Hüdroloogia ajalugu, uurimisobjekt ja uuringute näited



The hüdroloogia See on teadus, mis vastutab vee uurimise eest kõigis selle aspektides, sealhulgas selle levitamine planeedil ja selle hüdroloogiline tsükkel. See käsitleb ka vee suhet keskkonna ja elusolenditega.

Esimesed viited veekäitumise uuringule pärinevad Vana-Kreekast ja Rooma impeeriumist. Teadusliku hüdroloogia alguseks loetakse Pierre Perrault ja Edme Mariotte (1640) poolt Seine'i (Pariis) voolu mõõtmisi..

Seejärel jätkati välimõõtmisi ja töötati välja täpsemad mõõtevahendid. Praegu tugineb hüdroloogia oma uuringutele peamiselt simulatsioonimudelite rakendamisele.

Viimaste uuringute hulgas paistab silma globaalse soojenemise mõju tõttu liustike taandumise hindamine. Tšiilis on Maipo basseini jääpind vähenenud 25% võrra. Andide liustike puhul on selle vähendamine seotud Vaikse ookeani soojenemisega.

Indeks

  • 1 Ajalugu
    • 1.1 Vana tsivilisatsioonid
    • 1.2 Renessanss
    • 1.3 XVII sajand
    • 1.4 sajand XVIII
    • 1.5 sajand XIX
    • 1.6 20. ja 21. sajand
  • 2 Õppevaldkond
  • 3 Hiljutiste uuringute näited
    • 3.1 Pinnavee hüdroloogia
    • 3.2 Hüdrogeoloogia
    • 3.3 Krioloogia
  • 4 Viited

Ajalugu

Vana tsivilisatsioonid

Vee tähtsuse tõttu elule on selle käitumise uurimist täheldatud alates inimkonna algusest.

Hüdroloogilist tsüklit analüüsisid erinevad Kreeka filosoofid nagu Platon, Aristoteles ja Homer. Roomas Seneca ja Plinio olid huvitatud vee käitumise mõistmisest.

Samas peetakse nende iidsete targadega tõstatatud hüpoteese praegu ekslikeks. Roman Marco Vitruvio oli esimene, kes märkis, et maasse tunginud vesi tuli vihma ja lume tõttu.

Lisaks töötati selle aja jooksul välja palju praktilisi hüdraulilisi teadmisi, mis võimaldasid muu hulgas ehitada suuri töid, nagu Rooma akveduktid või niisutuskanalid..

Renessanss

Renaissance'i ajal andsid sellised autorid nagu Leonardo da Vinci ja Bernard Palissy olulise panuse hüdroloogiasse; Neil õnnestus uurida hüdroloogilist tsüklit seoses sademevee sissetungimisega ja selle tagasivooluga vedrude kaudu.

17. sajand

Arvatakse, et sellel perioodil sünnib hüdroloogia kui teadus. Alustati põldude mõõtmisi, eriti neid, mida viis läbi Pierre Perrault ja Edmé Mariotte Seine'i jõel (Prantsusmaa)..

Samuti rõhutavad nad Edmond Halley tööd Vahemerel. Autoril õnnestus kindlaks teha aurustamise, sademete ja voolu suhe.

18. sajand

Hüdroloogia saavutas selles sajandil olulisi edusamme. Oli mitmeid katseid, mis võimaldasid kehtestada mõningaid hüdroloogilisi põhimõtteid.

Me võime esile tuua Bernoulli teoreemi, mis ütleb, et vee voolus suureneb rõhk, kui kiirus väheneb. Teised uurijad tegid vee füüsikaliste omaduste osas asjakohast panust.

Kõik need katsed on kvantitatiivsete hüdroloogiliste tööde teoreetiline alus.

19. sajand

Hüdroloogiat tugevdatakse kui eksperimentaalset teadust. Märkimisväärseid edusamme tehti geoloogilise hüdroloogia ja pinnavee mõõtmise valdkonnas.

Sel perioodil töötati välja hüdroloogiliste uuringute jaoks olulised valemid, millest ilmneb kapillaarvoolu Hagen-Pouiseuille'i võrrand ja Dupuit-Thiemi süvendi valem (1860)..

Hüdromeetria (distsipliin, mis mõõdab liikuvate vedelike voolu, jõudu ja kiirust) põhineb alustel. Töötati välja vooluhulga mõõtmise valemid ning töötati välja mitmesugused välismõõtevahendid.

Teisest küljest leidis Miller 1849. aastal, et sademete hulga ja kõrguse vahel on otsene seos.

20. ja 21. sajand

Kahekümnenda sajandi esimesel poolel jäi kvantitatiivne hüdroloogia empiiriliseks distsipliiniks. Sajandi keskpaigaks töötatakse välja teoreetilised mudelid, et teha täpsemaid hinnanguid.

1922. aastal loodi Rahvusvaheline Teadusliku Hüdroloogia Assotsiatsioon (IAHS). IAHS rühmitab hüdrolooge kogu maailmas kuni tänapäevani.

Oluline panus on tehtud kaevude hüdraulikas ja vee sissetungimise teooriates. Lisaks kasutatakse hüdroloogilistes uuringutes statistikat.

1944. aastal pani Bernard hüdrometeoroloogia alused esile meteoroloogiliste nähtuste rolli veetsüklis.

Praegu on nende eri valdkondade hüdroloogid välja töötanud keerukaid matemaatilisi mudeleid. Kavandatud simulatsioonide abil on võimalik ennustada vee käitumist erinevates tingimustes.

Need simulatsioonimudelid on väga kasulikud suurte hüdrauliliste tööde planeerimisel. Lisaks on võimalik planeedi veeressursse tõhusamalt ja ratsionaalsemalt kasutada.

Õppevaldkond

Mõiste hüdroloogia pärineb kreeka keelest hüdrosid (vesi) ja logo (teadus), mis tähendab vee teadust. Seetõttu on hüdroloogia teadus, mis vastutab vee uurimise eest, sealhulgas selle ringluse ja leviku mustrid planeedil.

Vesi on planeedi elu arengu oluline element. 70% Maast on kaetud veega, millest 97% on soolane ja moodustab maailma ookeanid. Ülejäänud 3% on magevesi ja enamik sellest on külmutatud maailma poolakates ja liustikutes, mistõttu on see piiratud ressurss.

Hüdroloogia valdkonnas hinnatakse vee keemilisi ja füüsikalisi omadusi, selle seost keskkonnaga ja selle seost elusolenditega.

Hüdroloogia kui teadus on keeruline iseloom, nii et nende uuring on jagatud eri valdkondades. Selline jaotus pakub erinevaid aspekte, keskendudes ühelgi etapil hüdroloogiliste tsüklit: dünaamika ookeanides (okeanograafia), järved (limnología) ja jõgede (potamology), pinna-, siis hüdrometeoroloogia, hüdrogeoloogilisi ( põhjavesi) ja cryology (tahke vesi).

Hiljutiste uuringute näited

Hüdroloogia uuringud on viimastel aastatel keskendunud peamiselt simulatsioonimudelite, 3D geoloogiliste mudelite ja kunstlike närvivõrkude rakendamisele. 

Pinnavee hüdroloogia

Pinnavee hüdroloogia valdkonnas kasutatakse vesikondade dünaamika uurimiseks kunstlike närvivõrkude mudeleid. Seega kasutatakse veekogude majandamiseks kogu maailmas SIATL projekti (Watershed Water Flow Simulator).

Samuti on välja töötatud arvutiprogrammid, näiteks WEAP (Vee hindamine ja planeerimine), mis on välja töötatud Rootsis ja mida pakutakse tasuta tervikliku vahendina veevarude haldamiseks.

Hüdrogeoloogia

Selles valdkonnas on loodud 3D-geoloogilised mudelid, et luua maa-aluste veevarude kolmemõõtmelised kaardid.

Gámezi ja Llobregati jõe delta (Hispaania) kaasosaliste uuringus võiksid asuda praegused põhjaveekihid. Sel viisil oli võimalik registreerida selle olulise basseini veeallikad, mis varustavad Barcelona linna.

Krioloogia

Criología on viimastel aastatel suur kõrgus, mis on peamiselt tingitud liustike uuringust. Selles mõttes on täheldatud, et globaalne soojenemine mõjutab tõsiselt maailma liustikke.

Seetõttu kavandatakse liustike tulevase kadumiskäitumise hindamiseks simulatsioonimudeleid.

Castillo hindas 2015. aastal Maipo basseini liustikke, leides, et liustiku pind on vähenenud 127,9 km2, tagasilöögi, mis on toimunud viimase 30 aasta jooksul ja vastab 25% -le jääliigi algsest pinnast.

Andides tegid Bijeesh-Kozhikkodan ja kaastöötajad (2016) hinnangu liustike pinnale aastatel 1975 kuni 2015. Nad leidsid, et selle aja jooksul on nende jäävee mass oluliselt vähenenud.

Andide jääpinna peamist vähenemist täheldati aastatel 1975–1997, mis langes kokku Vaikse ookeani soojenemisega.

Viited

  1. ASCE töörühm kunstlike närvivõrkude rakendamisel hüdroloogias (2000) Kunstlikud neuroloogilised võrgud hüdroloogias. I: Esialgsed mõisted. Journal of Hydrologic Engineering 5: 115-123.
  2. Campos DF (1998) Hüdroloogilise tsükli protsessid. Kolmas kordustrükk. San Luis Potosí autonoomne ülikool, inseneriteaduskond. University Editorial Potosina. San Luis Potosí, Mehhiko. 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). Võrdlusanalüüs troopilistes Andides asuvast jää-taganemisest kaugseire abil. Geograafia; Tšiili, 51: 3-36.
  4. Castillo Y (2015) Maipo vesikonna liustiku hüdroloogia iseloomustus füüsiliselt pooleldi hajutatud jää-hüdroloogilise mudeli rakendamisega. Magistritöö inseneriteadustes, ressursside mainimises ja veekeskkonnas. Tšiili ülikool, füüsika- ja matemaatikateaduskond, ehitusinsener.
  5. Koren V, S Reed, M Smith, Z Zhang ja D-J Seo (2004) US National Weather Service'i hüdroloogia laboratoorse uuringu modelleerimissüsteem (HL-RMS). Journal of Hydrology 291: 297-318.
  6. .