Istoria hidrologiei, obiect de studiu și cercetare

761
Robert Johnston
Istoria hidrologiei, obiect de studiu și cercetare

hidrologie Știința este responsabilă de studiul apei în toate aspectele sale, inclusiv distribuția ei pe planetă și ciclul său hidrologic. De asemenea, abordează relația apei cu mediul și ființele vii.

Primele referiri la studiul comportamentului apei datează din Grecia Antică și Imperiul Roman. Măsurătorile debitului Senei (Paris) efectuate de Pierre Perrault și Edme Mariotte (1640) sunt considerate începutul hidrologiei științifice.

Stație hidrometeorologică din Parcul Național Serra da Bocaina, Brazilia. Sursa: Halley Pacheco de Oliveira [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], din Wikimedia Commons.

Ulterior, măsurătorile de teren au continuat și au fost dezvoltate instrumente de măsurare din ce în ce mai precise. În prezent, hidrologia își bazează cercetările în principal pe aplicarea modelelor de simulare.

Printre cele mai recente studii, se evidențiază retragerea ghețarilor datorită efectului încălzirii globale. În Chile, suprafața glaciară a bazinului Maipo s-a retras cu 25%. În cazul ghețarilor andini, reducerea lor este legată de încălzirea Oceanului Pacific.

Indice articol

  • 1 Istorie
    • 1.1 Civilizații antice
    • 1.2 Renașterea
    • 1.3 secolul al XVII-lea
    • 1.4 secolul al XVIII-lea
    • 1.5 secolul al XIX-lea
    • 1.6 Secolele XX și XXI
  • 2 Domeniul de studiu
  • 3 Exemple de cercetări recente
    • 3.1 Hidrologia apei de suprafață
    • 3.2 Hidrogeologie
    • 3.3 Criologie
  • 4 Referințe

Poveste

Civilizații antice

Datorită importanței apei pentru viață, studiul comportamentului acesteia a făcut obiectul observației încă de la începutul omenirii.

Ciclul hidrologic a fost analizat de diferiți filozofi greci precum Platon, Aristotel și Homer. În timp ce la Roma, Seneca și Plini erau preocupați de înțelegerea comportamentului apei.

Cu toate acestea, ipotezele prezentate de acești înțelepți antici sunt considerate greșite astăzi. Romanul Marcus Vitruvius a fost primul care a indicat că apa infiltrată în pământ provenea din ploaie și zăpadă..

În plus, în acest moment a fost dezvoltată o cantitate mare de cunoștințe hidraulice practice, care au permis construirea unor lucrări mari, cum ar fi apeductele din Roma sau canalele de irigații din China, printre altele..

Renaştere

În timpul Renașterii, autori precum Leonardo da Vinci și Bernard Palissy au adus contribuții importante la hidrologie; a reușit să studieze ciclul hidrologic în raport cu infiltrarea apei de ploaie și revenirea acesteia prin izvoare.

Al XVII-lea

Se consideră că hidrologia ca știință s-a născut în această perioadă. Au fost începute măsurători de teren, în special cele efectuate de Pierre Perrault și Edmé Mariotte în râul Sena (Franța).

Edmond Halley. Sursa: Necunoscut [Domeniul public], prin Wikimedia Commons

De asemenea, sunt de remarcat lucrările făcute de Edmond Halley în Marea Mediterană. Autorul a reușit să stabilească relația dintre evaporare, precipitații și curgere.

Secolul al XVIII-lea

Hidrologia a făcut progrese importante în acest secol. Au fost efectuate numeroase experimente care au permis stabilirea unor principii hidrologice.

Putem evidenția teorema lui Bernoulli, care afirmă că într-un curent de apă presiunea crește atunci când viteza scade. Alți cercetători au adus contribuții relevante în legătură cu proprietățile fizice ale apei.

Toate aceste experimente constituie baza teoretică pentru dezvoltarea studiilor hidrologice cantitative..

Al XIX-lea

Hidrologia devine mai puternică ca știință experimentală. S-au făcut progrese importante în domeniul hidrologiei geologice și în măsurarea apelor de suprafață.

În această perioadă, au fost dezvoltate formule importante aplicate studiilor hidrologice, se remarcă ecuația Hagen-Pouiseuille a fluxului capilar și formula godeului Dupuit-Thiem (1860)..

Hidrometria (disciplină care măsoară debitul, forța și viteza lichidelor în mișcare) își pune bazele. Au fost dezvoltate formule pentru măsurarea debitului și au fost proiectate diverse instrumente de măsurare a câmpului.

Pe de altă parte, Miller, în 1849, a constatat că există o relație directă între cantitatea de precipitații și altitudine.

Secolele XX și XXI

În prima parte a secolului XX, hidrologia cantitativă a rămas o disciplină empirică. La mijlocul secolului, au început să fie dezvoltate modele teoretice pentru a face estimări mai precise..

În 1922 a fost creată Asociația Internațională pentru Hidrologie Științifică (IAHS). IAHS grupează hidrologii din întreaga lume până în prezent.

Contribuții importante sunt aduse în teoriile hidraulice și în infiltrația apei. De asemenea, statisticile sunt utilizate în studiile hidrologice.

În 1944, Bernard a pus bazele hidrometeorologiei subliniind rolul fenomenelor meteorologice în ciclul apei.

În prezent, hidrologii din diferitele lor domenii de studiu au dezvoltat modele matematice complexe. Prin simulările propuse, este posibil să se prevadă comportamentul apei în diferite condiții.

Aceste modele de simulare sunt foarte utile în planificarea lucrărilor hidraulice mari. În plus, este posibil să se facă o utilizare mai eficientă și rațională a resurselor de apă ale planetei.

Domeniu de studiu

Termenul hidrologie provine din greacă hidros (apă și siglă (știință), care înseamnă știința apei. Prin urmare, hidrologia este știința care este responsabilă pentru studiul apei, inclusiv a modelelor sale de circulație și distribuție pe planetă..

Apa este un element esențial pentru dezvoltarea vieții pe planetă. 70% din Pământ este acoperit cu apă, din care 97% este sărat și formează oceanele lumii. Restul de 3% este apă dulce, iar cea mai mare parte este înghețată la polii și ghețarii lumii, făcându-l o resursă rară..

În domeniul hidrologiei sunt evaluate proprietățile chimice și fizice ale apei, relația sa cu mediul și relația sa cu ființele vii..

Hidrologia ca știință are o natură complexă, astfel încât studiul său a fost împărțit în diverse domenii. Această diviziune are în vedere diferite aspecte care se concentrează pe unele dintre fazele ciclului hidrologic: dinamica oceanelor (oceanografie), a lacurilor (limnologie) și a râurilor (potamologie), apelor de suprafață, hidrometeorologie, hidrogeologie (ape subterane) și criologie (apă solidă).

Ghețarul Quelccaya (Peru). Sursa: Edubucher [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], din Wikimedia Commons

Exemple recente de cercetare

Cercetările în hidrologie din ultimii ani s-au concentrat în principal pe aplicarea modelelor de simulare, a modelelor geologice 3D și a rețelelor neuronale artificiale.. 

Hidrologia apei de suprafață

În domeniul hidrologiei apelor de suprafață, se aplică modele de rețele neuronale artificiale pentru a studia dinamica bazinelor hidrografice. Astfel, proiectul SIATL (Watershed Water Flow Simulator) este utilizat la nivel mondial pentru gestionarea bazinelor hidrografice.

Programe de calculator precum WEAP (Evaluarea și planificarea apei), dezvoltat în Suedia și oferit gratuit ca instrument cuprinzător de planificare a gestionării resurselor de apă.

Hidrogeologie

În acest domeniu, au fost proiectate modele geologice 3D care permit crearea hărților tridimensionale ale rezervelor de apă subterane..

Într-un studiu realizat de Gámez și colaboratori în delta râului Llobregat (Spania), acviferele actuale ar putea fi localizate. În acest fel, a fost posibilă înregistrarea surselor de apă din acest bazin important care alimentează orașul Barcelona.

Criologie

Criologia este un domeniu care a devenit foarte popular în ultimii ani, în principal datorită studiului ghețarilor. În acest sens, s-a observat că ghețarii lumii sunt grav afectați de încălzirea globală.

Prin urmare, modelele de simulare sunt concepute pentru a estima comportamentul viitor al pierderilor ghețarilor..

Castillo, în 2015, a evaluat ghețarii din bazinul Maipo, constatând că suprafața glaciară a scăzut cu 127,9 kmDouă, retragere care a avut loc în ultimii 30 de ani și corespunde cu 25% din suprafața inițială a glaciarului.

În Anzi, Bijeesh-Kozhikkodan și colaboratorii (2016) au efectuat o evaluare a suprafeței ghețarilor în anii 1975-2015. Au constatat că în această perioadă a existat o reducere semnificativă a acestor mase de apă înghețate..

Principala reducere a suprafeței glaciare andine a fost observată între 1975 și 1997, coincizând cu încălzirea Oceanului Pacific..

Referințe

  1. ASCE Task Committee on Application of Artificial Neural Networks in Hydrology (2000) Artificial Neural Networks in Hydrology. I: Concepte preliminare. Journal of Hydrologic Engineering 5: 115-123.
  2. Campos DF (1998) Procese ale ciclului hidrologic. A treia reeditare. Universitatea Autonomă din San Luis Potosi, Facultatea de Inginerie. Editorial Universitaria Potosina. San Luis Potosi, Mexic. 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). O analiză comparativă a retragerii glaciare în Anzii Tropicali utilizând teledetecția Investig. Geogr. Chile, 51: 3-36.
  4. Castillo Y (2015) Caracterizarea hidrologiei glaciare a bazinului râului Maipo prin implementarea unui model glacio-hidrologic semidistribuit bazat fizic. Teză de master în științe inginerești, mențiune în resurse de apă și mediu. Universidad de Chile, Facultatea de Științe Fizice și Matematice, Departamentul de Inginerie Civilă.
  5. Koren V, S Reed, M Smith, Z Zhang și D-J Seo (2004) Sistem de modelare a cercetărilor în laborator de hidrologie (HL-RMS) al Serviciului Național Meteorologic din SUA. Journal of Hydrology 291: 297-318.
  6. Grupul de hidrologie subterană (GHS), CSIC - Spania. https://h2ogeo.upc.edu/es/ Revizuit la 27 ianuarie 2019.

Nimeni nu a comentat acest articol încă.