Historie hydrologie, předmět studia a příklady vyšetřování



hydrologie Je to věda, která je zodpovědná za studium vody ve všech jejích aspektech, včetně její distribuce na planetě a jejího hydrologického cyklu. Řeší také vztah vody k životnímu prostředí a živým bytostem.

První odkazy na studii o chování vody se datují do antického Řecka a římské říše. Měření toku Seiny (Paříž), kterou provedli Pierre Perrault a Edme Mariotte (1640), se považuje za začátek vědecké hydrologie.

Následně pokračovala měření v terénu a byly vyvinuty stále přesnější měřicí přístroje. V současné době vychází hydrologie především z aplikace simulačních modelů.

Z posledních studií vyniká hodnocení ústupu ledovců vlivem globálního oteplování. V Chile klesl ledovcový povrch pánve Maipo o 25%. V případě andských ledovců je její snížení spojeno s oteplováním Tichého oceánu.

Index

  • 1 Historie
    • 1.1 Starověké civilizace
    • 1.2 Renesance
    • 1.3 XVII století
    • 1.4 století XVIII
    • 1.5 století XIX
    • 1.6 20. a 21. století
  • 2 Studijní obor
  • 3 Příklady nedávného výzkumu
    • 3.1 Hydrologie povrchových vod
    • 3.2 Hydrogeologie
    • 3.3 Criologie
  • 4 Odkazy

Historie

Starověké civilizace

Kvůli důležitosti vody pro život, studium jeho chování bylo pozorováno od začátku lidstva.

Hydrologický cyklus byl analyzován různými řeckými filozofy jako Plato, Aristotle a Homer. Zatímco v Římě se Seneca a Plinio obávali pochopit chování vody.

Nicméně hypotézy vznesené těmito starými mudrci jsou v současnosti považovány za chybné. Římský Marco Vitruvio jako první ukázal, že voda infiltrovaná v zemi pochází z deště a sněhu.

Kromě toho, v této době bylo vyvinuto mnoho praktických dovedností hydraulických, který umožňoval výstavbu velkých děl, jako akvadukty Říma nebo zavlažovacích kanálů v Číně, mimo jiné.

Renesance

Během renesance, autoři takový jako Leonardo da Vinci a Bernard Palissy dělal důležité příspěvky k hydrologii; Podařilo se jim studovat hydrologický cyklus ve vztahu k pronikání dešťové vody a její návrat přes prameny.

17. století

Předpokládá se, že v tomto období se hydrologie rodí jako věda. Byla zahájena terénní měření, zejména měření provedená Pierrem Perraultem a Edmé Mariotte na řece Seině (Francie)..

Zdůrazňují také práci Edmonda Halleye ve Středozemním moři. Autorovi se podařilo zjistit vztah mezi vypařováním, srážkami a prouděním.

18. století

Hydrologie učinila v tomto století významný pokrok. Tam byly četné experimenty, které dovolily stanovit některé hydrologické principy.

Můžeme zdůraznit Bernoulliho teorém, který uvádí, že v proudu vody tlak stoupá, když rychlost klesá. Ostatní výzkumníci provedli relevantní příspěvky týkající se fyzikálních vlastností vody.

Všechny tyto experimenty představují teoretický základ pro vývoj kvantitativních hydrologických prací.

19. století

Hydrologie je posílena jako experimentální věda. Významného pokroku bylo dosaženo v oblasti geologické hydrologie a měření povrchových vod.

V tomto období vzorce aplikovaných na hydrologické studie byly provedeny zdůrazňuje rovnice Hagen-Pouiseuille kapilární tok a dobře vzorec Dupuit-Thiem (1860).

Hydrometrie (disciplína, která měří průtok, sílu a rychlost pohybujících se kapalin) zakládá své základy. Byly vyvinuty vzorce pro měření průtoku a navrženy různé měřicí přístroje.

Na druhé straně, Miller, v 1849, našel to tam je přímý vztah mezi množstvím srážek a nadmořskou výškou.

20. a 21. století

Během první části dvacátého století kvantitativní hydrologie zůstala empirickou disciplínou. V polovině století se vyvíjejí teoretické modely, které umožňují přesnější odhady.

V roce 1922 byla vytvořena Mezinárodní asociace vědecké hydrologie (IAHS). IAHS seskupuje hydrology po celém světě až do současnosti.

Důležité příspěvky jsou v oblasti hydrauliky studní a teorií pronikání vody. Kromě toho se statistiky používají v hydrologických studiích.

V roce 1944 položil Bernard základy hydrometeorologie zdůrazněním úlohy meteorologických jevů ve vodním cyklu..

V současné době vyvíjejí hydrologové v různých oblastech studia komplexní matematické modely. Prostřednictvím navrhovaných simulací je možné předpovědět chování vody za různých podmínek.

Tyto simulační modely jsou velmi užitečné při plánování velkých hydraulických prací. Kromě toho je možné účinněji a racionálněji využívat vodní zdroje planety.

Studijní obor

Termín hydrologie pochází z řečtiny hydros (voda) a loga (věda), což znamená vědu o vodě. Proto je hydrologie věda, která je zodpovědná za studium vody, včetně jejích vzorců oběhu a distribuce na planetě.

Voda je základním prvkem pro rozvoj života na planetě. 70% Země je pokryto vodou, z toho 97% je slané a tvoří světové oceány. Zbývající 3% je sladká voda a většina z nich je zmrazena v pólech a ledovcích světa, takže je to vzácný zdroj.

V oblasti hydrologie jsou hodnoceny chemické a fyzikální vlastnosti vody, její vztah k životnímu prostředí a její vztah k živým bytostem.

Hydrologie jako věda má komplexní charakter, takže její studium bylo rozděleno do různých oblastí. Toto rozdělení poskytuje různé aspekty zaměřené na libovolné fázi hydrologického cyklu: dynamiku oceánů (Oceanography), jezer (limnología) a řek (potamology), povrchové vody, hydrometeorologie, hydrogeologické ( podzemní vody) a kryologie (tuhá voda).

Příklady nedávného výzkumu

Výzkum v hydrologii se v posledních letech zaměřil především na aplikaci simulačních modelů, 3D geologických modelů a umělých neuronových sítí. 

Povrchová vodní hydrologie

V oblasti hydrologie povrchových vod jsou aplikovány modely umělých neuronových sítí pro studium dynamiky povodí. Projekt SIATL (Watershed Water Flow Simulator) je používán na celém světě pro řízení povodí.

Byly také vyvinuty počítačové programy, například WEAP (Hodnocení a plánování vody), vyvinutý ve Švédsku a nabízený zdarma jako komplexní nástroj pro plánování hospodaření s vodními zdroji.

Hydrogeologie

V této oblasti byly navrženy 3D geologické modely pro vytvoření trojrozměrných map zásob podzemních vod.

Ve studii, kterou provedl Gámez a spolupracovníci v deltě řeky Llobregat (Španělsko), by mohly být umístěny stávající zvodnělé vrstvy. Tímto způsobem bylo možné zaregistrovat vodní zdroje této důležité pánve, které zásobují město Barcelona.

Criologie

Criología je pole, které v posledních letech zaujalo velkou výšku, především díky studiu ledovců. V tomto smyslu bylo pozorováno, že globální ledovce jsou vážně postiženy globálním oteplováním.

Proto jsou simulační modely navrženy tak, aby odhadovaly budoucí ztrátové chování ledovců.

Castillo v roce 2015 vyhodnotil ledovce Maiposké pánve a zjistil, že ledovcový povrch ustoupil 127,9 km2, zpětný ráz, který nastal za posledních 30 let a odpovídá 25% počátečního povrchu ledovců.

V Andách, Bijeesh-Kozhikkodan et al (2016) provedli hodnocení povrchu ledovců v letech 1975 až 2015. Bylo zjištěno, že došlo k výraznému snížení těchto hmot ledové vody během tohoto období.

Hlavní snížení andského glaciálního povrchu bylo pozorováno mezi rokem 1975 a 1997, což se shodovalo s oteplováním Tichého oceánu.

Odkazy

  1. ASCE Task Committee pro aplikaci umělých neuronových sítí v hydrologii (2000) Umělé neuronové sítě v hydrologii. I: Předběžné koncepty. Journal of Hydrologic Engineering 5: 115-123.
  2. Campos DF (1998) Procesy hydrologického cyklu. Třetí dotisk. Autonomní univerzita San Luis Potosí, Fakulta strojního inženýrství. Univerzitní redakce Potosina. San Luis Potosí, Mexiko. 540 pp.
  3. Bijeesh-Kozhikkodan V, S F Ruiz-Pereira, W Shanshan, P Teixeira-Valente, A E Bica-Grondona, A C Becerra Rondon, I C Rekowsky, S Florêncio de Souza, N Bianchini, U Franz-Bremer, J Cardia-Simoes. (2016). Komparativní analýza ústupu ledovců v tropických Andách pomocí dálkového průzkumu Investig. Geografické heslo Köln; Chile, 51: 3-36.
  4. Castillo Y (2015) Charakterizace ledovcové hydrologie povodí řeky Maipo prostřednictvím implementace fyzikálně založeného semi-distribuovaného ledovcovo-hydrologického modelu. Magisterská diplomová práce z inženýrských věd, zmínka o zdrojích a vodní prostředí. Univerzita Chile, Fakulta fyzických a matematických věd, Katedra stavebnictví.
  5. Koren V, S Reed, M Smith, Zhang Z a D-J Seo (2004) hydrologie výzkumná laboratoř modelování systém (HL-RMS) americké Národní meteorologické služby. Journal of Hydrology 291: 297-318.
  6. .