História hydrológie, predmet štúdie a príklady vyšetrovaní



hydrológia Je to veda, ktorá je zodpovedná za štúdium vody vo všetkých jej aspektoch, vrátane jej distribúcie na planéte a jej hydrologického cyklu. Rieši tiež vzťah vody k životnému prostrediu a živým bytostiam.

Prvé odkazy na štúdium správania sa vody sa datujú do starovekého Grécka a Rímskej ríše. Meranie prietoku Seiny (Paríž), ktoré uskutočnili Pierre Perrault a Edme Mariotte (1640), sa považuje za začiatok vedeckej hydrológie.

Následne pokračovali merania v teréne a boli vyvinuté stále presnejšie meracie prístroje. V súčasnosti hydrológia zakladá svoj výskum predovšetkým na aplikácii simulačných modelov.

Medzi najnovšími štúdiami vyniká hodnotenie ústupu ľadovcov v dôsledku vplyvu globálneho otepľovania. V Čile sa povrch ľadovca povodia Maipo znížil o 25%. V prípade andských ľadovcov je jej zníženie spojené s otepľovaním Tichého oceánu.

index

  • 1 História
    • 1.1 Staroveké civilizácie
    • 1.2 Renesancia
    • 1.3 XVII
    • 1.4 storočie XVIII
    • 1.5 storočia XIX
    • 1.6 20. a 21. storočie
  • 2 Študijný odbor
  • 3 Príklady nedávneho výskumu
    • 3.1 Hydrologia povrchových vôd
    • 3.2 Hydrogeológia
    • 3.3 Criológia
  • 4 Odkazy

histórie

Staroveké civilizácie

Kvôli dôležitosti vody pre život, štúdium jeho správania bolo pozorované od začiatku ľudstva.

Hydrologický cyklus analyzovali rôzni grécki filozofi ako Platón, Aristoteles a Homér. Zatiaľ čo v Ríme sa Seneca a Plinio zaujímali o pochopenie správania sa vody.

Avšak hypotézy vznesené týmito starými mudrcami sa v súčasnosti považujú za chybné. Rímsky Marco Vitruvio ako prvý uviedol, že voda infiltrovaná do zeme pochádza z dažďa a snehu.

Okrem toho sa počas tejto doby vyvinulo veľké množstvo praktických hydraulických poznatkov, ktoré umožnili okrem iného výstavbu veľkých diel, ako sú akvadukty Ríma alebo zavlažovacie kanály v Číne..

renesancie

Počas renesancie prispeli autori ako Leonardo da Vinci a Bernard Palissy k hydrológii; Podarilo sa im študovať hydrologický cyklus vo vzťahu k infiltrácii dažďovej vody a jej návratu cez pramene.

17. storočie

Predpokladá sa, že v tomto období sa hydrológia rodí ako veda. Začali sa poľné merania, najmä tie, ktoré uskutočnili Pierre Perrault a Edmé Mariotte na rieke Seine (Francúzsko).

Zdôrazňujú tiež prácu Edmonda Halleyho v Stredozemnom mori. Autorovi sa podarilo zistiť vzťah medzi odparovaním, zrážaním a prietokom.

18. storočie

Hydrology urobili v tomto storočí dôležité pokroky. Tam boli početné experimenty, ktoré umožnili stanoviť niektoré hydrologické princípy.

Môžeme vyzdvihnúť Bernoulliho teorém, ktorý uvádza, že v prúde vody tlak stúpa, keď rýchlosť klesá. Ostatní výskumníci urobili príslušné príspevky týkajúce sa fyzikálnych vlastností vody.

Všetky tieto experimenty predstavujú teoretický základ pre vývoj kvantitatívnych hydrologických prác.

19. storočie

Hydrológia je posilnená ako experimentálna veda. Významné pokroky sa dosiahli v oblasti geologickej hydrológie a merania povrchových vôd.

V tomto období boli vyvinuté dôležité vzorce aplikované na hydrologické štúdie, vyniká rovnica kapilárneho toku Hagen-Pouiseuille a vzorec jamky Dupuit-Thiem (1860)..

Hydrometria (disciplína, ktorá meria prietok, silu a rýchlosť pohybujúcich sa kvapalín) zakladá jej základy. Boli vyvinuté vzorce pre meranie prietoku a boli navrhnuté rôzne prístroje na meranie v teréne.

Na druhej strane Miller v roku 1849 zistil, že existuje priamy vzťah medzi množstvom zrážok a nadmorskou výškou.

20. a 21. storočie

Počas prvej časti dvadsiateho storočia kvantitatívna hydrologia zostala empirickou disciplínou. Do polovice storočia sa vyvíjajú teoretické modely na presnejšie odhady.

V roku 1922 bola vytvorená Medzinárodná asociácia vedeckej hydrológie (IAHS). IAHS združuje hydrologov po celom svete až do súčasnosti.

Dôležité sú príspevky do hydrauliky studní a teórie infiltrácie vody. Okrem toho sa štatistiky používajú v hydrologických štúdiách.

V roku 1944 položil Bernard základy hydrometeorológie zdôraznením úlohy meteorologických javov vo vodnom cykle..

V súčasnosti vyvíjajú hydrologovia vo svojich rôznych študijných odboroch komplexné matematické modely. Prostredníctvom navrhovaných simulácií je možné predpovedať správanie sa vody za rôznych podmienok.

Tieto simulačné modely sú veľmi užitočné pri plánovaní veľkých hydraulických prác. Okrem toho je možné efektívnejšie a racionálnejšie využívať vodné zdroje planéty.

Študijný odbor

Termín hydrológia pochádza z gréčtiny Hydros (voda) a logo (veda), čo znamená vedu o vode. Preto je hydrológia veda, ktorá je zodpovedná za štúdium vody, vrátane jej modelov cirkulácie a distribúcie na planéte.

Voda je základným prvkom rozvoja života na planéte. 70% Zeme je pokrytých vodou, z ktorých 97% je slaných a tvorí svetové oceány. Zostávajúce 3% je sladká voda a väčšina z nich je zmrazená v póloch a ľadovcoch sveta, takže je to vzácny zdroj.

V oblasti hydrológie sa hodnotia chemické a fyzikálne vlastnosti vody, jej vzťah k životnému prostrediu a jej vzťah k živým bytostiam.

Hydrológia ako veda má komplexný charakter, takže jej štúdium bolo rozdelené do rôznych oblastí. Toto rozdelenie uvažuje o rôznych aspektoch, ktoré sa zameriavajú na niektoré fázy hydrologického cyklu: dynamika oceánov (oceánografia), jazerá (limnológia) a rieky (potamológia), povrchové vody, hydrometeorológia, hydrogeológia ( podzemnej vody) a kryológie (tuhá voda) \ t.

Príklady nedávneho výskumu

Výskum v hydrológii sa v posledných rokoch zameriaval najmä na aplikáciu simulačných modelov, 3D geologických modelov a umelých neurónových sietí. 

Povrchová vodná hydrológia

V oblasti hydrológie povrchových vôd sa používajú modely umelých neurónových sietí na štúdium dynamiky povodí. Projekt SIATL (vodný prietokový simulátor vodného toku) sa teda celosvetovo používa na riadenie povodí.

Boli vyvinuté aj počítačové programy, ako napríklad WEAP (Hodnotenie a plánovanie vody), ktorý bol vyvinutý vo Švédsku a ponúkaný bezplatne ako komplexný nástroj na plánovanie manažmentu vodných zdrojov.

hydrogeológia

V tejto oblasti boli navrhnuté 3D geologické modely na vytvorenie trojrozmerných máp zásob podzemných vôd.

V štúdii, ktorú uskutočnil Gámez a spolupracovníci v delte rieky Llobregat (Španielsko), sa mohli nachádzať súčasné vodopády. Týmto spôsobom bolo možné zaregistrovať vodné zdroje tejto dôležitej panvy, ktorá zásobuje mesto Barcelona.

cryology

Criologia je pole, ktoré v posledných rokoch zaujalo veľkú výšku, najmä vďaka štúdiu ľadovcov. V tomto zmysle sa zistilo, že globálne otepľovanie vážne postihuje svetové ľadovce.

Preto sú simulačné modely navrhnuté tak, aby odhadovali budúce stratové správanie ľadovcov.

Castillo v roku 2015 vyhodnotil ľadovce Maipo povodia, pričom zistil, že povrch ľadovca ustúpil 127,9 km2, spätný ráz, ku ktorému došlo za posledných 30 rokov a zodpovedá 25% pôvodného povrchu ľadovca.

V Andách Bijeesh-Kozhikkodan a spolupracovníci (2016) vykonali hodnotenie povrchu ľadovcov v rokoch 1975 až 2015. Zistili, že počas tohto obdobia došlo k výraznému zníženiu týchto množstiev ľadovej vody..

Hlavné zníženie hladiny andského ľadovcového povrchu bolo pozorované v rokoch 1975 až 1997, čo sa zhodovalo s otepľovaním Tichého oceánu.

referencie

  1. ASCE Task Committee pre aplikáciu umelých neurónových sietí v hydrologii (2000) Umelé neurónové siete v hydrológii. I: Úvodné koncepty. Journal of Hydrologic Engineering 5: 115-123.
  2. Campos DF (1998) Procesy hydrologického cyklu. Tretia dotlač. Autonómna univerzita San Luis Potosí, Technická fakulta. Univerzita Editorial Potosina. San Luis Potosí, Mexiko. 540 pp.
  3. Bijeesh-Kozhikkodan V, S F Ruiz-Pereira, W Shanshan, P Teixeira-Valente, A E Bica-Grondona, A C Becerra Rondón, I C Rekowsky, S Florêncio de Souza, N Bianchini, U Franz-Bremer, J Cardia-Simões. (2016). Porovnávacia analýza ľadovcového ústupu v tropických Andách pomocou diaľkového snímania Investig. Geogr. Chile, 51: 3-36.
  4. Castillo Y (2015) Charakterizácia ľadovcovej hydrológie povodia rieky Maipo prostredníctvom implementácie fyzikálne založeného semi-distribuovaného ľadovcovo-hydrologického modelu. Diplomová práca z oblasti inžinierstva, zmien zdrojov a vodného prostredia. Čilská univerzita, Fakulta fyzikálnych a matematických vied, Katedra stavebného inžinierstva.
  5. Koren V, S Reed, M Smith, Z Zhang a D-J Seo (2004) Hydrologický laboratórny výskumný modelový systém (HL-RMS) US National Weather Service. Journal of Hydrology 291: 297-318.
  6. .