История гидрологии, объект исследования и примеры исследований



гидрология Именно наука ответственна за изучение воды во всех ее аспектах, включая ее распределение на планете и ее гидрологический цикл. Также рассматриваются взаимоотношения воды с окружающей средой и живыми существами..

Первые упоминания об изучении поведения воды восходят к Древней Греции и Римской империи. Измерения потока Сены (Париж), выполненные Пьером Перро и Эдме Мариоттом (1640), считаются началом научной гидрологии..

Впоследствии полевые измерения были продолжены, и были разработаны все более точные измерительные приборы. В настоящее время гидрология основывает свои исследования в основном на применении имитационных моделей..

Среди последних исследований выделяется оценка отступления ледников из-за влияния глобального потепления. В Чили ледниковая поверхность бассейна Майпо регрессировала на 25%. В случае Андских ледников, его сокращение связано с потеплением Тихого океана.

индекс

  • 1 История
    • 1.1 Древние цивилизации
    • 1.2 Ренессанс
    • 1.3 XVII век
    • 1.4 век XVIII
    • 1,5 века XIX
    • 1.6 20 и 21 века
  • 2 Область исследования
  • 3 Примеры недавних исследований
    • 3.1 Гидрология поверхностных вод
    • 3.2 Гидрогеология
    • 3.3 Криология
  • 4 Ссылки

история

Древние цивилизации

Из-за важности воды для жизни, исследование ее поведения наблюдается с начала человечества.

Гидрологический цикл был проанализирован различными греческими философами, такими как Платон, Аристотель и Гомер. В то время как в Риме Сенека и Плинио были обеспокоены, чтобы понять поведение воды.

Однако гипотезы, высказанные этими древними мудрецами, в настоящее время считаются ошибочными. Римский Марко Витрувио был первым, кто указал, что вода, проникшая в землю, появилась из-за дождя и снега..

Кроме того, за это время было разработано большое количество практических знаний в области гидравлики, которые позволили, в частности, построить такие крупные сооружения, как акведуки в Риме или оросительные каналы в Китае..

возрождение

Во время Ренессанса такие авторы, как Леонардо да Винчи и Бернард Палисси, внесли важный вклад в гидрологию; Им удалось изучить гидрологический цикл в отношении инфильтрации дождевой воды и ее возврата через родники.

17 век

Считается, что в этот период гидрология рождается как наука. Начались полевые измерения, особенно те, которые проводились Пьером Перро и Эдме Мариоттом на Сене (Франция).

Они также подчеркивают работу, проделанную Эдмондом Халли в Средиземном море. Автору удалось установить связь между испарением, осадками и течением..

18 век

Гидрология достигла важных успехов в этом столетии. Были многочисленные эксперименты, которые позволили установить некоторые гидрологические принципы.

Мы можем выделить теорему Бернулли, которая гласит, что в потоке воды давление увеличивается с уменьшением скорости. Другие исследователи внесли соответствующий вклад в отношении физических свойств воды.

Все эти эксперименты составляют теоретическую основу для разработки количественных гидрологических работ..

19 век

Гидрология укрепляется как экспериментальная наука. Значительные успехи были достигнуты в области геологической гидрологии и измерения поверхностных вод..

В этот период были разработаны важные формулы, применяемые для гидрологических исследований, среди которых выделяются уравнение капиллярного потока Хагена-Пуазейля и формула скважины Дюпюи-Тима (1860)..

Гидрометрия (дисциплина, которая измеряет поток, силу и скорость движущихся жидкостей) основывает свои основы. Были разработаны формулы для измерения расхода и разработаны различные полевые измерительные приборы..

С другой стороны, Миллер в 1849 году обнаружил, что существует прямая связь между количеством осадков и высотой.

20 и 21 века

В течение первой половины двадцатого века количественная гидрология оставалась эмпирической дисциплиной. К середине столетия разрабатываются теоретические модели для более точных оценок..

В 1922 году была создана Международная ассоциация научной гидрологии (IAHS). IAHS группирует гидрологов по всему миру до настоящего времени.

Важный вклад вносят в гидравлику скважин и теории инфильтрации воды. Кроме того, статистика используется в гидрологических исследованиях.

В 1944 году Бернард заложил основы гидрометеорологии, подчеркнув роль метеорологических явлений в круговороте воды.

В настоящее время гидрологи в своих различных областях исследования разрабатывают сложные математические модели. С помощью предложенного моделирования можно прогнозировать поведение воды в различных условиях..

Эти имитационные модели очень полезны при планировании крупных гидравлических работ. Кроме того, возможно более эффективное и рациональное использование водных ресурсов планеты..

Область исследования

Термин гидрология происходит от греческого Hydros (вода) и логотип (наука), что означает науку о воде. Следовательно, гидрология - это наука, которая отвечает за изучение воды, в том числе ее моделей циркуляции и распределения на планете..

Вода является важным элементом для развития жизни на планете. 70% Земли покрыто водой, из которых 97% соленые и составляют Мировой океан. Оставшиеся 3% составляют пресная вода, и большая ее часть замерзает на полюсах и ледниках мира, поэтому она является дефицитным ресурсом..

В области гидрологии оцениваются химические и физические свойства воды, ее связь с окружающей средой и ее связь с живыми существами..

Гидрология как наука имеет сложную природу, поэтому ее изучение было разделено на различные области. Это разделение рассматривает различные аспекты, которые фокусируются на некоторых фазах гидрологического цикла: динамика океанов (океанография), озер (лимнология) и рек (потамология), поверхностные воды, гидрометеорология, гидрогеология ( подземные воды) и криология (твердая вода).

Примеры недавних исследований

Исследования в области гидрологии в последние годы были сосредоточены главным образом на применении имитационных моделей, трехмерных геологических моделей и искусственных нейронных сетей.. 

Гидрология поверхностных вод

В области гидрологии поверхностных вод модели искусственных нейронных сетей применяются для изучения динамики водосборов. Таким образом, проект SIATL (Watershed Water Flow Simulator) используется во всем мире для управления водосборами..

Также были разработаны компьютерные программы, такие как WEAP (Оценка и планирование воды), разработанный в Швеции и предлагаемый бесплатно в качестве комплексного инструмента для планирования управления водными ресурсами.

гидрогеология

В этой области 3D геологические модели были разработаны для создания трехмерных карт запасов подземных вод..

В исследовании, проведенном Гамесом и его сотрудниками в дельте реки Льобрегат (Испания), могут быть обнаружены нынешние водоносные горизонты. Таким образом, удалось зарегистрировать источники воды этого важного бассейна, который снабжает город Барселону.

криология

Криология - это область, которая в последние годы приобрела большую высоту, в основном благодаря изучению ледников. В этом смысле было отмечено, что глобальное потепление серьезно влияет на ледники мира.

Таким образом, имитационные модели разрабатываются для оценки будущих потерь ледников.

В 2015 году Кастильо провел оценку ледников бассейна Майпо и обнаружил, что поверхность ледника отступила на 127,9 км.2, отдача, которая произошла за последние 30 лет и соответствует 25% первоначальной поверхности ледникового покрова.

В Андах Bijeesh-Kozhikkodan и соавторы (2016) провели оценку поверхности ледников в период с 1975 по 2015 годы. Они обнаружили, что в этот период произошло значительное сокращение этих масс ледяной воды..

Основное сокращение ледниковой поверхности Анд наблюдалось в период между 1975 и 1997 годами и совпало с потеплением Тихого океана..

ссылки

  1. Целевой комитет ASCE по применению искусственных нейронных сетей в гидрологии (2000). Искусственные нейронные сети в гидрологии. I: Предварительные концепции. Журнал гидрологической инженерии 5: 115-123.
  2. Кампос Д.Ф. (1998) Процессы гидрологического цикла. Третий перепечатка. Автономный университет Сан-Луис-Потоси, инженерный факультет. Университет редакции Потосина. Сан-Луис-Потоси, Мексика. 540 п.п..
  3. Бижеш-Кожиккодан V, С. Ф. Руис-Перейра, В. Шаньшань, П. Тейшейра-Валенте, А. Е. Бика-Грондона, А. С. Бесерра Рондон, И. С. Рековский, С. Флоренсио де Соуза, Н. Бианкини, Ю. Франц-Бремер, Д. Кардия-Симойес. (2016). Сравнительный анализ ледникового отступления в тропических Андах с использованием дистанционного зондирования Investig. Геогр. Чили, 51: 3-36.
  4. Кастильо Y (2015) Характеристика ледниковой гидрологии бассейна реки Майпо путем реализации физически основанной полураспределенной ледниково-гидрологической модели. Магистерская диссертация по техническим наукам, ресурсам и водной среде. Университет Чили, факультет физико-математических наук, факультет гражданского строительства.
  5. Корен В., С. Рид, М. Смит, З. Чжан и Д. Дж. Сео (2004). Система моделирования лабораторных исследований гидрологии (HL-RMS) Национальной метеорологической службы США. Журнал гидрологии 291: 297-318.
  6. .