Vermes László (szerk.): Vízgazdálkodás mezőgazdasági, kertész-, tájépítész- és erdőmérnök hallgatók részére (Mezőgazdasági Szaktudás Kiadó, Budapest, 2001)
1. A hidrológia és a hidraulika alapjai - Hidrológiai alapismeretek
A víz fizikai, kémiai és biológiai tulajdonságai. A vízminőség A víz az egyik legjellegzetesebb és legérdekesebb anyag a Földön. A víz fizikai tulajdonságai. A víz a természetben mind a légnemű, mind a cseppfolyós, mind a szilárd halmazállapotban előforduló anyag. Fizikai jellemzőit - Petrasovits, 1988, illetve 1981 nyomán - a 2. táblázat foglalja össze. A víz sűrűsége - tengerszinten és 0 °C-on - a levegőének 775-szöröse, így felhajtóereje is lényegesen nagyobb mint a levegőé. Ez az alapvető jellemző rendkívül fontos mind az élővilág (alak, felépítés, mozgásienergia-igény), mind a gazdaság szempontjából (vízszállítás, vízi közlekedés, vízmozgás stb.). Sűrűségének ingadozásait elsősorban a hőmérséklet és a sótartalom változásai okozzák. Amíg azonban az anyagok sűrűsége a hőmérsékletük növekedésével általában csökken, a víz 4 °C-on a legnagyobb sűrűségű, aminek döntő jelentősége van az állóvizek rétegezettségében és életében. Halmazállapota 0 °C fok alatt már szilárd. Hővezető képessége viszonylag rossz, ami ugyancsak létfontosságú a vízi élővilág szempontjából. Éghajlati viszonyaink között a felszíni vizek (a kis mélységűek kivételévek) általában nem fagynak be fenékig, a nálunk eddig észlelt legnagyobb jégvastagság 1 m körüli. A víz belső súrlódása, vagyis a vízmolekulák elmozdulását gátló ellenállás elsősorban a hőmérséklettől függ. A 25 °C-os víz súrlódása például csak fele a 0 °C fokosénak. A hőmérséklettől függő súrlódásváltozásnak nagy szerepe van a lebegő anyagok kiülepedésének ütemében, valamint a vízi élőszervezetek alakjának és mozgásienergia-szükségletének alakulásában. A víz felületi feszültsége onnan ered, hogy a felszínen lévő vízmolekulákra a víztér felől erősebben érvényesül a szomszédos molekulák vonzó hatása. A vízfelület fölötti térben ugyanis lényegesen kisebb a molekulák száma. Sajátos a víz viselkedése a Nap sugárzó energiájával kapcsolatban is. Lebegő, oldott, vagy gáznemű idegenanyag-tartalmától, mozgásától, valamint hőmérsékletétől függően más és más a fényvisszaverés, illetve a sugárzás elnyelésének mértéke. A fényvisszaverés adja a víz színét, az elnyelt sugarak viszont hővé alakulnak. A vízmolekulák halmazai lehetnek gőzök, cseppfolyós vizek és szilárdak. A vizet csupán cseppfolyós állapotában nevezzük víznek, légnemű halmazállapotban - az egyéb anyagoktól eltérően - nem gáznak, hanem gőznek vagy párának, szilárd halmazállapotban pedig jég, hó, dér, zúzmara a neve. Az egyes halmazállapotok főként a vízmolekulák viselkedésében, sűrűségében és mozgásában különböznek egymástól. Gőzként a molekulák mozgása gyors, állandó és egymással vagy egyéb tárggyal való ütközésükig egyenes vonalú, cseppfolyós vízként azonban sűrűségük lényegesen nagyobb, mozgásuk nem önálló és viszonylag lassú. A cseppfolyós víz belsejében a molekulák a vonzáskörzetükre eső több molekulát körkörösen vonzzák és gömb alakban tartják össze. A felületen lévő molekulákra csak alulról hat az alattuk lévő vízmolekula vonzása, tehát hatásgömbjüknek csak egy része van a folyadékban. A szomszédos molekulák a felsőket a víz belseje felé igyekeznek húzni, aminek a következménye a felületi feszültség, ami az egyik akadálya annak, hogy a harmatból, az 16
