: lume sulamiskiirus, pinnase külmumise ulatus ning valgla iseloom (pinnamood, metsasus , järvisus jm). Kevadsuurvee ajal voolab ära 30–40% aastaära- voolust . Mida suurem valgla, seda kestvam suurv . Sügissuurvee vooluhulgad on kevadistest tavaliselt väiksemad, mõnel aastal vastupidi. Ka suvel võivad valingvihmad põhj lühiaegseid tippvooluhulki.
Minvooluhulgad esin jõgedes siis, kui jõed toituvad ainult põhjaveest. Eesti jõgedes on kaks veevaest perioodi – suvine ja talvine . Enamasti on vett kõige vähem suvel, kuigi on ka erandeid : Narva ja Ahja jõgi, mõned karstijõed ning Endla soostiku jõed, kus talvine miinimum on väiksem. Suvine madalvesi algab tavaliselt juunis, läänerannikul ja saartel juba mais, Emajõel aga Võrtsjärve tasandava toime tõttu alles juulis-augustis, ning kestab sept-oktoobrikuuni. Madalvee võivad katkestada suvised sademed. Talvine madalvesi algab detsembri lõpus ning võib kesta märtsikuuni, seda võivad katkestada suladest põhj tulvad.
Kogutud vaatlusandmete kasut hüdrol arvutustes:
Maxvooluhulki on vaja teada, kui projekteeritakse vesiehitisi. Veelaskmed mõõtmestatakse arvutusliku maxvooluhulga läbilaskmiseks. Arvutusvooluhulk oleneb ehitise klassist ning määratakse maksimumvooluhulkade tõenäosuskõveralt. Minvooluhulkasid on vaja teada, kui proj veevarustust, sh kalakasvatuses selgitamaks, kui palju vett on võimalik madalvee ajal saada ning kui palju peab jõkke jääma (sanitaarvooluhulk).
Lühik vaatlusrea pikend: Mida pikem on vaatlusrida, seda täpsem on äravoolunorm. Et rea keskmist saaks lugeda normiks, peab olema andmeid 40 kuni 60 aasta kohta. Kui rida on lühem, pikendatakse seda mõne teise jõe (analoogjõe) andmete toel. Analoog peab olema sarnastes füüsikalis-geograafilistes (kliima, pinnased, järvisus, metsasus jne) tingimustes. Kas analoogjõe andmerida vaatlusaluse jõe andmerea pikendamiseks kõlbab, tehakse kindlaks korrelatsioonarvutusega. Arvutatakse korrel.tegur R ja kui R ≥ 0,8, on seos kahe jõe vooluhulkade vahel hea ning lühikese vaatlusreaga jõe äravoolunormi saab arvutada pika rea äravoolunormi järgi.
Tõenäosuskõverad, koostamise põhimõtted: Tõenäosuskõvera koostamiseks peab olemas olema maxvooluhulkade pikk vaatlusrida, Eesti oludes vähemalt 30–40 aastat. Rea liikmed järjestatakse kahanevasse ritta ning arvutatakse iga rea liikme empiiriline tõenäosus. Seejärel kantakse kõik rea vooluhulgad ning neile vastavad empiirilised tõenäosused tõenäosuspaberile. Siis arvutat teoreetilise tõenäosuskõvera koordinaadid (selleks on olemas abitabelid). Teoreetilise tõenäosuskõvera koostamiseks on vaja teada kolme suurust: rea keskväärtust Q, variatsioonitegurit Cv ja asümmeetriategurit Cs. Variatsioonitegur Cv iseloomustab rea liikmete hajuvust keskväärtuse suhtes. Asümmeetriategur võetakse Cs = 2 Cv. Teoreetilise tõenäosuskõvera ordinaatide leidmiseks kasutatakse abitabelit, milles on antud kõvera ordinaadid. Need ordinaadid kantakse tõenäosuspaberile ning ühendatakse kõveraks. Kui teoreetiline kõver läbib empiirilisi punkte hästi, võib sellega rahule jääda. Kui aga teoreetiline kõver (eriti selle otsad ) jääb empiirilistest punktidest eemale, on vaja muuta asümmeetriategurit. Kui kõvera otsad on empiirilistest punktidest ülalpool, tuleb Cs väärtust vähendada ning vastupidi. Kui rahuldav tõenäosuskõver käes, võib sellelt võtta vajaliku tõenäosusega vooluhulga .
Vooluhulkade leidmine, kui vaatlusandmed puuduvad: maxvooluhulgad: Kui vaatlusandmeid on vähe ja ka rida ei õnnestu pikendada, tuleb arvutuslikud maksimumvooluhulgad arvutada empiirilistest valemitest. Eestis võib selleks kasutada K. Hommiku valemeid. Kevadsuurvee aegne maksimum-vooluhulga-moodul, kui A EMHI poole.
Aine keskmise sisalduse arvutamine (1)
Ckesk – aine keskmine sisaldus
C1, C2, Cn – aine kontsentratsioon proovivõtul
n- proovide arv
Aine keskmise sisalduse arvutamine (2)
Ckesk- vooluhulgale keskmistatud aine keskmine sisaldus
C1, C2, Cn – aine kontsentratsioon proovivõtul
Q1, Q2, Qn – vooluhulk proovivõtul

Aasta reostuskoormus

L= (W)*Ckesk
L – aasta ainehulk
Ckesk – aine aasta keskmine kontsentratsioon
W – aasta äravool

Reostusallika mõju arvutamine jõe vee omasustele

Callp – aine kontsentratsioon allpool reostusallikat
Qjõgi, Qreostus - jõe ja reostusallika vooluhulk
Cjõgi, Creostus – jõevee aine kontsentratsioon ülalpool reostusallikat ja reostusallika aine kontsentratsioon
Manningu valem:
Vkesk = 1/n * R2/3 * i1/2
n-karedustegur
R- hürdauline raadius
i- lang
Manningi karedustegur on vahemikus 0.03 ( sirged ilma takistuseta voolusängid) kuni 0.15 (tiheda veetaimestikuga sängid).

Järve veebilanss

Qsisse + P + (Iinf) - Qvälja – E – (Iekst) +- A +- S = 0
Qsisse = Quuritud + Quurimata
P-sademed veekogu pinnal
Iinf – põhjavee infiltratsioon
Qvälja – väljavool
E – aurumine järve pinnalt
Iekst – eksfiltratsioon (esineb harva, põhiliselt karstialadel)
A- akumulatsioon
s- sidumatus
T - K = 0
T-tulu
K- kulu
Järve kaldajoone liigestatus
Kkl = Lj/Lr
Kkl – kaldajoone liigsetatus
Järve keskmine laius
Bkesk = F/p
F- pindala
p- pikkus
Ainetebilanss
AQsisse + Ap – AQvälja = A
A-akumulatsioon
Järve veevahetuse näitajad
Kv = W/T ; Kv= W/K ; Kv= 2W/K+T
Kv- veevahetuse tegur
W- maht
T- tulu
K- kulu
Kv= W/Qvälja ; Kv=W/Qsisse
Potentsiaalne hüdroneneriga
N= g * Q * ∆h
g- 9.81
N- võimsus
∆h – ehitise survekõrgus ( kõrguste vahe)
N = g * Q * ∆h * η
η – kasutegur
Veehoidla veebilanss
Qsisse + P + (Iinf) - Qvälja – E – (Iekst) – V +- A +- S = 0
P-sademed veekogu pinnal
Iinf – põhjavee infiltratsioon
Qvälja – väljavool
E – aurumine järve pinnalt
Iekst – eksfiltratsioon (esineb harva, põhiliselt karstialadel)
A- akumulatsioon
s- sidumatus
V-veevõtt
Darcy seadus
Q = k * A * ∆h /L
Q- veevooluhulk
L- vee liikumise pikkus
A-ristlõike pindala
∆h = h2- h1 – rõhkude vahe
k- pinnase filtratsioonikoefitsient

Veeringe & veebilanss

Vee olemasolu ja liikumist Maa peal, sees ja kohal kirjeldab veeringe. (suur & väikene)!!

Veebilanss on mingi maa-ala, veekogu, taime, biogeotsönoosi, tehnoloogiap-rotsessi vms kõigi juurde- ja äravooluliikide ning vee akumulatsiooni mahtu isel näitaja. Veeringes osaleva vee keskmine hulk ei muutu. Seetõttu peab valitsema tasakaal aurumise, sademete ja äravoolu vahel. Sellel tasakaalul põhineb maakera veebilanss: Eo + ET + Em = So + Sm, mandrite veebilanss: ET + Em = Sm – Q, Valgla veebilanss: ET + Ev = Sv – Q ± ΔV, Veebilansiliikmeid avaldatakse veekihi paksusena (mm) või mahuühikutes (km3).

Veebilansi põhielementide vaheline seos

Oledekopi valem aasta aurumise arvutamiseks:
E- tegelik aurumine
PE (T)- potentsiaalne aurumine
P- sademed
tanh – hüperboolse tangensi funktsioon

Mõisteid

Aju-, pagunähtus- esineb tugevate tormituulte ja uputustega meredes. Veekogu veetase tõsueb ja langeb.
Arteesia vesi- surveline põhjavesi.
Elementaarvalgla- valgla on jaotatud väikesteks osadeks .
Hürdosõlm- võib koosneda paisudest, paisjärvedest, tammidest, pealvoolukanalistest, ilutiikidest, piirdekraavidest, veejõujaamadest jne.
Jõgikond- vee ärajuhtimine nt. Piusa jõgikond.
maavesi – igasug maapõues (sh mullas) olev v, veeaur ja jää
maismaavesi – kogu maapinnal seisev või voolav v ning kogu põhjav maismaa pool lähtejoont, millest mõõdetakse territo-riaalvete ulatust
mullavesi – mullas olev vaba ja seotud v ja veeaur
märgala – liigniiske , vesine ala (soo, tulvapiirk, veekogu kaldavöönd)
Pais- veevoolu takistamiseks ja vabaks laskmiseks, paisuga saab paistada veetaset ka osaliselt. Pais võib tekkid aka voolusängi ahendamise tagajärjel.
Paisutuskõrgus- veetaseme erinevus samas kohas eri aegadel
Paisutustase- veepinna tase
pinnav – maismaav (v.a. põhjav, siirdeveed ja rannikuv)
pinnaveekogu – eraldiseisev ja oluline pinnaveekogum, (järv, veehoidla, oja, jõgi või kanal , oja-, jõe- või kanaliosa, siirdev või rannikuveeosa)
põhjavee kasusvaru – põhjaveekogumi pikaajaline aastakeskmine toitevee hulk miinus ökol kvaliteedi jaoks vajalik pikaajaline keskmine vooluh põhjaveekogumiga seotud pinnaveekogudes selleks, et nende ökol seisund oluliselt ei halveneks ning et oluliselt ei kahjustataks põhjaveekogumiga seotud maismaa ökosüsteeme
põhjaveekiht – üks või mitu maa-alust kivimikihti või muud geoloogilist kihti, mis on piisavalt poorsed ja läbilaskvad, et põhjav saaks seal märkimisväärsel hulgal voolata või millest saaks olulises koguses põhjavett võtta
põhjaveekogum – põhjaveekihis või -kihtides selgesti eristatav veemass
põhjavesi – kogu allpool maapinda küllastumusvööndis olev v, mis on otseses kokkupuutes mulla või mulla aluskihiga
Qsan – vooluhulk, mis on vajalik tagada allpool paisu.
rannikuv – pinnav maismaa pool joont, mille iga punkt on ühe meremiili kaugusel merepoolse lähtejoont, millest mõõdetakse territoriaalvete ulatust, lähimast punktist, ning mis võib vajaduse korral ulatuda siirdevete välispiirini
Regulaator- seade, millega saab reguleerida veetaset veehoidlas.
Resuspensioon- madalas järves keerutab tuul põhjast setteid üles, nii et ei ole vahet, kas reostus tuleb jõest või põhjasetetest, vesi on ikka sogane.
Sidegraafik- iseloomustab järve vee hulga ja taseme vahelist seost.
siirdeveed – jõesuulähedased pinnaveekogud, mille v on mere läheduse tõttu osalt soolane, kuid mida mageveevool tunduvalt mõjutab
soo – ala või ökosüsteem, kus suur osa taimede orgaan ainet jääb lagunemata ja ladestub turbana
Suubla- vee suubumise kohtJ
Tamm- ehitis, mis kaitseks kõrge vee veetaseme eest.
Tulv - ebakorrapäraselt tõusev järsk veehulk (liustike sulamine , vihm, kevadine järsk sulamine)
Vahevalgla- valgla, mis jääb kahe tähistatud valgla vahele.
valgla – maa-ala, mille kogu pindmine äravooluvesi voolab läbi ojade, jõgede ja mõnikord ka järvede ühe jõesuudme või delta kaudu merre
veekogu – maapinnanõos või maa sees olev veekogum
veelahe – kõrvuti paiknevate valglate vaheline piirjoon
veemaj – veevarude kavakohane arendamine, jaotamine ja kasutamine
veetase (veeseis) – veekogu või -juhtme vabapinna kõrgus valitud rõhtpinna või merepinna suhtes
veevarud ( veeressursid ) – mingi piirkonna pinna- ja põhjav koguhulk, mida on võimal kasut
vesiehitis – jõe-, järve-, mere- või põhjav kasutamist võimald või vee purustavat toimet tõkestav rajatis.
vesikond – valglate majandamise põhiüksuseks määratud, üht või mitut naabervalglat koos põhjav ja rannikuvetega hõlmav maismaa- ja mereala.
- 20 -