Історія гідрології, об'єкт дослідження та приклади досліджень



The гідрології Саме наука відповідає за вивчення води у всіх її аспектах, включаючи її розподіл на планеті та її гідрологічний цикл. Вона також стосується відносин води з навколишнім середовищем і живими істотами.

Перші посилання на вивчення поведінки води відносяться до Стародавньої Греції та Римської імперії. Вимірювання потоку Сени (Париж), зроблені П'єром Перро і Едме Маріоттом (1640), вважаються початком наукової гідрології.

Згодом були продовжені польові вимірювання і були розроблені все більш точні вимірювальні прилади. В даний час гідрологія спирається на свої дослідження переважно на застосування імітаційних моделей.

Серед останніх досліджень виділяється оцінка відступу льодовиків через вплив глобального потепління. У Чилі льодовикова поверхня басейну Майпо знизилася на 25%. У випадку з Андськими льодовиками, його скорочення пов'язане з потеплінням Тихого океану.

Індекс

  • 1 Історія
    • 1.1 Стародавні цивілізації
    • 1.2 Відродження
    • 1.3 XVII ст
    • 1.4 століття XVIII ст
    • 1.5 Ст. XIX ст
    • 1.6 ХХ і ХХІ століття
  • 2 Область дослідження
  • 3 Приклади останніх досліджень
    • 3.1 Гідрологія поверхневих вод
    • 3.2 Гідрогеологія
    • 3.3 Кріологія
  • 4 Посилання

Історія

Стародавні цивілізації

Через важливість води для життя вивчення її поведінки спостерігається з самого початку людства.

Гідрологічний цикл аналізували різні грецькі філософи, такі як Платон, Арістотель і Гомер. Хоча в Римі Сенека і Плініо були зацікавлені зрозуміти поведінку води.

Однак гіпотези, висунуті цими древніми мудрецями, в даний час вважаються помилковими. Роман Марко Вітрувіо вперше показав, що вода, що проникла в землю, потрапила в дощ і сніг.

Крім того, за цей час було розроблено велику кількість практичних гідравлічних знань, які дозволили побудувати великі роботи, такі як водопроводи Риму або зрошувальні канали в Китаї..

Відродження

У епоху Відродження такі автори, як Леонардо да Вінчі та Бернард Паліссі, зробили важливий внесок у гідрологію; Їм вдалося вивчити гідрологічний цикл щодо інфільтрації дощової води та її повернення через джерела.

17 століття

Вважається, що в цей період народжується гідрологія як наука. Були розпочаті польові вимірювання, зокрема, проведені П'єром Перро та Едме Маріоттом на річці Сена (Франція).

Вони також підкреслюють роботу Едмонда Халлі в Середземному морі. Автору вдалося встановити зв'язок між випаровуванням, випаданням опадів і потоком.

18 століття

Гідрологія досягла важливих успіхів у цьому столітті. Були проведені численні експерименти, які дозволили встановити деякі гідрологічні принципи.

Можна виділити теорему Бернуллі, яка говорить, що в потоці води тиск зростає, коли швидкість зменшується. Інші дослідники робили відповідні внески щодо фізичних властивостей води.

Всі ці експерименти є теоретичною основою для розробки кількісних гідрологічних робіт.

19 століття

Гідрологія зміцнюється як експериментальна наука. Значні успіхи були досягнуті в області геологічної гідрології та вимірювання поверхневих вод.

У цей період були розроблені важливі формули, що застосовуються до гідрологічних досліджень: виділяються рівняння Капіллярного потоку Хагена-Пуйсуйля і формула свердловини Дюпуіт-Тіема (1860)..

Гідрометрія (дисципліна, що вимірює потік, силу і швидкість рухомих рідин) базується на її основі. Розроблені формули для вимірювання витрати та розроблені різні прилади вимірювання поля.

З іншого боку, Міллер в 1849 році виявив, що існує пряма залежність між кількістю опадів і висотою.

20 і 21 століття

Протягом першої половини ХХ століття кількісна гідрологія залишалася емпіричною дисципліною. До середини століття розробляються теоретичні моделі для більш точних оцінок.

У 1922 році була створена Міжнародна асоціація наукової гідрології (IAHS). До теперішнього часу IAHS об'єднує гідрологів у всьому світі.

Важливі внески внесені в гідравліку свердловин і в теорії інфільтрації води. Крім того, статистичні дані використовуються в гідрологічних дослідженнях.

У 1944 році Бернард заклав основи гідрометеорології, виділивши роль метеорологічних явищ у водному циклі.

В даний час гідрологами в різних галузях своєї діяльності розробляються складні математичні моделі. За допомогою запропонованого моделювання можна прогнозувати поведінку води в різних умовах.

Ці імітаційні моделі дуже корисні при плануванні великих гідравлічних робіт. Крім того, можна зробити більш ефективне і раціональне використання водних ресурсів планети.

Область дослідження

Термін гідрологія походить від грецького hydros (вода) і логотип (наука), що означає науку про воду. Тому гідрологія - це наука, яка відповідає за вивчення води, включаючи її закономірності циркуляції та розповсюдження на планеті.

Вода є невід'ємним елементом для розвитку життя на планеті. 70% Землі покриті водою, з яких 97% солоні і складають світові океани. Решта 3% - це прісна вода, і більша частина її заморожена в полюсах і льодовиках світу, тому це дефіцитний ресурс.

В області гідрології оцінюються хімічні та фізичні властивості води, її взаємозв'язок з навколишнім середовищем та його зв'язок з живими істотами.

Гідрологія як наука має складний характер, тому її дослідження було поділено на різні галузі. Цей розділ передбачає різні аспекти, які зосереджуються на деяких фазах гідрологічного циклу: динаміка океанів (океанографія), озер (лімнологія) і річках (потамологія), поверхневих вод, гідрометеорології, гідрогеології ( підземні води) і кріології (тверда вода).

Приклади останніх досліджень

Дослідження в галузі гідрології в останні роки зосереджені в основному на застосуванні імітаційних моделей, 3D геологічних моделей і штучних нейронних мереж. 

Гідрологія поверхневих вод

В області гідрології поверхневих вод застосовуються моделі штучних нейронних мереж для вивчення динаміки вододілів. Таким чином, проект SIATL (Симулятор водотоку) використовується у всьому світі для управління вододілами.

Також були розроблені комп'ютерні програми, такі як WEAP (Оцінка та планування води), розроблені у Швеції та надані безкоштовно як комплексний інструмент планування управління водними ресурсами.

Гідрогеологія

У цій галузі були розроблені 3D геологічні моделі для створення тривимірних карт запасів підземних вод.

У дослідженні, проведеному Гамезом та співробітниками дельти річки Льобрегат (Іспанія), можуть бути розташовані існуючі водоносні горизонти. Таким чином, можна було зареєструвати водні джерела цього важливого басейну, що постачає місто Барселона.

Кріологія

Criología - це поле, яке за останні роки зайняло величезну висоту, головним чином завдяки вивченню льодовиків. У цьому сенсі спостерігалося, що глобальні потепління суттєво впливають на світові льодовики.

Таким чином, розробляються імітаційні моделі для оцінки майбутньої поведінки втрат льодовиків.

Castillo, в 2015 році, оцінив льодовики басейну Майпо, виявивши, що поверхня льодовика відступила на 127,9 км.2, віддача, що сталася за останні 30 років і відповідає 25% початкової поверхні льодовика.

В Андах, Бієш-Кожікодані та співавторах (2016) була проведена оцінка поверхні льодовиків у період з 1975 по 2015 роки. Вони виявили, що в цей період спостерігалося значне зменшення цих мас льодової води.

Основне скорочення Андської льодовикової поверхні спостерігалося в період між 1975 і 1997 роками, що збігалося з потеплінням Тихого океану.

Список літератури

  1. Робочий комітет ASCE по застосуванню штучних нейронних мереж у гідрології (2000) Штучні нейронні мережі в гідрології. I: Попередні концепції. Journal of Hydrologic Engineering 5: 115-123.
  2. Campos DF (1998) Процеси гідрологічного циклу. Третій передрук. Автономний університет Сан-Луїс-Потосі, інженерний факультет. Університетський редакція Потосіна. Сан-Луїс-Потосі, Мексика. 540 с.
  3. Бієш-Кожикокодан V, С-Руїс-Перейра, В Шаншань, П Тейшейра-Валенте, Е Е Біка-Грондона, А Б Бесерра Рондон, І К. Рековський, С. Флоренсіо де Соуза, Н Бьянчіні, У Франц-Бремер, Ж Кардія-Сімоес. (2016). Порівняльний аналіз льодовикового відступу в Тропічних Андах з використанням дистанційного зондування Investig. Геогр. Чилі, 51: 3-36.
  4. Castillo Y (2015) Характеристика льодовикової гідрології басейну річки Майпо через реалізацію фізично орієнтованої напіврозподіленої льодовиково-гідрологічної моделі. Магістерська дисертація з інженерних наук, згадування ресурсів та водної середовища. Університет Чилі, факультет фізико-математичних наук, кафедра будівництва.
  5. Koren V, S Reed, M Smith, Z Zhang та D-J Seo (2004) Система гідрологічних досліджень лабораторії досліджень (HL-RMS) Національної служби погоди США. Journal of Hydrology 291: 297-318.
  6. .