Zgodovina hidrologije, predmet študije in primeri raziskav



The hidrologijo To je znanost, ki je odgovorna za proučevanje vode v vseh njenih vidikih, vključno z njeno distribucijo na planetu in hidrološkim ciklom. Obravnava tudi odnos vode do okolja in živih bitij.

Prva sklicevanja na študij vodnega vedenja segajo v staro Grčijo in rimsko cesarstvo. Meritve toka Seine (Pariz), ki so jih naredili Pierre Perrault in Edme Mariotte (1640), se štejejo za začetek znanstvene hidrologije..

Nato so nadaljevali s terenskimi meritvami in razvijali vedno bolj natančne merilne instrumente. Trenutno hidrologija svoje raziskave opira predvsem na uporabo simulacijskih modelov.

Med najnovejšimi študijami izstopa ocena umika ledenikov zaradi učinka globalnega segrevanja. V Čilu je ledeniška površina porečja Maipo upadla za 25%. V primeru andskih ledenikov je njegovo zmanjšanje povezano s segrevanjem Tihega oceana.

Indeks

  • 1 Zgodovina
    • 1.1 Starodavne civilizacije
    • 1.2
    • 1.3 XVII stoletje
    • 1.4 stoletje XVIII
    • 1,5 stoletje XIX
    • 1.6 20. in 21. stoletje
  • 2 Področje študija
  • 3 Primeri nedavnih raziskav
    • 3.1 Hidrologija površinske vode
    • 3.2 Hidrogeologija
    • 3.3 Kriologija
  • 4 Reference

Zgodovina

Starodavne civilizacije

Zaradi pomena vode za življenje je bilo preučevanje njegovega vedenja opaženo že od začetka človeštva.

Hidrološki cikel so analizirali različni grški filozofi, kot so Platon, Aristotel in Homer. Medtem ko sta bila v Rimu, sta si Seneca in Plinio prizadevala razumeti vedenje vode.

Vendar se hipoteze, ki jih postavljajo te starodavne modreci, zdaj štejejo za napačne. Rimski Marco Vitruvio je prvi pokazal, da je voda, ki je prodrla v zemljo, posledica dežja in snega.

Poleg tega se je v tem času razvilo veliko praktičnega hidravličnega znanja, ki je omogočilo gradnjo velikih del, kot so rimski vodovodi ali kanali za namakanje na Kitajskem, med drugim..

Renaissance

V renesansi so avtorji, kot so Leonardo da Vinci in Bernard Palissy, pomembno prispevali k hidrologiji; Uspeli so preučiti hidrološki cikel v povezavi z infiltracijo deževnice in njenim vračanjem skozi izvir.

17. stoletje

Šteje se, da se v tem obdobju rodi hidrologija kot znanost. Začele so se terenske meritve, zlasti tiste, ki so jih opravili Pierre Perrault in Edmé Mariotte na reki Seni (Francija)..

Prav tako poudarjajo delo, ki ga je opravil Edmond Halley v Sredozemskem morju. Avtorici je uspelo ugotoviti razmerje med izhlapevanjem, padavinami in pretokom.

18. stoletje

Hidrologija je v tem stoletju pomembno napredovala. Izvedeni so bili številni poskusi, ki so omogočili določitev nekaterih hidroloških načel.

Označimo lahko Bernoullijevega izreka, ki navaja, da se v toku vode tlak poveča, ko se hitrost zmanjša. Drugi raziskovalci so prispevali pomembne podatke o fizikalnih lastnostih vode.

Vsi ti poskusi predstavljajo teoretično osnovo za razvoj kvantitativnih hidroloških del.

19. stoletje

Hidrologija je okrepljena kot eksperimentalna znanost. Pomemben napredek je bil dosežen na področju geološke hidrologije in merjenja površinskih voda.

V tem obdobju so bile razvite pomembne formule, ki so bile uporabljene pri hidroloških študijah: izstopata Hagen-Pouiseuilleova enačba kapilarnega toka in formula vodnjaka Dupuit-Thiem (1860)..

Hidrometrija (disciplina, ki meri pretok, silo in hitrost gibajočih se tekočin) temelji svoje baze. Razvili smo formule za merjenje pretoka in oblikovali različne merilne instrumente na terenu.

Po drugi strani pa je Miller leta 1849 ugotovil, da obstaja neposredna povezava med količino padavin in višino.

20. in 21. stoletja

V prvem delu dvajsetega stoletja je kvantitativna hidrologija ostala empirična disciplina. Do sredine stoletja se razvijajo teoretični modeli, ki omogočajo natančnejše ocene.

Leta 1922 je bilo ustanovljeno Mednarodno združenje za znanstveno hidrologijo (IAHS). IAHS združuje hidrologe po vsem svetu do danes.

Pomembni prispevki so podani v hidravliki vrtin in v teorijah infiltracije vode. Poleg tega se v hidroloških študijah uporabljajo statistike.

Leta 1944 je Bernard postavil temelje hidrometeorologije s poudarjanjem vloge meteoroloških pojavov v vodnem ciklu..

Hidrologi na različnih študijskih področjih trenutno razvijajo kompleksne matematične modele. S predlaganimi simulacijami je mogoče predvideti obnašanje vode pod različnimi pogoji.

Ti simulacijski modeli so zelo koristni pri načrtovanju velikih hidravličnih del. Poleg tega je možno bolj učinkovito in racionalno uporabljati vodne vire planeta.

Področje študija

Izraz hidrologija izhaja iz grščine hydros (voda) in logotip (znanost), kar pomeni znanost o vodi. Zato je hidrologija znanost, ki je odgovorna za preučevanje vode, vključno s svojimi vzorci kroženja in distribucije na planetu.

Voda je bistveni element za razvoj življenja na planetu. 70% zemlje je pokrito z vodo, od tega je 97% slanih in predstavlja svetovne oceane. Preostalih 3% je sladka voda, večina pa je zamrznjena v polih in ledenikih sveta, zato je to redek vir..

Na področju hidrologije se vrednotijo ​​kemijske in fizikalne lastnosti vode, njen odnos do okolja in njegov odnos do živih bitij.

Hidrologija kot znanost ima kompleksno naravo, zato je njena študija razdeljena na različna področja. Ta del obravnava različne vidike, ki se osredotočajo na nekatere faze hidrološkega kroga: dinamiko oceanov (jezera), jezera (limnologija) in reke (potamologija), površinske vode, hidrometeorologijo, hidrogeologijo ( podzemne vode) in kriologijo (trdna voda).

Primeri nedavnih raziskav

Raziskave v hidrologiji so se v zadnjih letih osredotočile predvsem na uporabo simulacijskih modelov, 3D geoloških modelov in umetnih nevronskih mrež. 

Hidrologija površinske vode

Na področju hidrologije površinskih voda se uporabljajo modeli umetnih nevronskih mrež za proučevanje dinamike porečij. Tako se po vsem svetu uporablja projekt SIATL (Simulator vodnega pretoka vode) za upravljanje porečij.

Razviti so bili tudi računalniški programi, kot je WEAP (Vrednotenje in načrtovanje vode), razvita na Švedskem in brezplačno na voljo kot celovito orodje za načrtovanje upravljanja z vodnimi viri.

Hidrogeologija

Na tem področju so bili zasnovani 3D geološki modeli za izdelavo tridimenzionalnih zemljevidov podzemnih vodnih rezerv.

V študiji, ki sta jo izvedla Gámez in sodelavci v delti reke Llobregat (Španija), bi se lahko našli sedanji vodonosniki. Na ta način je bilo mogoče registrirati vodne vire tega pomembnega bazena, ki oskrbuje mesto Barcelona.

Kriologija

Criología je področje, ki je v zadnjih letih prevzelo veliko višino, predvsem zaradi preučevanja ledenikov. V tem smislu je bilo ugotovljeno, da globalno segrevanje močno prizadene svetovne ledenike.

Zato so zasnovani simulacijski modeli za oceno prihodnjega izgubljanja vedenja ledenikov.

Castillo je leta 2015 ovrednotil ledenike porečja Maipo in ugotovil, da se je površina ledenika zmanjšala za 127,9 km.2, povratni udarec, ki se je pojavil v zadnjih 30 letih in ustreza 25% začetne površine ledenika.

V Andah, Bijeesh-Kozhikkodan in sodelavci (2016) so izvedli oceno površine ledenikov med letoma 1975 in 2015. Ugotovili so, da se je v tem obdobju znatno zmanjšala masa ledene vode..

Glavno zmanjšanje površin andskih ledenikov je bilo opaženo med letoma 1975 in 1997, ki je sovpadlo s segrevanjem Tihega oceana.

Reference

  1. ASCE Naloga odbora za uporabo umetnih nevronskih mrež v hidrologiji (2000) Umetne nevronske mreže v hidrologiji. I: Predhodni koncepti. Journal of Hydrologic Engineering 5: 115-123.
  2. Campos DF (1998) Procesi hidrološkega cikla. Tretji ponatis. Avtonomna univerza San Luis Potosí, Fakulteta za strojništvo. Univerza Uvodnik Potosina. San Luis Potosí, Mehika. 540 str.
  3. Bijeeš-Kozhikkodan V, S F Ruiz-Pereira, W Shanshan, P Teixeira-Valente, A B Bica-Grondona, A C Becerra Rondón, I C Rekowsky, S Florêncio de Souza, N Bianchini, U Franz-Bremer, J Cardia-Simões. (2016). Primerjalna analiza ledeniškega umika v tropskih Andih z uporabo daljinskega zaznavanja Investig. Geogr. Čile, 51: 3-36.
  4. Castillo Y (2015) Karakterizacija ledeniške hidrologije porečja reke Maipo z izvajanjem fizično zasnovanega pol-porazdeljenega ledeniškega hidrološkega modela. Magistrsko delo na področju inženirskih znanosti, pomena virov in vodnega okolja. Univerza v Čilu, Fakulteta za fizične in matematične znanosti, Oddelek za gradbeništvo.
  5. Koren V, S Reed, M Smith, Z Zhang in D-J Seo (2004) Hidrološki laboratorijski raziskovalni model modeliranja (HL-RMS) ameriške nacionalne vremenske službe. Journal of Hydrology 291: 297-318.
  6. .