Woda Zasoby, degradacja, ochrona

Podręcznik omawia charakterystykę hydrologiczną występowania wód powierzchniowych i podziemnych, ich obieg w przyrodzie, skład chemiczny i właściwości wpływające na jakość wody. Szczególną uwagę zwraca na zagrożenia wynikające z nieodpowiedniego użytkowania zasobów wodnych i degradacji wód oraz na problemy ich ochrony i oczyszczania.

Podręcznik przeznaczony jest dla studentów nauki o środowisku, geografii, hydrologii i gospodarki wodnej.

Spis treści

Przedmowa 9

1. Wstęp 11

1.1. Dorzecze, zlewnia 12

1.2. Obieg wody w przyrodzie 14

2. Właściwości i skład chemiczny wody 17

2.1. Fizyczno-chemiczne właściwości wody 19

2.1.1. Temperatura 19

2.1.2. Gęstość, pojemność cieplna i lepkość 20

2.1.3. Stężenie substancji rozpuszczonych  21

2.1.4. Przewodność elektryczna 21

2.1.5. Unosiny i zawiesiny 22

2.1.6. Odczyn (pH) 22

2.1.7. Kwasowość i zasadowość 23

2.1.8. Potencjał utleniająco-redukcyjny (redox – Eh) 23

2.1.9. Twardość 23

2.1.10. Barwa, smak i zapach 24

2.1.11. Gazy 24

2.1.12. Najważniejsze jony i mikropierwiastki 25

2.1.13. Metale ciężkie 30

2.1.14. Substancje radioaktywne 32

2.1.15. Związki organiczne 33

2.2. Biologiczne właściwości wody 34

2.2.1. Patogeny 35

2.2.2. Glony 35

2.3. Wskaźniki jakości wody 36

2.3.1. Skażenie, zanieczyszczenie, zatrucie 36

2.3.2. Wskaźniki fizyczno-chemiczne 37

2.3.3. Wskaźniki tlenowe 38

2.3.4. Wskaźniki biologiczne 39

2.3.5. Indeksy 42

2.4. Kryteria i normy jakości wody 45

3. Zasoby wodne 50

3.1. Podstawowe pojęcia 50

3.1.1. Zasoby wód powierzchniowych 50

3.1.2. Zasoby wód podziemnych 53

3.1.3. Zasoby wodne zlewni 55

3.2. Zasoby wodne Polski 57

4. Procesy hydrologiczne i czynniki je kształtujące 59

4.1. Podstawowe procesy i ich badanie 59

4.2. Opady atmosferyczne 60

4.2.1. Czynniki naturalne 60

4.2.2. Czynniki antropogeniczne 62

4.3. Topnienie pokrywy śnieżnej 69

4.3.1. Czynniki naturalne 69

4.3.2. Czynniki antropogeniczne 70

4.4. Infiltracja i spływ powierzchniowy 72

4.4.1. Czynniki naturalne   72

4.4.2. Czynniki antropogeniczne 75

4.5. Retencja powierzchniowa i podziemna  78

4.5.1. Czynniki naturalne   78

4.5.2. Czynniki antropogeniczne   81

4.6. Parowanie terenowe   82

4.6.1. Czynniki naturalne   82

4.6.2. Czynniki antropogeniczne   84

5. Zmiany wielkości zasobów wodnych   89

5.1. Rodzaje antropogenicznych oddziaływań 89

5.2. Oddziaływania bezpośrednie i ich skutki 90

5.2.1. Pobór i przerzuty wody  90

5.2.2. Odwodnienia górnicze   97

5.2.3. Retencja zbiornikowa   105

5.2.4. Melioracje 106

5.3. Oddziaływania pośrednie i ich skutki 110

5.3.1. Zabudowa i przekształcanie koryt rzecznych 110

5.3.2. Eksploatacja rumowiska korytowego  113

5.3.3. Zmiany użytkowania ziemi 114

5.3.4. Globalne zmiany klimatyczne a zasoby wodne 121

5.3.5. Wpływ zanieczyszczenia atmosfery 127

6. Ochrona zasobów wodnych   129

6.1. Ochrona przez retencję  129

6.2. Ochrona przez zmianę użytkowania ziemi 132

6.3. Sztuczne zasilanie wód podziemnych 132

6.3.1. Metody sztucznego zasilania 133

6.3.2. Znaczenie sztucznego zasilania

w gospodarowaniu wodą   136

6.4. Ochrona wód podziemnych w obszarach górniczych   137

6.5. Oszczędność wody  137

6.5.1. Wodooszczędne systemy melioracyjne 138

6.5.2. Obieg zamknięty   140

6.5.3. Oszczędność wody w gospodarce

komunalnej i przemyśle   141

6.5.4. Wykorzystanie wód kopalnianych 145

7. Źródła zanieczyszczenia wody  146

7.1. Źródła obszarowe 146

7.1.1. Zanieczyszczone opady atmosferyczne 147

7.1.2. Rolnictwo i leśnictwo   152

7.1.3. Wysypiska i składowiska   153

7.1.4. Obszary zurbanizowane  155

7.2. Źródła punktowe  155

7.2.1. Zrzuty ścieków   156

7.2.2. Wycieki z przewodów i zbiorników 156

7.3. Źródła liniowe   157

7.3.1. Linie komunikacyjne 157

7.3.2. Rzeki i kanały 157

8. Zmiany jakości wód rzecznych   159

8.1. Przyczyny zanieczyszczenia rzek   159

8.1.1. Ścieki   160

8.1.2. Spływ powierzchniowy i spłukiwanie 163

8.1.3. Wpływ zabudowy hydrotechnicznej

i regulacji koryt na jakość wód rzecznych   166

8.2. Eutrofizacja i acidofizacja   169

8.3. Normy dopuszczalnego stężenia zanieczyszczeń w ściekach   170

8.4. Samooczyszczanie rzek   173

8.4.1. Działalność mikroorganizmów   173

8.4.2. Sedymentacja zawiesin 176

8.4.3. Adsorpcja   177

8.4.4. Rozcieńczanie   177

8.4.5. Fotosynteza   177

8.4.6. Strefy samooczyszczania  178

8.5. Klasyfikacje jakości (czystości) rzek   180

8.5.1. Klasyfikacja jakości rzek w Polsce 180

8.5.2. Przykłady dotychczas stosowanych klasyfikacji za granicą   188

8.5.3. Propozycja Europejskiej Komisji Gospodarczej ONZ   190

8.5.4. Ramowa Dyrektywa Wodna Unii Europejskiej   192

9. Zmiany jakości wód jeziornych   193

9.1. Fizyczne cechy jezior   193

9.1.1. Morfologia i morfometria misy jeziornej  193

9.1.2. Stratyfikacja termiczna   195

9.1.3. Stratyfikacja tlenowa   196

9.2. Trofia jezior i proces eutrofizacji   197

9.2.1. Czynniki trofii jezior   201

9.2.2. Tempo eutrofizacji   208

9.3. Klasyfikacja jezior ze względu na stan czystości   208

10. Zmiany jakości wód podziemnych   213

10.1. Ogniska zanieczyszczeń   213

10.2. Uwarunkowania geologiczne   216

10.3. Uwarunkowania glebowe   217

10.4. Transport zanieczyszczeń  218

10.4.1. Dyfuzja, adwekcja, dyspersja   218

10.4.2. Retardacja   219

10.4.3. Znaczenie rodzaju zanieczyszczeń 219

10.4.4. Schematy migracji zanieczyszczeń 219

10.5. Przemiany fizyczno-chemiczne w wodach podziemnych   220

10.6. Metody oceny podatności wód podziemnych na zanieczyszczenie   221

10.7. Mapy zagrożeń i podatności wód podziemnych na zanieczyszczenie   224

10.8. Zanieczyszczenie wód podziemnych w Polsce 228

10.9. Przykłady zanieczyszczenia wód podziemnych na świecie   230

11. Ochrona wód powierzchniowych przed degradacją 232

11.1. Zapobiegać czy leczyć?   232

11.2. Ochrona bierna i ochrona czynna   233

11.3. Ograniczenia dotyczące wprowadzania zanieczyszczeń do wód   234

11.4. Strefy ochronne  235

11.5. Monitoring wód płynących   235

11.6. Oceny oddziaływania na środowisko   237

11.7. Wspomaganie naturalnych procesów oczyszczania wód powierzchniowych  238

11.8. Sztuczne uzdatnianie i oczyszczanie wody 240

11.8.1. Uzdatnianie   241

11.8.2. Oczyszczanie 245

11.8.3. Oczyszczanie ścieków w Polsce 251

11.9. Ochrona jezior   251

11.9.1. Ograniczanie dostawy nutrientów 251

11.9.2. Rekultywacja jezior 253

12. Ochrona wód podziemnych przed degradacją 259

12.1. Monitoring wód podziemnych   259

12.2. Wskazanie działań ochronnych   265

12.3. Strefy ochronne   266

12.4. Ochrona czynna   267

12.4.1. Usuwanie ognisk zanieczyszczeń 268

12.4.2. Zabezpieczanie wysypisk i składowisk  268

12.4.3. Usuwanie zanieczyszczeń i rekultywacja wód podziemnych 271

13. Ekonomiczne skutki degradacji 275

14. Gospodarowanie wodą  277

14.1. Zlewnia jako obiekt gospodarowania wodą 277

14.2. Systemy wodno-gospodarcze   280

Zamiast zakończenia   284

Literatura   285

Indeks rzeczowy 301