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COMPLETE Environmental Geosciences: Resources&Pollution Notes - Part 10 [4.0ed the final exam]

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Boston College
Earth & Environmental Sciences
EESC 1167

Class Notes #10 *Journey from center of earth to surface streams flooding coastal zones mass movements ice and glaciers wind and deserts *Hydrological Cycle the processes that move water through the earths atmosphere, hydrosphere and lithosphere dynamic, although storage in reservoirs can last through thousands of years one estimate places the cycle as taking 10,000 years figure 6.2  liquid water ice  water vapor terms to know from the hydrologic cycle: evaporation condensation precipitation evapotransporation: the water lost to the atmosphere from the ground surface, including evaporation from non ocean  surface water reservoirs and transpiration from plants runoff: surface water flow streamflow: water flow from within channels infiltration: ground surface absorption of precipitation groundwater:  water table: depth below surface where liquid water is present capillary action: plant uptake of water from the ground through fine root systems snowmelt: seasonal melting of mountain ice caps sublimation/desublimation: conversion between the solid and the gaseous phases of matter, with no intervening liquid  stage *Where did all the water come from? Water likely present a t the formation of the planet (water vapor) Cooling of the early earth (condensation) Volcanoes Extra terrestrial objects made of ice (comets) Photosynthesis of early organisms Dating of zircon minerals point to the earths liquid water reservoirs being 4.4 billion years old Earth’s largest water reservoir is in the oceans – 97% Most of earth’s water is saline (salty) Freshwater resources are only 2.5 % of the global reservoir Nearly 70% of the freshwater is locked in glaciers Mars: 2% water *UN report of Water Scarcity 2010 Physical scarcity: where water supplies are limited 20% or 1.2 billion people affected Economic scarcity: where the infrastructure for water extraction or processing is lacking 25% or 1.6 billion people affected *MASS water resources Authority (MWRA) 200 million gallons of freshwater per day reservoir system contain 500 billion gallons travels 65 miles to get to boston  2.55 million people served/ 890,000 households/61 communities 350 milllion gallons of sewage treated per day Class Notes #11 *Streams stream: any body of flowing water confined within a channel, regardless of size (includes rivers) stream discharge: the volume of water flowing past a given monitoring point over a specific time (cubic feet per  second or cubic meters per second) influenced by the size of the basin in which the stream sits and the amount of precipitation received drainage basin: the area a stream draws its water from; watershed divide: geographic high pint that separates 2 drainage basins continental divides: high points across North America that separates large drainage areas *Determining Stream Size and Discharge the size of the stream is related to: size (area) of the drainage basin climate (temperate, desert, humid) vegetation underlying geology human land use *Streams in Action load: the total quantity of material that a stream transports wither along the bottom of the stream or within the water  column capacity: total load the at the stream can move bed load: heavy gravels and sands rolled, dragged, or pushed along the bottom (saltation) suspended load: fine sands, silts and clays that are supported within moving water (turbulence) dissolved load: minerals or compounds in solution *Velocity, Gradient and Base Level Class Notes #11 longitudinal profile: the change in the elevation along the length of a stream velocity: flow speed of water depending on steepness of channel, discharge amount, channel shape, etc gradient: steepness of the stream channel base level: elevation at which a stream cannot flow farther or erode deeper (sea level) *Stream Features Erosion: removal of materials by fast moving water V­shaped channels Cut banks Meanders: river in an open flood plane that has enough energy to cut own path Oxbows: erosive feature *Deposition Deposition: the process of build up when a slow moving stream drops its sedimentary load Delta  Alluvial fan Point bars Levee Flood plain Class Notes #12 *Factors Influencing Stream Erosion high velocity: speed  high discharge: volume in meters/second steep gradient: steepness in  climatic conditions underlying geology local topography channel shape stream load vegetation local land use patterns *Factors Influencing Stream Deposition loss of velocity low discharge shallow gradient climatic conditions underlying geology local topography channel shape stream load vegetation Class Notes #12 local land use patterns *Flooding flood: time of high discharge causing stream to overflow its banks majority are linked to precipitation infiltration: rain or snow melt that penetrates the ground surface percolation: rain or snowmelt moving through soil and rock flooding may be cyclical in nature seasonal: with the rainy season periodic: every few years catastrophic every 100 or 1,000 years flood plain: episodic floods build up the land surface on either side of the stream channel creating a broad flat  expanse of land covered with sediment *Factors Influencing Flooding quantity of water rate water enters the stream system surface runoff rate permeability porosity local topography vegetation climate precipitation Class Notes #12 flood severity may be influence by intensity, duration and timing of precipitation flash floods: type of flood found in confined areas of the drainage basin that is characterized by a very rapid rise in  quaintly and velocity human land use patterns unexpected or sudden channel impediment (trees, beaver dams, rockslides) *Measuring Floods and their Impacts Stage: the elevation of the water surface at any point  Flood stage: when the stream exceeds stream bank height Crest: maximum height of stream in flood stage Upstream floods: floods that affect small, localized areas or small drainage basins Downstream floods: floods that affect larger watershed systems and are fed by prolonged rain or excessive snowmelt  across a broad area *Why live on a floodplain? Ignorance of the risk Best arable land Transportation and trade Raw material resources Energy Aesthetics *Managing Flood Risks flood frequency statistics and distribution mapping  case study 6.1 &6.2 zoning or flood proofing retention ponds diversion channels levees dams reservoirs *Flood Water Hazards live electrical lines gas/oil contamination sewage contamination toxins and mold changes in topography animals Class notes #13 09/27/2013 *Coastal Zones and Processes 30 of the 50 states are adjacent to a major body of water (ocean, gulf, lake) 85% of the population lives in those 30 states half of the population lives in the coastal zone area of major transportation major rec centers high property values fragile wetlands or terrestrial environments niche environments provide shelter for migratory animals, amphibians, near shore marine species *Looking at Sea Level sea level: the elevation point at which streams con no longer erode their beds sea level is an average measurement between high tide and low tide marks and understood to be suring still water  period land elevations are measured against sea level (assumed to be 0 feet or meters) *Measuring Sea Level relative sea level: describes the water changes in elevation of the surface of the sea is measured in relationship to a  point on land eustatic sea level: measures global sea level with respect to a fixed point (center of the earth) and is useful for  tracking changes in global water volumes in the oceans elevation of the sea is constantly changing tides and diurnal (daily) seasonal or annual changes in lunar gravity influence climatic cycles: continetla glaciers use up measurable amounts of global water tectonism human land use: subsurface extraction of water, oil or gas *changes in sea levels signs of a sea level change on the landscape may include: wave cut platforms drowned valleys stream valley system no longer able to erode Class Notes #14 10/7/2013 *Nature of the Coastline plate tectonics influence the geometry of  the coastline  active: steep cliffs, narrow continental shelf, 
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