V rukách torpédo, na nohách gumáky – slovenský hydrológ

22. mar. 2016 • Biologické vedy

V rukách torpédo, na nohách gumáky – slovenský hydrológ

Práca hydrológa môže byť oveľa zaujímavejšia, než sa na prvý pohľad môže zdať. Hoci o vode toho vieme veľa, o tom, čo zamestnáva našich hydrológov už veľmi nie. V nasledujúcej reportáži sa dočítate, ako je na tom Slovensko so zásobami vody, ktoré regióny trpia jej nedostatkom, v čom spočíva význam podzemnej vody a prečo hydrológovia pri svojej práci využívajú torpédo aj gumáky. Toto všetko a ešte viac nám prezradila Yvetta Velísková z Ústavu hydrológie SAV.

Voda – základ života

Bez vody sa žiť nedá. To je asi základný fakt, ktorý nemusíme príliš zdôrazňovať. Voda sa nachádza v každom živom organizme. Telo novorodenca jej obsahuje napríklad 75 až 80 percent. Dospelý človek jej má v tele už o niečo menej, približne 60 65 % svojej hmotnosti. Voda rozvádza živiny, odplavuje škodlivé látky z tela a zabraňuje prehriatiu organizmu. Neprežili by sme bez nej viac než 5 dní. To sú všetko dobre známe informácie. Možno práve tie vyvolávajú mylný dojem, že o vodu sa zaujímať nemusíme.

Zásoby vody na Zemi. Koľko jej vlastne je?

Vzorec H2O poznajú aj tí, pre ktorých chémia nebola najobľúbenejší predmet na škole. Voda sa na Zemi nachádza vo všetkých troch skupenstvách. Plynnom, kvapalnom aj tuhom. Spoločný názov pre celkový objem vody na svete je hydrosféra. Rozložená je nasledovne. V oceánoch a moriach sa jej nachádza viac než 1300 miliónov kilometrov kubických. Je to približne až 97 percent hydrosféry. Táto voda je však slaná, a teda pre ľudský organizmus nie je vhodná.

Na to, aby sme prežili, potrebujeme vodu sladkú. Tá tvorí zvyšné tri percentá z hydrosféry. Oproti oceánom síce zanedbateľné percento, no pre život nevyhnutné. Podiel sladkej vody sa rozčleňuje nasledovne. Podzemná voda tvorí približne 31,4 % z jej objemu, v ľadovcoch a snehovom pokryve sa zase nachádza 68,3 % sladkej vody. No a percentuálne najmenšia čiastka 0,3 % reprezentuje celkovú povrchovú vodu na Zemi. A povrchová voda je tá, s ktorou prichádzame najčastejšie do styku, a teda jazerá, rieky a mokrade.

Rébus hydrológa: podzemná či povrchová? Ktorá je dôležitejšia?

HydrometrovanieNa to, aby sme pochopili, ktorá voda je pre náš život potrebnejšia, si musíme ujasniť základné fakty. Zásadný rozdiel medzi povrchovou a podzemnou vodou vyplýva už z ich názvov. Jedna prúdi na povrchu a je teda viditeľná, druhá sa nachádza pod povrchom. Každá z nich má okrem toho svoje špecifiká, či už je to spôsob a zákonitosti pohybu – teda prúdenia, rozsah základných fyzikálno-chemických vlastností, miera zraniteľnosti atď. Povrchová aj podzemná voda má svoje nezastupiteľné miesto a úlohu v hydrologickom cykle. Z hľadiska zásobovania pitnou vodou je však kvalitnejším zdrojom podzemná voda. Hoci je kvalitnejšia, v minulosti sa skôr využívala voda povrchová. Z histórie vieme, že prvé civilizácie vznikali práve na brehoch veľkých riek. Rieky Eufrat a Tigris v Mezopotámii, Dlhá a Žltá rieka v Číne... Takýchto príkladov by sme našli oveľa viac. Všetky poukazujú na to, aký zásadný vplyv mali rieky na vznik života.

Prerozdelenie vody vo svete

Vody, ako sme už uviedli, je na Zemi dostatok. Problémom je ale jej nerovnomerné prerozdelenie a kvalita. Približne jedna pätina ľudstva nemá prístup k čistej pitnej vode. Viac než 2,5 miliarde ľudí chýba voda pre základné hygienické zázemie. Tri milióny ľudí ročne zomrú na choroby spôsobené kontaminovanou vodou a zlou hygienou, z toho drvivá väčšina detí.

Príčiny, ktoré spôsobujú nedostatok vody sú rôzne. Niektoré krajiny trpia nedostatkom vody z dôvodu jej fyzickej neprítomnosti. Púšte, polopúšte či iné územia sú skrátka príliš nehostinné na to, aby v nich bolo dostatok vody. Takéto oblasti nájdeme v Afrike, Ázii, ale aj v Austrálii a Severnej Amerike. Väčšia časť afrických štátov však má problémy s vodou v dôsledku nedostatočných technických a finančných možností, ako podzemnú vodu čerpať, ako ju získavať zo slanej vody, či ako upraviť povrchovú vodu, aby mala dostatočné parametre kvality atď. No a potom je tu skupina krajín, ktorá má problém s nedostatkom vody v dôsledku jej nadmerného užívania.

Zásoby vody na Slovensku

Na Slovensku máme vody zatiaľ dostatok. To sa však môže zmeniť. Žitný ostrov, Malé Karpaty či Nízke Tatry patria medzi naše najväčšie zdroje podzemnej vody. Pod Žitným ostrovom je jej v celkovom objeme približne 10 – 15 miliárd metrov kubických. Nie nadarmo sa mu hovorí najväčšia zásobáreň podzemnej vody na Slovensku.

Z hľadiska zásobovania pitnou vodou je kvalitnejším zdrojom podzemná voda. V tomto smere má Slovensko „šťastie“, až 82 % odberu pitnej vody je pokryté z podzemných zdrojov. Najlepšie je na tom Bratislavský, Trnavský a Nitriansky kraj, v ktorých sú využívané len podzemné zdroje. V ostatných krajoch sú na zásobovanie obyvateľov pitnou vodou využívané podzemné i povrchové zdroje vody.

V globále však máme využiteľných zásob podzemnej vody na Slovensku dostatok. V porovnaní s rokom 2000 dokonca spotreba vody mierne klesla. Dôvodom je lepšie hospodárenie s vodou, prípadne zníženie odberov bohužiaľ skôr z ekonomických, ako ekologických pohnútok. Rezervy máme taktiež dostatočné. No tak ako v celosvetovom meradle, tak aj v rámci Slovenska je problém  v nerovnomernom priestorovom rozdelení zdrojov vody v jednotlivých územiach na Slovensku, a preto majú niektorí obyvatelia problém so zabezpečením dostatku pitnej vody.

Kvalita či kvantita? Čo je dôležitejšie?

To je základná otázka, na ktorú hľadajú odpoveď hydrológovia. Yvetta Velísková si myslí, že na ňu neexistuje jednoznačná odpoveď. Kvalitu aj kvantitu vody treba vnímať vyvážene. Pri posudzovaní kvality vody sa napríklad vyhodnocujú fyzikálno-chemické vlastnosti vody (teplota, zákal, obsah jednotlivých chemických látok a pod.), mikro-biologické zloženie, biologické podmienky v toku, ako i hydromorfologické vlastnosti (v akom stave je koryto a okolie toku). Pri kvantite sa zase skúma veľkosť povodia, zrážky, prietoková plocha, výška hladiny podzemnej vody, rýchlostný profil či akumulačné objemy. Kvantita aj kvalita však idú ruka v ruke. Mať veľké množstvo nekvalitnej vody, keď nemáme finančné prostriedky na jej zlepšenie, je nedostatočné. Rovnako je neosožné malé množstvo kvalitnej vody, ktorá nedokáže dostatočne uspokojiť potreby obyvateľov.

Ako spoznáte hydrológa? Má obuté gumáky a v rukách torpédo 

Pre hydrológov je dôležité poznať prúdenie aj v povrchových, aj podzemných vôd. Základným zdrojom informáciíHydrometrovanie krídlom v overalových čižmách sú merania v teréne. Merajú sa napríklad prietoky vo vodných tokoch, aké sú v nich rýchlosti prúdenia a ako sa menia, zisťuje sa aj batymetria – teda hĺbka toku, ale i mnohé ďalšie veci. Keď chcú vedci vytvoriť modely predpovedajúce budúci stav vodných zdrojov, prípadne vplyv nejakej ľudskej aktivity na ne, musia všetko toto zistiť. Pri meraní v teréne používajú najmodernejšie prístroje. Medzi ne patria napríklad rôzne druhy hydrometrických krídiel. Nimi sa zisťuje, ako rýchlo tečie voda. Batymeter alebo sonar sa zase používa na meranie hĺbky vody. Zaujímavým zariadením je rozhodne EcoMapper AUV. Toto zariadenie tvarom pripomína torpédo a používa sa na mapovanie dna toku, ale i kvality vody v ňom. Ústav hydrológie SAV je jediným vlastníkom takéhoto prístroja v strednej Európe. Okrem najmodernejších technológii využívajú vedci pri práci aj o niečo prozaickejšie nástroje. Kľúčové a nevyhnutné sú pre nich gumáky, ktoré si musia neraz obuť pri praktických meraniach „priamo v teréne“, teda v tomto prípade skôr vo vode. Nezaobídu sa však ani bez lyží, lopaty, krompáča a niekedy je nevyhnutný aj čln.

Advekcia a disperzia. Kuchynský slovník ekohydrológa

Čo teda s nameranými údajmi? Tie sú vždy vzácne a jedinečné a vždy sa zúžitkujú. Buď sa použijú na sledovanie vývoja nejakého ukazovateľa, alebo ako vstupné údaje do modelov. Advekcia a disperzia sú základné pojmy, s ktorými hydrológovia operujú najmä pri problémoch so znečistením vody. Advekcia je jav označujúci presunutie znečistenia z jedného miesta na druhé. Pri disperzii už dochádza okrem presunu aj k určitému rozptylu znečistenia. Aby vedci dokázali určiť možný postup znečistenia, používajú na to advekčno-disperzné rovnice. Do nich vkladajú získané dáta z merania. Hydrológovia sa teda snažia získavať nové poznatky o zákonitostiach obehu vody v prírode, zovšeobecňujú ich, a tak zabezpečujú informácie potrebné pre rozvoj vodného hospodárstva na Slovensku.

Vodu musíme chrániť. Všetci!

Hoci je voda základ života, môže sa z nej stať aj nebezpečný živel. Ničivé povodne, záplavy, kontaminovanie pitnej vody ... Tomu všetkému sa snažia hydrológia porozumieť a následne aj do budúcna zabrániť. Dôležitou súčasťou ich práce je taktiež šírenie osvety v oblasti správneho nakladania s vodou. Ako sme už uviedli, vody je síce na Zemi dostatok, ale jej zdroje sú nerovnomerne rozdelené. Okrem toho, mnohé zdroje vody sú ohrozené znečistením v dôsledku ľudskej činnosti, čo je zvlášť nebezpečné pri zdrojoch pitnej vody. Zvyšujúca sa spotreba vody a nároky na jej kvalitu spolu s prebiehajúcimi klimatickými zmenami vyžadujú neustály výskum v oblasti hydrológie a hydrodynamiky povrchových i podzemných vôd. Voda patrí medzi nenahraditeľné zložky nášho prírodného prostredia. Jej ochrana by preto mala byť na prvom mieste. Poukazuje na to aj 22. marec, ktorý je zaznamenaný ako Svetový deň vody. Pokiaľ však chceme zachovať kvalitu života na doterajšej úrovni, pripomínať a chrániť vodu treba každý deň, nie len raz do roka...

 

Viac o práci vedeckých pracovníkov z Ústavu hydrológie SAV si môžete pozrieť v nasledujúcom videozázname.

© CVTI SR – Národné centrum pre popularizáciu vedy a techniky v spoločnosti, 2016

 

Spracoval: Tomáš Verníček

Foto a autorizácia textu: Ing. Yvetta Velísková, PhD.

Uverejnila: ZVČ

Súvisiace:

Hore
Aurelium - centrum vedy
Quark_2020
Veda v Centre
Quark 25 rokov
Bratislavská vedecká cukráreň
TAG Slovenská veda
kúpa časopisov jún 2016
banner záhrady
Publikácie Veda v CENTRE
Zaujímavosti vo vede
Po Slnku, Mesiaci a Venuši je Jupiter štvrtým najjasnejším telesom na oblohe.
Zistite viac