Lịch sử thủy văn, đối tượng nghiên cứu và ví dụ về điều tra



các thủy văn Đây là khoa học chịu trách nhiệm nghiên cứu về nước trong tất cả các khía cạnh của nó, bao gồm cả sự phân bố của nó trên hành tinh và chu trình thủy văn của nó. Nó cũng giải quyết mối quan hệ của nước với môi trường và sinh vật.

Các tài liệu tham khảo đầu tiên về nghiên cứu hành vi nước có từ thời Hy Lạp cổ đại và Đế chế La Mã. Các phép đo dòng chảy của sông Seine (Paris) do Pierre Perrault và Edme Mariotte (1640) thực hiện được coi là khởi đầu của thủy văn khoa học.

Sau đó, các phép đo tại hiện trường được tiếp tục và các công cụ đo lường ngày càng chính xác đã được phát triển. Hiện nay, thủy văn dựa trên nghiên cứu của nó chủ yếu dựa trên việc áp dụng các mô hình mô phỏng.

Trong số các nghiên cứu gần đây nhất, việc đánh giá sự rút lui của sông băng do ảnh hưởng của sự nóng lên toàn cầu nổi bật. Tại Chile, bề mặt băng hà của lưu vực Maipo đã thoái lui 25%. Trong trường hợp sông băng Andean, sự giảm của nó có liên quan đến sự nóng lên của Thái Bình Dương.

Chỉ số

  • 1 Lịch sử
    • 1.1 Nền văn minh cổ đại
    • 1.2 Phục hưng
    • Thế kỷ 1.3 XVII
    • 1.4 Thế kỷ XVIII
    • Thế kỷ XIX
    • 1.6 Thế kỷ 20 và 21
  • 2 ngành học
  • 3 ví dụ về nghiên cứu gần đây
    • 3.1 Thủy văn nước mặt
    • 3.2 Thủy văn
    • 3,3
  • 4 tài liệu tham khảo

Lịch sử

Nền văn minh cổ đại

Do tầm quan trọng của nước đối với sự sống, nghiên cứu về hành vi của nó đã được quan sát kể từ khi bắt đầu của loài người.

Chu trình thủy văn được phân tích bởi các nhà triết học Hy Lạp khác nhau như Plato, Aristotle và Homer. Trong khi ở Rome Seneca và Plinio đã quan tâm để hiểu hành vi của nước.

Tuy nhiên, các giả thuyết được đưa ra bởi các nhà hiền triết cổ đại này được coi là sai lầm hiện nay. Roman Marco Vitruvio là người đầu tiên chỉ ra rằng nước thấm vào lòng đất đến từ mưa và tuyết.

Ngoài ra, trong thời gian này, một lượng lớn kiến ​​thức thủy lực thực tế đã được phát triển, cho phép xây dựng các công trình lớn như cống của Rome hoặc kênh tưới tiêu ở Trung Quốc, trong số những người khác..

Phục hưng

Trong thời Phục hưng, các tác giả như Leonardo da Vinci và Bernard Palissy đã có những đóng góp quan trọng cho thủy văn; Họ đã xoay sở để nghiên cứu chu trình thủy văn liên quan đến sự xâm nhập của nước mưa và sự trở lại của nó qua các suối.

Thế kỷ 17

Nó được coi là trong thời kỳ này thủy văn được sinh ra như là một khoa học. Các phép đo thực địa đã được bắt đầu, đặc biệt là các phép đo được thực hiện bởi Pierre Perrault và Edmé Mariotte trên sông Seine (Pháp).

Họ cũng nêu bật công việc được thực hiện bởi Edmond Halley ở biển Địa Trung Hải. Tác giả quản lý để thiết lập mối quan hệ giữa sự bốc hơi, lượng mưa và dòng chảy.

Thế kỷ 18

Thủy văn đã có những tiến bộ quan trọng trong thế kỷ này. Có rất nhiều thí nghiệm cho phép thiết lập một số nguyên tắc thủy văn.

Chúng ta có thể nêu bật định lý Bernoulli, trong đó nêu rõ rằng trong dòng nước, áp suất tăng khi tốc độ giảm. Các nhà nghiên cứu khác đã đóng góp có liên quan đến các tính chất vật lý của nước.

Tất cả những thí nghiệm này tạo thành cơ sở lý thuyết cho sự phát triển của các công trình thủy văn định lượng.

Thế kỷ 19

Thủy văn được tăng cường như một khoa học thực nghiệm. Những tiến bộ đáng kể đã được thực hiện trong lĩnh vực thủy văn địa chất và đo nước mặt.

Trong giai đoạn này, các công thức quan trọng được áp dụng cho các nghiên cứu thủy văn đã được phát triển. Phương trình Hagen-Pouiseuille của dòng mao quản và công thức của giếng Dupuit-Thiem (1860) nổi bật..

Thủy văn (kỷ luật đo lưu lượng, lực và tốc độ di chuyển của chất lỏng) dựa trên cơ sở của nó. Các công thức đo lưu lượng đã được phát triển và các dụng cụ đo trường khác nhau đã được thiết kế.

Mặt khác, Miller, vào năm 1849, đã phát hiện ra rằng có một mối quan hệ trực tiếp giữa lượng mưa và độ cao.

Thế kỷ 20 và 21

Trong phần đầu của thế kỷ 20, thủy văn định lượng vẫn là một môn học thực nghiệm. Vào giữa thế kỷ, các mô hình lý thuyết đang được phát triển để ước tính chính xác hơn.

Năm 1922, Hiệp hội Thủy văn Khoa học Quốc tế (IAHS) đã được thành lập. Các nhóm IAHS thủy văn trên toàn thế giới cho đến thời điểm hiện tại.

Đóng góp quan trọng được thực hiện trong thủy lực của giếng và lý thuyết về sự xâm nhập của nước. Ngoài ra, số liệu thống kê đang được sử dụng trong các nghiên cứu thủy văn.

Năm 1944, Bernard đã đặt nền móng cho khí tượng thủy văn bằng cách nhấn mạnh vai trò của các hiện tượng khí tượng trong chu trình nước.

Hiện nay, các nhà thủy văn trong các lĩnh vực nghiên cứu khác nhau của họ đã phát triển các mô hình toán học phức tạp. Thông qua các mô phỏng đề xuất, có thể dự đoán hành vi của nước trong các điều kiện khác nhau.

Những mô hình mô phỏng này rất hữu ích trong việc lập kế hoạch cho các công trình thủy lực lớn. Ngoài ra, có thể sử dụng hiệu quả hơn và hợp lý hơn các nguồn tài nguyên nước của hành tinh.

Ngành học

Thuật ngữ thủy văn xuất phát từ tiếng Hy Lạp hydros (nước) và logo (khoa học), có nghĩa là khoa học về nước. Do đó, thủy văn là khoa học chịu trách nhiệm nghiên cứu về nước, bao gồm các mô hình lưu thông và phân phối của nó trên hành tinh.

Nước là một yếu tố thiết yếu cho sự phát triển của sự sống trên hành tinh. 70% Trái đất được bao phủ bởi nước, trong đó 97% là mặn và tạo nên các đại dương trên thế giới. 3% còn lại là nước ngọt và phần lớn được đóng băng ở các cực và sông băng trên thế giới, vì vậy đây là nguồn tài nguyên khan hiếm.

Trong lĩnh vực thủy văn, các tính chất vật lý và hóa học của nước được đánh giá, mối quan hệ của nó với môi trường và mối quan hệ của nó với các sinh vật sống.

Thủy văn với tư cách là một khoa học có tính chất phức tạp, vì vậy nghiên cứu của nó đã được chia thành các lĩnh vực khác nhau. Bộ phận này dự tính các khía cạnh khác nhau tập trung vào một số giai đoạn của chu trình thủy văn: động lực học của đại dương (hải dương học), hồ (thuật học) và sông (potamology), nước mặt, thủy văn, thủy văn ( nước ngầm) và đông lạnh (nước rắn).

Ví dụ về nghiên cứu gần đây

Nghiên cứu về thủy văn trong những năm gần đây đã tập trung chủ yếu vào việc ứng dụng mô hình mô phỏng, mô hình địa chất 3D và mạng lưới thần kinh nhân tạo. 

Thủy văn nước mặt

Trong lĩnh vực thủy văn nước mặt, các mô hình mạng lưới thần kinh nhân tạo đang được áp dụng để nghiên cứu động lực học của lưu vực sông. Do đó, dự án SIATL (Bộ mô phỏng dòng nước đầu nguồn) đang được sử dụng trên toàn thế giới để quản lý lưu vực đầu nguồn.

Các chương trình máy tính cũng đã được phát triển, như WEAP (Đánh giá và lập kế hoạch nước), được phát triển ở Thụy Điển và được cung cấp miễn phí như một công cụ toàn diện để lập kế hoạch quản lý tài nguyên nước.

Địa chất thủy văn

Trong lĩnh vực này, các mô hình địa chất 3D đã được thiết kế để tạo ra các bản đồ ba chiều về trữ lượng nước ngầm.

Trong một nghiên cứu được thực hiện bởi Gámez và các cộng tác viên ở đồng bằng sônginoisbregat (Tây Ban Nha), các tầng chứa nước hiện tại có thể được đặt. Bằng cách này, có thể đăng ký nguồn nước của lưu vực quan trọng này cung cấp cho thành phố Barcelona.

Sinh vật học

Criología là một lĩnh vực đã đạt được chiều cao lớn trong những năm qua, chủ yếu là do nghiên cứu về sông băng. Theo nghĩa này, người ta đã quan sát thấy rằng các sông băng trên thế giới đang bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi sự nóng lên toàn cầu.

Do đó, các mô hình mô phỏng đang được thiết kế để ước tính hành vi mất mát trong tương lai của sông băng.

Castillo, vào năm 2015, đã đánh giá các sông băng của lưu vực Maipo, phát hiện ra rằng bề mặt sông băng đã rút đi 127,9 km2, độ giật đã xảy ra trong 30 năm qua và tương ứng với 25% bề mặt ban đầu của sông băng.

Ở Andes, Bijeesh-Kozhikkodan và cộng tác viên (2016) đã tiến hành đánh giá bề mặt của sông băng trong những năm 1975 đến 2015. Họ thấy rằng trong thời kỳ này đã có sự giảm đáng kể lượng nước băng này.

Sự giảm chính của bề mặt băng hà Andean được quan sát từ năm 1975 đến 1997 trùng với sự nóng lên của Thái Bình Dương.

Tài liệu tham khảo

  1. Ủy ban nhiệm vụ ASCE về ứng dụng mạng nơ ron nhân tạo trong thủy văn (2000) Mạng nơ ron nhân tạo trong thủy văn. I: Khái niệm sơ bộ. Tạp chí Kỹ thuật Thủy văn 5: 115-123.
  2. Campos DF (1998) Các quá trình của chu trình thủy văn. Tái bản lần thứ ba. Đại học tự trị San Luis Potosí, Khoa Kỹ thuật. Biên tập đại học Potosina. San Luis Potosí, Mexico. 540 trang.
  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 (2016). Một phân tích so sánh về sự rút lui của sông băng ở Andes nhiệt đới bằng cách sử dụng điều tra viễn thám. Geogr. Chile, 51: 3-36.
  4. Castillo Y (2015) Đặc trưng của thủy văn sông băng của lưu vực sông Maipo thông qua việc thực hiện mô hình thủy văn bán phân tán dựa trên vật lý. Luận văn thạc sĩ về Khoa học Kỹ thuật, Tài nguyên và Môi trường Nước. Đại học Chile, Khoa Khoa học Vật lý và Toán học, Khoa Xây dựng.
  5. Koren V, S Reed, M Smith, Z Zhang và D-J Seo (2004) Hệ thống mô hình nghiên cứu phòng thí nghiệm thủy văn (HL-RMS) của Dịch vụ thời tiết quốc gia Hoa Kỳ. Tạp chí thủy văn 291: 297-318.
  6. .