Hydrologian historia, tutkimuksen kohde ja esimerkkejä tutkimuksista



hydrologia Se on tiede, joka vastaa veden tutkimisesta kaikilla sen osa-alueilla, mukaan lukien sen levittäminen planeetalla ja sen hydrologinen kierto. Siinä käsitellään myös veden suhdetta ympäristöön ja eläviin olennoihin.

Ensimmäiset viittaukset veden käyttäytymisen tutkimukseen ovat peräisin antiikin Kreikasta ja Rooman valtakunnasta. Tieteellisen hydrologian aluksi pidetään Pierre Perraultin ja Edme Mariotteen (1640) tekemiä Seineen (Pariisi) virtauksen mittauksia..

Tämän jälkeen jatkettiin kenttämittauksia ja kehitettiin yhä tarkempia mittauslaitteita. Tällä hetkellä hydrologia perustuu tutkimukseensa pääasiassa simulaatiomallien soveltamiseen.

Tuoreimpien tutkimusten joukossa erottuu globaalilämmityksen vaikutuksesta johtuvien jäätiköiden vetäytymisen arviointi. Chilessä Maipo-altaan jääpinta on laskenut 25%. Andien jäätiköiden osalta sen vähentäminen liittyy Tyynenmeren lämpenemiseen.

indeksi

  • 1 Historia
    • 1.1 Muinaiset sivilisaatiot
    • 1.2 Renessanssi
    • 1.3 XVII vuosisata
    • 1.4 Century XVIII
    • 1.5 Century XIX
    • 1.6 20. ja 21. vuosisadat
  • 2 Opintojakso
  • 3 Esimerkkejä viimeaikaisesta tutkimuksesta
    • 3.1 Pintaveden hydrologia
    • 3.2 Hydrogeologia
    • 3.3 Kriologia
  • 4 Viitteet

historia

Muinaiset sivilisaatiot

Veden merkityksen vuoksi elämälle on tutkittu sen käyttäytymistä ihmiskunnan alusta lähtien.

Hydrologista kierrosta analysoivat erilaiset kreikkalaiset filosofit, kuten Platon, Aristoteles ja Homer. Rooman Seneca ja Plinio olivat huolissaan veden käyttäytymisestä.

Näiden ikivanhojen syntien herättämiä hypoteeseja pidetään kuitenkin tällä hetkellä virheellisinä. Roman Marco Vitruvio oli ensimmäinen, joka osoitti, että maahan imeytynyt vesi tuli sateelta ja lumelta.

Lisäksi tänä aikana kehitettiin paljon käytännön hydraulista tietoa, joka mahdollisti muun muassa Rooman vesijohtojen tai Kiinan kastelukanavien rakentamisen..

renessanssi

Renessanssin aikana tekijät, kuten Leonardo da Vinci ja Bernard Palissy, ovat vaikuttaneet merkittävästi hydrologiaan; He onnistuivat selvittämään hydrologista kierrosta suhteessa sadeveden tunkeutumiseen ja sen paluuseen jousien läpi.

17th century

Katsotaan, että tällä kaudella hydrologia syntyy tieteena. Kenttämittaukset aloitettiin, erityisesti ne, joita Pierre Perrault ja Edmé Mariotte suorittivat Seine-joella (Ranska).

He myös korostavat Edmond Halleyn työtä Välimerellä. Kirjoittaja onnistui vahvistamaan haihtumisen, sademäärän ja virtauksen välisen suhteen.

1700-luvulla

Hydrologia on edistynyt merkittävästi tällä vuosisadalla. Oli lukuisia kokeita, joiden avulla voitiin luoda joitakin hydrologisia periaatteita.

Voimme korostaa Bernoullin teoriaa, jossa todetaan, että veden virtauksessa paine kasvaa, kun nopeus laskee. Muut tutkijat osallistuivat merkittävästi veden fysikaalisiin ominaisuuksiin.

Kaikki nämä kokeet muodostavat teoreettisen perustan kvantitatiivisten hydrologisten töiden kehittämiselle.

1800-luvulla

Hydrologiaa vahvistetaan kokeellisena tieteenä. Merkittäviä edistysaskeleita saavutettiin geologisen hydrologian ja pintavesien mittaamisen alalla.

Tänä aikana kehitettiin hydrologisiin tutkimuksiin sovellettavia tärkeitä kaavoja: Hagen-Pouiseuillen kapillaarivirtauksen yhtälö ja Dupuit-Thiemin kaivon kaava (1860) erottuvat toisistaan..

Hydrometria (kurinalaisuus, joka mittaa liikkuvien nesteiden virtausta, voimaa ja nopeutta) perustaa perustansa. Virtausmittausmuotoja kehitettiin ja erilaisia ​​kenttämittauslaitteita suunniteltiin.

Toisaalta Miller, vuonna 1849, totesi, että sademäärän ja korkeuden välillä on suora yhteys.

20. ja 21. vuosisadat

Kahdentoista vuosisadan ensimmäisen osan aikana määrällinen hydrologia säilyi empiirisenä kurinalaisuutena. Vuosisadan puoliväliin mennessä kehitetään teoreettisia malleja tarkempien arvioiden tekemiseksi.

Vuonna 1922 perustettiin Kansainvälinen tieteellisen hydrologian yhdistys (IAHS). IAHS ryhmittelee hydrologeja maailmanlaajuisesti tähän asti.

Tärkeää panosta tehdään kaivojen hydrauliikassa ja veden tunkeutumisen teorioissa. Lisäksi tilastoja käytetään hydrologisissa tutkimuksissa.

Vuonna 1944 Bernard teki hydrometeorologian perustan korostamalla meteorologisten ilmiöiden merkitystä vesiprosessissa.

Tällä hetkellä eri alojen hydrologit ovat kehittäneet monimutkaisia ​​matemaattisia malleja. Ehdotettujen simulaatioiden avulla voidaan ennustaa veden käyttäytymistä eri olosuhteissa.

Nämä simulaatiomallit ovat erittäin hyödyllisiä suurten hydraulitehtävien suunnittelussa. Lisäksi planeetan vesivaroja on mahdollista käyttää tehokkaammin ja järkevämmin.

Opintojakso

Termi hydrologia tulee kreikkalaisesta hydros (vesi) ja logo (tiede), mikä tarkoittaa veden tiedettä. Siksi hydrologia on tiede, joka vastaa veden tutkimuksesta, mukaan lukien sen leviämis- ja levitysmallit planeetalla.

Vesi on olennainen osa planeetan elämän kehitystä. 70% maapallosta on peitetty vedellä, josta 97% on suolaista ja muodostaa maailman valtameret. Jäljelle jäävä 3% on raikasta vettä, ja suurin osa siitä on jäädytetty maailman pylväissä ja jäätiköissä, joten se on niukka resurssi.

Hydrologian alalla arvioidaan veden kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet, sen suhde ympäristöön ja sen suhde eläviin olennoihin.

Hydrologialla tieteellä on monimutkainen luonne, joten sen tutkimus on jaettu eri aloihin. Tässä divisioonassa tarkastellaan erilaisia ​​näkökohtia, jotka keskittyvät joihinkin hydrologisen kierron vaiheisiin: valtamerien dynamiikka (okeanografia), järvet (limnologia) ja joet (potamologia), pintavedet, hydrometeorologia, hydrogeologia ( pohjaveden) ja kryologian (kiinteä vesi) \ t.

Esimerkkejä viimeaikaisesta tutkimuksesta

Hydrologian tutkimus on viime vuosina keskittynyt pääasiassa simulaatiomallien, 3D-geologisten mallien ja keinotekoisten hermoverkkojen käyttöön. 

Pintaveden hydrologia

Pintaveden hydrologian alalla käytetään keinotekoisten hermoverkkojen malleja vesistöjen dynamiikan tutkimiseen. Siten SIATL-hanketta (Watershed Water Flow Simulator) käytetään maailmanlaajuisesti vesistöalueiden hallintaan.

Tietokoneohjelmia on myös kehitetty, kuten WEAP (Veden arviointi ja suunnittelu), kehitetty Ruotsissa ja tarjotaan maksutta kokonaisvaltaisena välineenä vesivarojen hallinnan suunnitteluun.

hydrogeologia

Tässä kentässä 3D-geologiset mallit on suunniteltu luomaan kolmiulotteisia karttoja maanalaisista vesivaroista.

Gámezin ja Llobregat-joen delta-alueen yhteistyökumppaneiden (Espanja) tekemässä tutkimuksessa nykyiset vesisäiliöt voitaisiin sijoittaa. Tällä tavoin oli mahdollista rekisteröidä Barcelonan kaupunkia toimittavan tärkeän altaan vesilähteet.

cryology

Kriologia on kenttä, joka on viime vuosina ottanut suurta korkeutta johtuen pääasiassa jäätiköiden tutkimuksesta. Tässä mielessä on havaittu, että ilmaston lämpeneminen vaikuttaa voimakkaasti maailman jäätiköt.

Siksi simulointimalleja on suunniteltu arvioimaan jäätiköiden tulevaa häviämiskäyttäytymistä.

Castillo arvioi vuonna 2015 Maipo-altaan jäätiköt ja totesi, että jäätikön pinta on laskenut 127,9 km2, joka on tapahtunut viimeisten 30 vuoden aikana ja vastaa 25% jäätikön alkuperäisestä pinnasta.

Andeissa Bijeesh-Kozhikkodan ja yhteistyökumppanit (2016) arvioivat jäätiköiden pintaa vuosien 1975 ja 2015 välisenä aikana. He havaitsivat, että tänä aikana näiden jään vesimäärät vähenivät merkittävästi.

Andien jäänpinnan suurinta vähennystä havaittiin vuosina 1975–1997, ja se oli samanaikainen Tyynenmeren lämpenemisen kanssa.

viittaukset

  1. ASCE-työryhmä keinotekoisten hermoverkkojen soveltamisesta hydrologiassa (2000) Keinotekoiset hermoverkot hydrologiassa. I: Alustavat käsitteet. Journal of Hydrologic Engineering 5: 115-123.
  2. Campos DF (1998) Hydrologisen kierron prosessit. Kolmas tuloste. San Luis Potosín autonominen yliopisto, teknillinen tiedekunta. University Editorial Potosina. San Luis Potosí, Meksiko. 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). Vertaileva analyysi trooppisten Andien jäänpoistosta kaukokartoituksella Investig. Geogr. Chile, 51: 3-36.
  4. Castillo Y (2015) Maipo-valuma-alueen jäätikön hydrologian karakterisointi fyysisesti pohjautuvan, hajautetun jää-hydrologisen mallin avulla. Insinööritieteiden, resurssien mainitsemisen ja vesistöjen maisterin tutkielma. Chilen yliopisto, Fysiikan ja matematiikan tiedekunta, Rakennustekniikan laitos.
  5. Koren V, S Reed, M Smith, Z Zhang ja D-J Seo (2004) Hydrologian laboratoriotutkimusjärjestelmä (HL-RMS) Yhdysvaltain kansallisesta sääpalvelusta. Journal of Hydrology 291: 297-318.
  6. .