Hydrologie geschiedenis, object van studie en voorbeelden van onderzoeken

de hydrologie Het is de wetenschap die verantwoordelijk is voor de studie van water in al zijn aspecten, inclusief zijn verspreiding op de planeet en zijn hydrologische cyclus. Het behandelt ook de relatie van water met de omgeving en levende wezens.

De eerste verwijzingen naar de studie van watergedrag dateren uit het oude Griekenland en het Romeinse rijk. De metingen van de stroom van de Seine (Parijs) gemaakt door Pierre Perrault en Edme Mariotte (1640) worden beschouwd als het begin van de wetenschappelijke hydrologie.

Vervolgens werden veldmetingen voortgezet en werden er steeds nauwkeuriger meetinstrumenten ontwikkeld. Momenteel baseert hydrologie haar onderzoek voornamelijk op de toepassing van simulatiemodellen.

Onder de meest recente studies valt de evaluatie van de terugtrekking van de gletsjers door het effect van het broeikaseffect op. In Chili is het glaciale oppervlak van het Maipo-bassin met 25% teruggelopen. In het geval van de gletsjers in de Andes is de vermindering ervan gerelateerd aan de opwarming van de Stille Oceaan.

index

• 1 Geschiedenis
  • 1.1 Oude beschavingen
  • 1.2 Renaissance
  • 1.3 XVII eeuw
  • 1.4 Eeuw XVIII
  • 1.5 Eeuw XIX
  • 1.6 20e en 21e eeuw
• 2 Studiegebied
• 3 Voorbeelden van recent onderzoek
  • 3.1 Oppervlaktewaterhydrologie
  • 3.2 Hydrogeology
  • 3.3 Criologie
• 4 Referenties

geschiedenis

Oude beschavingen

Vanwege het belang van water voor het leven, is de studie van het gedrag ervan waargenomen sinds het begin van de mensheid.

De hydrologische cyclus werd geanalyseerd door verschillende Griekse filosofen zoals Plato, Aristoteles en Homerus. Terwijl in Rome Seneca en Plinio zich zorgen maakten om het gedrag van water te begrijpen.

De hypotheses die deze oude wijzen opriepen, worden momenteel echter als onjuist beschouwd. De Romeinse Marco Vitruvio was de eerste om aan te geven dat het water dat in de grond infiltreerde afkomstig was van regen en sneeuw.

Bovendien werd gedurende deze tijd een grote hoeveelheid praktische hydraulische kennis ontwikkeld, die de bouw van grote werken mogelijk maakte, zoals de aquaducten van Rome of de irrigatiekanalen in China, onder andere..

Renaissance

Tijdens de Renaissance leverden auteurs zoals Leonardo da Vinci en Bernard Palissy belangrijke bijdragen aan de hydrologie; Ze slaagden erin de hydrologische cyclus te bestuderen in relatie tot de infiltratie van regenwater en de terugkeer ervan door de bronnen.

17e eeuw

Overwogen wordt dat hydrologie in deze periode als een wetenschap wordt geboren. Veldmetingen werden geïnitieerd, met name die uitgevoerd door Pierre Perrault en Edmé Mariotte aan de Seine (Frankrijk).

Ze benadrukken ook het werk van Edmond Halley in de Middellandse Zee. De auteur slaagde erin om de relatie tussen verdamping, neerslag en doorstroming vast te stellen.

18e eeuw

Hydrologie maakte belangrijke vorderingen in deze eeuw. Er waren talloze experimenten die het mogelijk maakten om enkele hydrologische principes vast te stellen.

We kunnen de stelling van Bernoulli benadrukken, die stelt dat in een waterstroom de druk toeneemt als de snelheid afneemt. Andere onderzoekers hebben relevante bijdragen geleverd met betrekking tot de fysische eigenschappen van water.

Al deze experimenten vormen de theoretische basis voor de ontwikkeling van kwantitatieve hydrologische werken.

19e eeuw

Hydrologie wordt versterkt als een experimentele wetenschap. Aanzienlijke vooruitgang werd geboekt op het gebied van geologische hydrologie en oppervlaktewatermeting.

In deze periode formules toegepast hydrologische studies werden verricht zij benadrukt vergelijking Hagen-Pouiseuille capillaire stroming en goed formule Dupuit-Thiem (1860).

Hydrometrie (discipline die de stroming, kracht en snelheid van bewegende vloeistoffen meet) baseert de basis. Formules voor debietmeting werden ontwikkeld en verschillende meetinstrumenten voor veldmetingen werden ontworpen.

Aan de andere kant, Miller, in 1849, vond dat er een directe relatie is tussen de hoeveelheid neerslag en de hoogte.

20e en 21e eeuw

Gedurende het eerste deel van de twintigste eeuw bleef kwantitatieve hydrologie een empirische discipline. Tegen het midden van de eeuw worden theoretische modellen ontwikkeld om nauwkeuriger schattingen te maken.

In 1922 werd de International Association of Scientific Hydrology (IAHS) opgericht. De IAHS groepeert wereldwijd hydrologen tot op heden.

Belangrijke bijdragen worden geleverd in de hydraulica van putten en de theorieën van waterinfiltratie. Daarnaast worden statistieken gebruikt in hydrologische studies.

In 1944 legde Bernard de basis voor hydrometeorologie door de rol van meteorologische fenomenen in de waterkringloop te benadrukken.

Momenteel hebben hydrologen in hun verschillende vakgebieden complexe mathematische modellen ontwikkeld. Via de voorgestelde simulaties is het mogelijk om het gedrag van water onder verschillende omstandigheden te voorspellen.

Deze simulatiemodellen zijn erg handig bij het plannen van grote hydraulische werken. Bovendien is het mogelijk om de watervoorraden van de planeet efficiënter en rationeler te gebruiken.

Studiegebied

De term hydrologie komt van het Grieks hydros (water) en logo (wetenschap), wat de wetenschap van water betekent. Daarom is hydrologie de wetenschap die verantwoordelijk is voor de studie van water, inclusief zijn circulatie- en verspreidingspatronen op de planeet.

Water is een essentieel element voor de ontwikkeling van het leven op aarde. 70% van de aarde is bedekt met water, waarvan 97% zout is en de oceanen van de wereld vormt. De resterende 3% is zoet water en het meeste is bevroren in de polen en gletsjers van de wereld, dus het is een schaars goed.

Op het gebied van hydrologie worden de chemische en fysische eigenschappen van water geëvalueerd, de relatie met de omgeving en de relatie met levende wezens.

Hydrologie als wetenschap heeft een complexe aard, dus de studie is verdeeld in verschillende gebieden. Deze divisie levert verschillende aspecten te concentreren op elke fase van de hydrologische cyclus: de dynamiek van de oceanen (oceanografie), meren (limnología) en rivieren (potamology), oppervlaktewater, de hydrometeorologie, hydrogeologisch ( grondwater) en cryologie (vast water).

Voorbeelden van recent onderzoek

Onderzoek in hydrologie in de afgelopen jaren heeft zich vooral gericht op de toepassing van simulatiemodellen, 3D-geologische modellen en kunstmatige neurale netwerken. 

Oppervlaktewaterhydrologie

Op het gebied van oppervlaktewaterhydrologie worden modellen van kunstmatige neurale netwerken toegepast om de dynamiek van stroomgebieden te bestuderen. Zo wordt het SIATL-project (Watershed Water Flow Simulator) wereldwijd gebruikt voor stroomgebiedbeheer.

Computerprogramma's zijn ook ontwikkeld, zoals WEAP (Waterevaluatie en planning), ontwikkeld in Zweden en gratis aangeboden als een uitgebreid hulpmiddel voor het plannen van waterbeheer.

hydrogeologie

In dit veld zijn 3D-geologische modellen ontworpen om driedimensionale kaarten van ondergrondse waterreserves te maken.

In een studie uitgevoerd door Gámez en medewerkers in de delta van de Llobregat-rivier (Spanje), konden de huidige watervoerende lagen worden gevonden. Op deze manier was het mogelijk om de waterbronnen van dit belangrijke bassin dat de stad Barcelona bevoorraad, te registreren.

crieologie

De criología is een veld dat de laatste jaren grote hoogten heeft bereikt, voornamelijk als gevolg van de studie van de gletsjers. In deze zin is waargenomen dat de gletsjers van de wereld ernstig worden beïnvloed door de opwarming van de aarde.

Daarom worden simulatiemodellen ontworpen om het toekomstige verliesgedrag van gletsjers te schatten.

Castillo evalueerde in 2015 de gletsjers van het Maipo-bassin en ontdekte dat het oppervlak van de gletsjer 127,9 km is afgenomen², terugslag die heeft plaatsgevonden in de afgelopen 30 jaar en komt overeen met 25% van het oorspronkelijke oppervlak van het glaciaal.

In de Andes, Bijeesh-Kozhikkodan et al (2016) voerden een beoordeling van het oppervlak van de gletsjers in de jaren 1975 tot 2015. Zij vonden dat er een significante vermindering van deze massa ijswater gedurende deze periode.

De belangrijkste reductie van het glaciale oppervlak van de Andes werd waargenomen tussen 1975 en 1997 die samenviel met de opwarming van de Stille Oceaan.

referenties

1. ASCE Task Committee voor toepassing van kunstmatige neurale netwerken in hydrologie (2000) Kunstmatige neurale netwerken in hydrologie. I: Voorlopige concepten. Journal of Hydrologic Engineering 5: 115-123.
2. Campos DF (1998) Processen van de hydrologische cyclus. Derde herdruk. Autonome Universiteit van San Luis Potosí, Faculteit Ingenieurswetenschappen. Universiteit Editorial Potosina. San Luis Potosí, Mexico. 540 pp.
3. Bijeesh-Kozhikkodan V S F Ruiz-Pereira, W Shanshan, P Teixeira-Valente, A E Bica-Grondona, A C Becerra Rondon, Ic Rekowsky, S Florêncio de Souza, N Bianchini, U Franz-Bremer, J Cardia-Simoes. (2016). Een vergelijkende analyse van ijskast buitenwijken in AndesTropicales via remote sensing Investig. Geogr. Chili, 51: 3-36.
4. Castillo Y (2015) Karakterisering van de glaciale hydrologie van het stroomgebied van de Maipo door middel van de implementatie van een fysiek gebaseerd semi-verdeeld glaciaal-hydrologisch model. Masterproef in Ingenieurswetenschappen, Resource Mention en Water Environment. University of Chile, Faculteit der Fysische en Wiskundige Wetenschappen, Department of Civil Engineering.
5. Koren V, S Reed, M Smith, Z Zhang en D-J Seo (2004) Hydrologie laboratoriumonderzoeksmodelsysteem (HL-RMS) van de Amerikaanse nationale meteorologische dienst. Journal of Hydrology 291: 297-318.
6. .