HIDROLOGIJA: ISTORIJA, TYRIMO IR TYRIMO OBJEKTAS - MOKSLAS - 2025

Hidrologija mokslas, pasiūlymai su vandens tyrimo visais aspektais, įskaitant jo platinimą planetos ir jos hidrologinį ciklą. Taip pat nagrinėjamas vandens santykis su aplinka ir gyvosiomis būtybėmis.

Pirmosios nuorodos į vandens elgsenos tyrimą yra datuojamos Senovės Graikijoje ir Romos imperijoje. Pierre Perrault ir Edme Mariotte (1640) atlikti Sienos (Paryžius) tėkmės matavimai laikomi mokslinės hidrologijos pradžia.

Hidrometeorologinė stotis Serra da Bocaina nacionaliniame parke, Brazilija. Šaltinis: Halley Pacheco de Oliveira, iš „Wikimedia Commons“.

Vėliau lauko matavimai buvo tęsiami ir buvo kuriami vis tikslesni matavimo prietaisai. Šiuo metu hidrologija daugiausia remiasi modeliavimo modelių taikymu.

Tarp naujausių tyrimų išsiskiria ledynų traukimosi dėl globalinio atšilimo vertinimas. Čilėje ledyninis Maipo baseino paviršius sumažėjo 25%. Andų ledynų atveju jų sumažinimas susijęs su Ramiojo vandenyno atšilimu.

Istorija

Senovės civilizacijos

Dėl vandens svarbos gyvybei jo elgesio tyrimas buvo stebimas nuo žmonijos pradžios.

Hidrologinį ciklą analizavo skirtingi graikų filosofai, tokie kaip Platonas, Aristotelis ir Homeris. Romoje Seneca ir Plinijus rūpinosi vandens elgesio supratimu.

Tačiau šių senovės išminčių keliamos hipotezės šiandien laikomos klaidingomis. Romėnas Marco Vitruvius pirmasis nurodė, kad į žemę įsiskverbęs vanduo atsirado iš lietaus ir sniego.

Be to, šiuo metu buvo sukurta daug praktinių hidraulinių žinių, kurios leido statyti didelius darbus, tokius kaip akvedukai Romoje ar drėkinimo kanalai Kinijoje.

renesansas

Renesanso laikais tokie autoriai kaip Leonardo da Vinci ir Bernardas Palissy įnešė svarų indėlį į hidrologiją; Jie sugebėjo ištirti hidrologinį ciklą, atsižvelgiant į lietaus vandens įsiskverbimą ir jo grįžimą per šaltinius.

XVII a

Manoma, kad šiuo laikotarpiu gimė hidrologija kaip mokslas. Pradėti lauko matavimai, ypač Pierre Perrault ir Edmé Mariotte atlikti Seine upėje (Prancūzija).

Edmondas Halley. Šaltinis: nežinomas, per „Wikimedia Commons“

Taip pat išsiskiria Edmondo Halley darbas Viduržemio jūroje. Autorei pavyko nustatyti išgaravimo, kritulių ir tėkmės ryšį.

XVIII amžius

Šiame amžiuje hidrologija padarė didelę pažangą. Buvo atlikta daugybė eksperimentų, leidusių nustatyti kai kuriuos hidrologinius principus.

Galime pabrėžti Bernoulli teoremą, teigiančią, kad vandens srovėje slėgis padidėja, kai greitis mažėja. Kiti tyrėjai padarė reikšmingą indėlį į fizines vandens savybes.

Visi šie eksperimentai sudaro teorinį kiekybinių hidrologinių tyrimų plėtros pagrindą.

XIX a

Hidrologija stiprėja kaip eksperimentinis mokslas. Svarbi pažanga padaryta geologinės hidrologijos ir paviršinių vandenų matavimo srityje.

Šiuo laikotarpiu buvo sukurtos svarbios hidrologiniams tyrimams pritaikytos formulės: išsiskiria Hagen-Pouiseuille kapiliarų srauto lygtis ir Dupuit-Thiem šulinio formulė (1860).

Hidrometrija (disciplina, kuria matuojamas judančių skysčių srautas, jėga ir greitis) kloja savo pagrindus. Buvo parengtos srauto matavimo formulės ir suprojektuoti įvairūs lauko matavimo prietaisai.

Kita vertus, Milleris 1849 m. Nustatė, kad yra tiesioginis ryšys tarp kritulių kiekio ir aukščio.

XX ir XXI amžiai

Pirmojoje XX amžiaus pusėje kiekybinė hidrologija išliko empirine disciplina. Amžiaus viduryje buvo pradėti kurti teoriniai modeliai, kad būtų galima atlikti tikslesnius įverčius.

1922 m. Buvo įsteigta Tarptautinė mokslinės hidrologijos asociacija (IAHS). IAHS grupės hidrologai visame pasaulyje veikia iki šių dienų.

Svarbus indėlis į šulinių hidraulikos ir vandens infiltracijos teorijas. Taip pat statistika naudojama hidrologiniuose tyrimuose.

1944 m. Bernardas padėjo hidrometeorologijos pagrindus pabrėždamas meteorologinių reiškinių vaidmenį vandens cikle.

Šiuo metu skirtingų sričių hidrologai kuria sudėtingus matematinius modelius. Naudojant siūlomus modeliavimus, galima numatyti vandens elgseną skirtingomis sąlygomis.

Šie modeliavimo modeliai yra labai naudingi planuojant didelius hidraulinius darbus. Be to, įmanoma efektyviau ir racionaliau naudoti planetos vandens išteklius.

Studijų sritis

Hidrologijos terminas kilęs iš graikų hidros (vanduo) ir logotipo (mokslas), reiškiančio vandens mokslą. Todėl hidrologija yra mokslas, atsakingas už vandens, įskaitant jo cirkuliaciją ir pasiskirstymą planetoje, tyrimus.

Vanduo yra svarbus gyvybės vystymosi planetoje elementas. 70% Žemės yra padengta vandeniu, iš kurio 97% yra druskingi ir sudaro pasaulio vandenynus. Likę 3% yra gėlas vanduo, o didžioji jo dalis yra užšalusi ties pasaulio poliais ir ledynais, todėl tai yra ribotas išteklius.

Hidrologijos srityje įvertinamos cheminės ir fizinės vandens savybės, santykis su aplinka ir santykis su gyvosiomis būtybėmis.

Hidrologija kaip mokslas turi sudėtingą pobūdį, todėl jos tyrimas buvo suskirstytas į įvairias sritis. Šiame skyriuje nagrinėjami įvairūs aspektai, daugiausia dėmesio skiriant kai kuriems hidrologinio ciklo etapams: vandenynų (okeanografija), ežerų (limnologija) ir upių (potamologija), paviršinių vandenų, hidrometeorologijos, hidrogeologijos ( požeminis vanduo) ir kriologija (kietas vanduo).

Quelccaya ledynas (Peru). Šaltinis: „Edubucher“, iš „Wikimedia Commons“

Naujausi tyrimų pavyzdžiai

Hidrologiniai tyrimai pastaraisiais metais daugiausia buvo nukreipti į modeliavimo modelių, 3D geologinių modelių ir dirbtinių neuroninių tinklų taikymą.

Paviršinio vandens hidrologija

Paviršinio vandens hidrologijos srityje hidrografinių baseinų dinamikai tirti taikomi dirbtinio neuronų tinklo modeliai. Taigi, SIATL (vandens vandens srauto simuliatorius) projektas visame pasaulyje naudojamas vandens telkinio valdymui.

Taip pat buvo sukurtos tokios kompiuterinės programos kaip WEAP (vandens vertinimas ir planavimas), sukurtos Švedijoje ir nemokamai siūlomos kaip išsamus vandens išteklių valdymo planavimo įrankis.

Hidrogeologija

Šioje srityje buvo sukurti 3D geologiniai modeliai, kurie leidžia sudaryti trijų matmenų požeminio vandens atsargų žemėlapius.

Tyrime, kurį atliko Gámez ir bendradarbiai Llobregato upės deltoje (Ispanija), galėjo būti esantys vandeningieji sluoksniai. Tokiu būdu buvo užregistruoti šio svarbaus baseino, kuris tiekia Barselonos miestą, vandens šaltiniai.

Kriologija

Kriologija yra sritis, kurioje pastaraisiais metais įvyko didelis pakilimas, daugiausia dėl ledynų tyrimų. Šia prasme buvo pastebėta, kad globalus atšilimas daro didelę įtaką pasaulio ledynams.

Todėl modeliavimo modeliai yra skirti įvertinti ledynų nuostolius ateityje.

2015 m. „Castillo“ įvertino Maipo baseino ledynus, nustatydamas, kad ledyninis paviršius atsitraukė 127,9 km ² , tai yra per pastaruosius 30 metų nutolęs paviršiaus plotas, kuris sudaro 25% pradinio ledyno paviršiaus.

Anduose Bijeesh-Kozhikkodan ir kt. (2016) atliko ledyno paviršiaus vertinimą nuo 1975 iki 2015 metų. Jie nustatė, kad šiuo laikotarpiu šios užšalusio vandens masės pastebimai sumažėjo.

Pagrindinis Andų ledyninio paviršiaus sumažėjimas buvo pastebėtas 1975–1997 m., Sutapus su Ramiojo vandenyno atšilimu.

Nuorodos

1. Dirbtinių neuroninių tinklų taikymo hidrologijoje ASCE darbo komitetas (2000 m.) Dirbtiniai neuroniniai tinklai hidrologijoje. I: Preliminarios sąvokos. Journal of Hydrologic Engineering 5: 115–123.
2. Campos DF (1998) Hidrologinio ciklo procesai. Trečias perspausdinimas. Autonominis San Luis Potosí universitetas, inžinerijos fakultetas. Redakcija „Universitaria Potosina“. San Luis Potosí, Meksika. 540 psl.
3. Bijeesh-Kozhikkodan V, SF Ruiz-Pereira, W Shanshan, P Teixeira-Valente, AE Bica-Grondona, AC Becerra Rondón, IC Rekowsky, S Florêncio de Souza, N Bianchini, U Franz-Bremer, J Cardia-Simões. (2016). Atogrąžų Andų ledynų atsitraukimo lyginamoji analizė, naudojant nuotolinį tyrimą „Investig“. Geografinė sąvoka Čilė, 51: 3-36.
4. „Castillo Y“ (2015) - Maipo upės baseino ledyninės hidrologijos apibūdinimas įgyvendinant fiziškai pagrįstą pusiau paskirstytą glacio-hidrologinį modelį. Inžinerinių mokslų magistro darbas, paminėtas vandens išteklių ir aplinkos tema. Čilės universitetas, Fizinių ir matematikos mokslų fakultetas, Statybos katedra.
5. Koren V, S Reed, M Smith, Z Zhang ir DJ Seo (2004) JAV nacionalinės orų tarnybos hidrologijos laboratorinių tyrimų modeliavimo sistema (HL-RMS). Journal of Hydrology 291: 297-318.
6. Požeminė hidrologijos grupė (GHS), CSIC - Ispanija. https://h2ogeo.upc.edu/es/ Peržiūrėta 2019 m. sausio 27 d.