Õppeaine eesmärk on:
- selgitada pinna- ja põhjavee moodustumise, liikumise ja kvaliteedi kujunemisega seotud seaduspärasusi;
- iseloomustada eri tüüpi pinna- ja põhjavee paiknemist Eesti territooriumil ja aluspõhjas;
- analüüsida põhjavee moodustumise iseärasusi ja kaitstust erinevates Eesti alal levivates põhjaveekompleksides;
- õpetada rakendama lihtsamaid hüdroloogilisi ja hüdrogeoloogilisi välitöö meetodeid ning lihtsamaid andmete interpreteerimise võtteid.

The aim of this course is to:
- explain the fundamental laws that govern the formation, flow and chemical composition of groundwater and surface water;
- describe and compare the distribution of different surface water bodies and groundwater in Estonia;
- analyse the formation and protection of groundwater resources in Estonia;
- apply fundamental principles of data interpretation and fieldwork methods commonly used in hydrological and hydrogeological research.

Aine läbinud üliõpilane:
- selgitab põhja- ja pinnavee moodustumise, paiknemise ja liikumisega seotud seaduspärasusi;
- analüüsib pinnamoe, maakasutuse ja geoloogilise ehituse mõju põhja- ja pinnavee liikumisele ja keemilisele koostisele;
- kasutab seaduses kehtestatud kvaliteedinõudeid põhja- ja pinnavee joogivee kvaliteedinõuetele vastavuse hindamiseks ning põhja- ja pinnavee seisundi kirjeldamiseks füüsikalis-keemiliste kvaliteedinäitajate järgi;
- iseloomustab Eesti setendite ja kivimite hüdrogeoloogilisi omadusi;
- kirjeldab peamisi Eesti alal levivaid põhjaveekomplekse ja veekihte, nende peamisi toitealasid ning neis levinud põhjavete päritolu ja keemilist koostist;
- tunneb ära olulisimaid hüdroloogilisi ja hüdrogeoloogilisi uurimismeetodeid ning rakendab elementaarseid meetodeid ja aluspõhimõtteid hüdroloogiliste ja hüdrogeoloogiliste probleemide uurimisel.

After completing this course, the student:
- describes the fundamental laws that govern the formation of groundwater and surface water, their types and movement;
- analyses the influence of topography, land use and geological setting on the chemical composition of surface water and groundwater;
- evaluates the chemical composition of surface water and groundwater samples in relation to water quality standards and apply this evaluation in assessing their chemical status;
- compares the hydrogeologic properties of different sediments and rocks in Estonia;
- describes and compare different aquifer systems in Estonia and the neighbouring areas based on their recharge areas, origin of groundwater and chemical composition of groundwater;
- describes the main methods used in hydrological and hydrogeological research and apply the fundamental principles and methods in studying hydrological and hydrogeological problems.

Õpetamine toimub valdavalt auditoorse töö vormis, kus teoreetilise loengu kõrval toimub temaatiliste harjutuste lahendamine nii ühiselt kui ka iseseisvalt. Kõiki kursusel käsitletud teemasid vaadeldakse ühtse hüdroloogilise süsteemi raames. Välitöömeetodite õppimiseks korraldatakse ühe loengu asemel eraldi välipraktikum. Lisaks peavad õpilased eksamile pääsemiseks esitama iseseisva töö, mis koosneb sarnastest harjutustest ja probleemülesannetest, nagu loengus on käsitletud.

Õppeaine temaatiline sisu:
Hüdroloogia ja hüdrogeoloogia mõisted. Veeringe looduses ja seosed kliimaga. Vee olekuvormid, pindmine äravool ja infiltreerumine pinnasesse. Siseveekogude (jõed, järved, sood). Jõgede äravoolu kirjeldamine (hüdrograaf). Järvede veerežiimi ja veebilanss. Soode tüübid ja nende veebilanss. Valgla mõiste. Karsti hüdroloogia.

Kivimite hüdrogeoloogilised omadused (poorsus, veemahtuvus, veejuhtivus, filtratsioonimoodul). Veekihid ja veepidemed. Põhjavee liikumine (põhjavee potentsiaal, Darcy seadus ja selle rakendused). Vabapinnaline põhjavesi. Surveline (kihtidevaheline) põhjavesi.

Põhja- ja pinnavee keemiline koostis. Vee keemilise koostise kujunemist mõjutavad peamised protsessid (mineraalide lahutumine, settimine, redoksreaktsioonid). Erineva koostisega vee segunemine. Põhja-ja pinnavee reostumise põhjused ja saasteainete liikumine vees. Joogivee kvaliteedinõuded. Põhja- ja pinnavee keemiline seisund.

Eesti pinna- ja põhjavee varud ning kasutamine piirkonniti (s.h vee tarbimine, kaevanduste mõju). Põhja- ja pinnavee vastastikmõju.

Hüdroloogilised uurimismeetodid (füüsikalised ja geokeemilised meetodid). Välitöömeetodid hüdroloogias ja hüdrogeoloogias (põhjavee tasemete määramine, jõe vooluhulga mõõtmine, vee väliparameetrid - pH, elektrijuhtuvus, temperatuur, lahutunud hapniku sisaldus ja leeliselisus - ning nende määramine). Kogutud andmete tõlgendamine.

The main teaching method is a lecture. During every lecture thematic practical exercises will be solved. All the topics covered are considered within a broader hydrological system. A fieldwork will be organized to study the main hydrological fieldwork methods. Students will be eligible for assessment if they have handed in their individual work consisting of practical exercises similar to those covered in lectures.
The concept of hydrology and hydrogeology. Hydrologic cycle and its relations to climate. Properties of water, surface runoff and infiltration. Surface water bodies (rivers, lakes, mires, bogs). Characterization of river runoff (streamflow hydrograph). Lake level fluctuations and water budget. Mires, bogs and their water budget. The concept of a catchment. Karst hydrology.
Hydraulic parameters and hydrogeologic properties of the subsurface (i.e. hydraulic conductivity, storage coefficient; porosity, intrinsic permeability). Aquifers and aquitards. Unconfined and semi-confined aquifers. Groundwater flow (groundwater potential, hydraulic head, Darcy’s law and its app-s).
Groundwater and surface water composition. Mixing: composition and share of source terms. Mass-transport processes (advection, hydrodynamic dispersion). Processes that determine the chemical composition of surface water and groundwater (inorganic and organic reactions, redox reactions). Water pollution. Water quality standards. Chemical status of surface and groundwater.
Surface water and groundwater resources in Estonia and their exploitation (e.g. drinking water, dewatering of mines etc). Groundwater and surface water interaction.
Methods used in hydrological and hydrogeological studies. Field methods in hydrology (hydraulic head measurements, stream discharge measurements; measurement of field parameters: pH, electrical conductivity, temperature, dissolved oxygen, redox potential, alkalinity). Quality control of the analytical results (e.g. ionic balance). Data interpretation.

Iseseisev töö, eksam

Individual work, exam

-

-

1. Brutsaert, W., 2010. Hydrology: An Introduction. 2nd Edition. Cambridge University Press, Cambridge
2. Chow, V.T., Maidment, D.R., Mays, L.W., 1988. Applied hydrology. McGraw-Hill, New York
3. Hiscock, K. M., 2005. Hydrogeology: principles and practice. John Wiley & Sons, Chichester, West Sussex.
4. Freeze, R.A., Cherry, J.A., 1979. Groundwater. Prentice-Hall
5. Mander, Ü., Liiber, Ü., 2014. Üldmaateadus. Tartu Ülikool, Tartu

-