История на хидрологията, обект на изследване и примери за изследвания



на хидрологията Науката е отговорна за изучаването на водата във всички нейни аспекти, включително нейното разпределение по планетата и нейния хидроложки цикъл. Той също така разглежда връзката на водата с околната среда и живите същества.

Първите референции за изследване на поведението на водата датират от древна Гърция и Римската империя. Измерванията на потока на Сена (Париж), направени от Пиер Перо и Едма Мариотт (1640), се считат за началото на научната хидрология.

Впоследствие бяха продължени полевите измервания и бяха разработени все по-точни измервателни инструменти. В момента хидрологията основава своите изследвания главно на прилагането на симулационни модели.

Сред най-новите проучвания се откроява оценката за оттеглянето на ледниците поради ефекта на глобалното затопляне. В Чили ледниковата повърхност на басейна на Maipo е намаляла с 25%. В случая с глетчерите от Андите, неговото намаляване е свързано със затоплянето на Тихия океан.

индекс

  • 1 История
    • 1.1 Древни цивилизации
    • 1.2 Ренесанс
    • 1.3 XVII век
    • 1.4 век XVIII
    • 1.5 век XIX
    • 1.6 ХХ и ХХІ век
  • 2 Област на изследване
  • 3 Примери на скорошни изследвания
    • 3.1 Хидрология на повърхностните води
    • 3.2 Хидрогеология
    • 3.3 Криология
  • 4 Препратки

история

Древни цивилизации

Поради важността на водата за живота, изследването на неговото поведение се наблюдава от началото на човечеството.

Хидроложкият цикъл беше анализиран от различни гръцки философи като Платон, Аристотел и Омир. Докато са били в Рим, Сенека и Плинио били загрижени да разберат поведението на водата.

Въпреки това, хипотезите, повдигнати от тези древни мъдреци, се считат за погрешни в момента. Римският Марко Витрувио първи посочи, че водата, просмукана в земята, идва от дъжд и сняг.

В допълнение, през това време беше разработено голямо количество практически хидравлични знания, които позволиха изграждането на големи работи като водопроводите в Рим или напоителните канали в Китай, наред с други..

Ренесанс

По време на Ренесанса авторите като Леонардо да Винчи и Бернар Палиси направиха важен принос за хидрологията; Те успяха да проучат хидроложкия цикъл във връзка с проникването на дъждовна вода и връщането му през изворите.

17 век

Счита се, че в този период хидрологията се ражда като наука. Бяха започнати полеви измервания, особено тези, извършени от Pierre Perrault и Edmé Mariotte на река Сена (Франция).

Те също така подчертават работата, извършена от Edmond Halley в Средиземно море. Авторът успя да установи връзката между изпарението, валежите и потока.

18 век

Хидрологията постигна значителен напредък през този век. Имаше множество експерименти, които позволиха да се установят някои хидроложки принципи.

Можем да подчертаем теоремата на Бернули, която гласи, че в потока вода налягането се увеличава, когато скоростта намалява. Други изследователи направиха необходимия принос по отношение на физическите свойства на водата.

Всички тези експерименти представляват теоретичната основа за разработване на количествени хидроложки работи.

19 век

Хидрологията се укрепва като експериментална наука. Значителен напредък бяха постигнати в областта на геоложката хидрология и измерването на повърхностните води.

В този период са разработени важни формули, прилагани за хидроложките проучвания, от които се откроява уравнението на капилярния поток Хаген-Пуисей и формулата на кладенеца на Dupuit-Thiem (1860)..

Хидрометрията (дисциплината, която измерва потока, силата и скоростта на движещите се течности) основава своите бази. Разработени са формули за измерване на потока и са проектирани различни измервателни прибори.

От друга страна, Милър, през 1849 г., установява, че има пряка връзка между количеството на валежите и надморската височина.

20 и 21 век

През първата част на ХХ век количествената хидрология остава емпирична дисциплина. До средата на века се разработват теоретични модели, за да се направят по-точни оценки.

През 1922 г. е създадена Международната асоциация за научна хидрология (IAHS). До момента IAHS групира хидролози по целия свят.

Важен принос са направени в хидравликата на кладенците и теориите за инфилтрация на вода. Освен това в хидроложките проучвания се използват статистически данни.

През 1944 г. Бернард поставя основите на хидрометеорологията, като подчертава ролята на метеорологичните явления във водния цикъл..

Понастоящем хидролозите в различните области на своето обучение разработват сложни математически модели. Чрез предложените симулации е възможно да се предскаже поведението на водата при различни условия.

Тези симулационни модели са много полезни при планирането на големи хидравлични работи. Освен това е възможно да се направи по-ефективно и рационално използването на водните ресурси на планетата.

Област на обучение

Терминът хидрология идва от гръцкия Hydros (вода) и лого (наука), което означава наука за водата. Ето защо, хидрологията е наука, която е отговорна за изследването на водата, включително нейните модели на циркулация и разпространение на планетата.

Водата е съществен елемент за развитието на живота на планетата. 70% от Земята е покрита с вода, от които 97% са солени и съставляват световните океани. Останалите 3% са прясна вода, а по-голямата част от нея е замразена в полюсите и ледниците на света, така че това е ограничен ресурс.

В областта на хидрологията се оценяват химичните и физичните свойства на водата, връзката й с околната среда и връзката й с живите същества.

Хидрологията като наука има сложен характер, така че нейното изследване е разделено на различни области. Това разделение разглежда различни аспекти, които се фокусират върху някои от фазите на хидроложкия цикъл: динамиката на океаните (океанография), езерата (лимнология) и реките (потамология), повърхностните води, хидрометеорологията, хидрогеологията ( подземни води) и криология (твърда вода).

Примери за последните изследвания

Изследванията в областта на хидрологията през последните години се фокусират основно върху прилагането на симулационни модели, 3D геоложки модели и изкуствени невронни мрежи. 

Хидрология на повърхностните води

В областта на хидрологията на повърхностните води се прилагат модели на изкуствени невронни мрежи за изследване на динамиката на водосборите. По този начин проектът SIATL (Симулатор на воден водоизточник) се използва в световен мащаб за управление на водосборния басейн.

Разработени са и компютърни програми, като WEAP (Оценка и планиране на водите), разработена в Швеция и предлагана безплатно като цялостен инструмент за планиране на управлението на водните ресурси.

хидрогеология

В тази област са създадени 3D геоложки модели, които създават триизмерни карти на запасите от подземни води.

В проучване, проведено от Gámez и сътрудници в делтата на река Llobregat (Испания), настоящите водоносни хоризонти могат да бъдат разположени. По този начин беше възможно да се регистрират водоизточниците на този важен басейн, който снабдява град Барселона.

cryology

Криологията е поле, което е отнело голяма височина през последните години, главно поради проучването на ледниците. В този смисъл е наблюдавано, че ледниците в света са силно засегнати от глобалното затопляне.

Затова са проектирани симулационни модели за оценка на бъдещото поведение на глетчерите.

През 2015 г. Кастило оцени ледниците в басейна на Maipo, като установи, че повърхността на ледника е намаляла със 127,9 км.2, откат, който е настъпил през последните 30 години и съответства на 25% от началната повърхност на ледника.

В Андите, Бееш-Кожикокан и сътрудници (2016) са извършили оценка на повърхността на ледниците през периода 1975 - 2015 г. Установено е, че през този период е имало значително намаляване на тези маси от ледена вода..

Основната редукция на Андийската ледникова повърхност се наблюдава между 1975 и 1997 г., като съвпада с затоплянето на Тихия океан.

препратки

  1. ASCE Задача на комисията за прилагане на изкуствени невронни мрежи в хидрологията (2000) Изкуствени невронни мрежи в хидрологията. I: Предварителни концепции. Journal of Hydrologic Engineering 5: 115-123.
  2. Campos DF (1998) Процеси на хидроложкия цикъл. Трето препечатка. Автономният университет в Сан Луис Потоси, Инженерният факултет. Университетска редакция Потосина. Сан Луис Потоси, Мексико. 540 стр.
  3. Бееш-Кожиккодан 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 г.). Сравнителен анализ на ледниковото отстъпление в тропическите Анди чрез дистанционно изследване Investig. Geogr. Чили, 51: 3-36.
  4. Castillo Y (2015) Характеризиране на ледниковата хидрология на басейна на река Maipo чрез прилагане на физически базиран полуразположен ледниково-хидрологичен модел. Магистърска теза в инженерните науки, споменаването на ресурсите и водната среда. Университет на Чили, Факултет по физически и математически науки, Катедра по гражданско строителство.
  5. Корен V, S Reed, M Smith, Z Zhang и D-J Seo (2004) Система за изследване на лабораторията за хидрология (HL-RMS) на Националната метеорологична служба на САЩ. Journal of Hydrology 291: 297-318.
  6. .