ประวัติอุทกวิทยาวัตถุประสงค์ของการศึกษาและตัวอย่างของการสืบสวน

อุทกวิทยา เป็นวิทยาศาสตร์ที่รับผิดชอบการศึกษาน้ำในทุกด้านรวมถึงการกระจายตัวของมันบนดาวเคราะห์และวัฏจักรอุทกวิทยา นอกจากนี้ยังเน้นถึงความสัมพันธ์ของน้ำกับสิ่งแวดล้อมและสิ่งมีชีวิต.

การอ้างอิงครั้งแรกในการศึกษาพฤติกรรมของน้ำวันที่กลับไปที่กรีซโบราณและจักรวรรดิโรมัน การวัดการไหลของแม่น้ำแซน (ปารีส) โดยปิแอร์แปร์โรลท์และเอ็ดมีมาเรตต์ (1640) ถือเป็นจุดเริ่มต้นของอุทกวิทยาทางวิทยาศาสตร์.

จากนั้นทำการวัดภาคสนามอย่างต่อเนื่องและพัฒนาเครื่องมือวัดที่แม่นยำยิ่งขึ้น ปัจจุบันอุทกวิทยามีฐานการวิจัยเป็นหลักเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้แบบจำลองสถานการณ์.

ในการศึกษาล่าสุดการประเมินผลการหลบหนีของธารน้ำแข็งเนื่องจากผลกระทบของภาวะโลกร้อนนั้นโดดเด่น ในชิลีพื้นผิวน้ำแข็งของอ่าง Maipo ลดลง 25% ในกรณีของธารน้ำแข็งแอนเดียนการลดลงนั้นสัมพันธ์กับความร้อนของมหาสมุทรแปซิฟิก.

ดัชนี

• 1 ประวัติ
  • 1.1 อารยธรรมโบราณ
  • 1.2 ยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา
  • 1.3 XVII ศตวรรษ
  • 1.4 ศตวรรษที่สิบแปด
  • 1.5 ศตวรรษที่ XIX
  • 1.6 ศตวรรษที่ 21 และ 21
• 2 สาขาวิชา
• 3 ตัวอย่างการวิจัยล่าสุด
  • 3.1 อุทกวิทยาน้ำผิวดิน
  • 3.2 อุทกธรณีวิทยา
  • 3.3 Criology
• 4 อ้างอิง

ประวัติศาสตร์

อารยธรรมโบราณ

เนื่องจากความสำคัญของน้ำเพื่อชีวิตการศึกษาพฤติกรรมได้รับการสังเกตตั้งแต่เริ่มต้นของมนุษยชาติ.

วัฏจักรทางอุทกวิทยาวิเคราะห์โดยนักปรัชญาชาวกรีกหลายคนเช่นเพลโตอริสโตเติลและโฮเมอร์ ในขณะที่อยู่ในโรมเซเนกาและ Plinio มีความกังวลที่จะเข้าใจพฤติกรรมของน้ำ.

อย่างไรก็ตามสมมติฐานจากปราชญ์โบราณเหล่านี้ถือว่าผิดพลาดในปัจจุบัน Roman Marco Vitruvio เป็นคนแรกที่ระบุว่าน้ำที่ถูกแทรกซึมอยู่ในพื้นดินนั้นมาจากฝนและหิมะ.

นอกจากนี้ในช่วงเวลานี้มีการพัฒนาความรู้เกี่ยวกับระบบไฮดรอลิกจำนวนมากซึ่งได้รับอนุญาตให้สร้างงานขนาดใหญ่เช่นท่อระบายน้ำของกรุงโรมหรือคลองชลประทานในประเทศจีนเป็นต้น.

ชีวิตใหม่

ในช่วงยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาผู้เขียนเช่น Leonardo da Vinci และ Bernard Palissy ได้มีส่วนร่วมสำคัญในอุทกวิทยา; พวกเขาสามารถศึกษาวัฏจักรทางอุทกวิทยาที่สัมพันธ์กับการแทรกซึมของน้ำฝนและการไหลกลับของมันผ่านสปริง.

ศตวรรษที่ 17

ก็ถือได้ว่าในช่วงนี้อุทกวิทยาถือกำเนิดขึ้นเป็นศาสตร์ การวัดภาคสนามเริ่มขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งที่ดำเนินการโดย Pierre Perrault และEdmé Mariotte บนแม่น้ำ Seine (ฝรั่งเศส).

พวกเขายังเน้นงานที่ทำโดย Edmond Halley ในทะเลเมดิเตอร์เรเนียน ผู้เขียนได้สร้างความสัมพันธ์ระหว่างการระเหยการตกตะกอนและการไหล.

ศตวรรษที่ 18

อุทกวิทยาทำให้ความก้าวหน้าที่สำคัญในศตวรรษนี้ มีการทดลองมากมายที่อนุญาตให้สร้างหลักการทางอุทกวิทยาบางอย่าง.

เราสามารถเน้นทฤษฎีบทของ Bernoulli ซึ่งระบุว่าในกระแสน้ำที่มีแรงดันเพิ่มขึ้นเมื่อความเร็วลดลง นักวิจัยคนอื่น ๆ ให้ความช่วยเหลือเกี่ยวกับคุณสมบัติทางกายภาพของน้ำ.

การทดลองทั้งหมดเหล่านี้เป็นพื้นฐานทางทฤษฎีสำหรับการพัฒนางานอุทกวิทยาเชิงปริมาณ.

ศตวรรษที่ 19

อุทกวิทยามีความเข้มแข็งเป็นวิทยาศาสตร์ทดลอง ความก้าวหน้าที่สำคัญเกิดขึ้นในสาขาอุทกวิทยาทางธรณีวิทยาและการวัดน้ำผิวดิน.

ในช่วงเวลานี้มีการพัฒนาสูตรสำคัญที่ใช้กับการศึกษาทางอุทกวิทยาสมการ Hagen-Pouiseuille ของการไหลของเส้นเลือดฝอยและสูตรของหลุมของ Dupuit-Thiem (1860) โดดเด่น.

Hydrometry (วินัยที่ใช้วัดการไหลแรงและความเร็วของของเหลวที่เคลื่อนที่) เป็นฐานของมัน พัฒนาสูตรสำหรับการวัดการไหลและออกแบบเครื่องมือวัดภาคสนามต่าง ๆ.

ในทางตรงกันข้ามมิลเลอร์ในปี 1849 พบว่ามีความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างปริมาณของการตกตะกอนและระดับความสูง.

ศตวรรษที่ 20 และ 21

ในช่วงแรกของศตวรรษที่ยี่สิบอุทกวิทยาเชิงปริมาณยังคงมีวินัยเชิงประจักษ์ ในช่วงกลางศตวรรษที่โมเดลเชิงทฤษฎีได้รับการพัฒนาเพื่อให้การประมาณการมีความแม่นยำมากขึ้น.

ในปี 1922 สมาคมระหว่างประเทศของวิทยาศาสตร์ทางอุทกวิทยา (IAHS) ถูกสร้างขึ้น IAHS จัดกลุ่มนักอุทกวิทยาทั่วโลกจนถึงปัจจุบัน.

การมีส่วนร่วมที่สำคัญเกิดขึ้นในชลศาสตร์ของบ่อน้ำและทฤษฎีการแทรกซึมของน้ำ นอกจากนี้ยังมีการใช้สถิติในการศึกษาทางอุทกวิทยา.

ในปี 1944 เบอร์นาร์ดวางรากฐานของ hydrometeorology โดยเน้นบทบาทของปรากฏการณ์ทางอุตุนิยมวิทยาในวัฏจักรของน้ำ.

ปัจจุบันนักอุทกวิทยาในสาขาการศึกษาที่แตกต่างกันได้พัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน จากแบบจำลองที่เสนอมามันเป็นไปได้ที่จะทำนายพฤติกรรมของน้ำภายใต้เงื่อนไขต่าง ๆ.

แบบจำลองเหล่านี้มีประโยชน์มากในการวางแผนงานไฮโดรลิกขนาดใหญ่ นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะใช้ทรัพยากรน้ำของโลกอย่างมีประสิทธิภาพและมีเหตุผล.

สาขาวิชา

คำอุทกวิทยามาจากภาษากรีก Hydros (น้ำ) และ เครื่องหมาย (วิทยาศาสตร์) ซึ่งหมายถึงศาสตร์แห่งน้ำ ดังนั้นอุทกวิทยาจึงเป็นศาสตร์ที่มีหน้าที่ศึกษาการไหลของน้ำรวมถึงรูปแบบการไหลเวียนและการกระจายตัวของดาวเคราะห์.

น้ำเป็นองค์ประกอบสำคัญสำหรับการพัฒนาชีวิตบนโลกใบนี้ 70% ของโลกปกคลุมไปด้วยน้ำซึ่ง 97% มีรสเค็มและสร้างมหาสมุทรของโลก ส่วนที่เหลืออีก 3% เป็นน้ำจืดและส่วนใหญ่ถูกแช่แข็งในเสาและธารน้ำแข็งของโลกดังนั้นจึงเป็นทรัพยากรที่หายาก.

ภายในสาขาอุทกวิทยาประเมินคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพของน้ำความสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมและความสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิต.

อุทกวิทยาเป็นวิทยาศาสตร์มีธรรมชาติที่ซับซ้อนดังนั้นการศึกษาจึงถูกแบ่งออกเป็นสาขาต่าง ๆ หมวดนี้พิจารณาแง่มุมต่าง ๆ ที่มุ่งเน้นไปที่บางส่วนของวัฏจักรของอุทกวิทยา: พลศาสตร์ของมหาสมุทร (สมุทรศาสตร์), ทะเลสาบ (ชลธาร) และแม่น้ำ (potamology), ผิวน้ำ hydrometeorology, อุทกธรณีวิทยา ( น้ำใต้ดิน) และ cryology (น้ำทึบ).

ตัวอย่างงานวิจัยล่าสุด

งานวิจัยด้านอุทกวิทยาในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาส่วนใหญ่เน้นไปที่การประยุกต์ใช้แบบจำลองสถานการณ์จำลองทางธรณีวิทยา 3 มิติและเครือข่ายประสาทเทียม. 

อุทกวิทยาน้ำผิวดิน

ในสาขาอุทกวิทยาน้ำผิวดินได้มีการนำแบบจำลองโครงข่ายประสาทเทียมมาใช้ในการศึกษาพลศาสตร์ของแหล่งต้นน้ำ ดังนั้นโครงการ SIATL (เครื่องมือจำลองการไหลของน้ำในลุ่มน้ำ) จึงถูกนำไปใช้ทั่วโลกเพื่อการจัดการลุ่มน้ำ.

โปรแกรมคอมพิวเตอร์ก็ได้รับการพัฒนาเช่น WEAP (การประเมินและการวางแผนน้ำ) ได้รับการพัฒนาในสวีเดนและให้บริการฟรีเป็นเครื่องมือที่ครอบคลุมสำหรับการวางแผนการจัดการทรัพยากรน้ำ.

อุทกธรณีวิทยา

ในฟิลด์นี้แบบจำลองทางธรณีวิทยา 3 มิติได้รับการออกแบบมาเพื่อสร้างแผนที่สามมิติของแหล่งน้ำใต้ดิน.

ในการศึกษาดำเนินการโดยGámezและผู้ร่วมมือในสามเหลี่ยมปากแม่น้ำ Llobregat (สเปน) ชั้นหินอุ้มน้ำในปัจจุบันอาจตั้งอยู่ได้ ด้วยวิธีนี้จึงเป็นไปได้ที่จะลงทะเบียนแหล่งน้ำของแอ่งน้ำที่สำคัญนี้ซึ่งเป็นเมืองของบาร์เซโลนา.

cryology

criologíaเป็นสนามที่มีความสูงมากในปีที่ผ่านมาเนื่องจากการศึกษาของธารน้ำแข็งเป็นหลัก ในแง่นี้มันถูกตั้งข้อสังเกตว่าธารน้ำแข็งของโลกได้รับผลกระทบอย่างรุนแรงจากภาวะโลกร้อน.

ดังนั้นแบบจำลองสถานการณ์จึงถูกออกแบบมาเพื่อประเมินพฤติกรรมการสูญเสียในอนาคตของธารน้ำแข็ง.

Castillo ในปี 2558 ได้ประเมินธารน้ำแข็งของลุ่มน้ำ Maipo โดยพบว่าพื้นผิวธารน้ำแข็งลดระดับ 127.9 กม.², การหดตัวที่เกิดขึ้นใน 30 ปีที่ผ่านมาและสอดคล้องกับ 25% ของพื้นผิวเริ่มต้นของน้ำแข็ง.

ในเทือกเขาแอนดีส Bijeesh-Kozhikkodan และผู้ทำงานร่วมกัน (2016) ได้ทำการประเมินพื้นผิวของธารน้ำแข็งในช่วงปี 2518 ถึง 2558 พวกเขาพบว่าในช่วงเวลานี้มีการลดลงอย่างมากของมวลน้ำแข็งเหล่านี้.

การลดลงของพื้นผิวน้ำแข็งหลักของ Andean นั้นเกิดขึ้นระหว่างปี 1975 และ 1997 ซึ่งสอดคล้องกับภาวะโลกร้อนของมหาสมุทรแปซิฟิก.

การอ้างอิง

1. คณะกรรมการงาน ASCE เรื่องการประยุกต์ใช้โครงข่ายประสาทเทียมในอุทกวิทยา (2000) โครงข่ายประสาทเทียมในอุทกวิทยา. I: แนวคิดเบื้องต้น วารสารวิศวกรรมอุทกวิทยา 5: 115-123.
2. Campos DF (1998) กระบวนการของวัฏจักรอุทกวิทยา พิมพ์ครั้งที่สาม มหาวิทยาลัยอิสระแห่งซานหลุยส์โปโตซีคณะวิศวกรรมศาสตร์ Potosina บรรณาธิการมหาวิทยาลัย ซานหลุยส์โปโตซีเม็กซิโก 540 pp.
3. Bijeesh-Kozhikkodan V, S F Ruiz-Pereira, W Shanshan, P Teixeira-Valente, A E Bica-Grondona, A Becerra Rondón, ฉัน C Rekowsky, S Florêncio de Souza, N Bianchini, U Bianfi-Simmer (2016) การวิเคราะห์เปรียบเทียบการล่าถอยน้ำแข็งในแอนดีทรอปิคอลโดยใช้การสำรวจจากระยะไกล /. geogr ชิลี 51: 3-36.
4. Castillo Y (2015) การจำแนกลักษณะของอุทกวิทยาน้ำแข็งของลุ่มน้ำ Maipo ผ่านการใช้แบบจำลองกึ่งธารน้ำแข็งกึ่งกระจายทางร่างกาย วิทยานิพนธ์ปริญญาโทสาขาวิทยาศาสตร์วิศวกรรมการกล่าวถึงทรัพยากรและสภาพแวดล้อมทางน้ำ มหาวิทยาลัยชิลีคณะวิทยาศาสตร์กายภาพและคณิตศาสตร์ภาควิชาวิศวกรรมโยธา.
5. Koren V, S Reed, M Smith, Z Zhang และ D-J Seo (2004) ระบบจำลองการวิจัยทางห้องปฏิบัติการอุทกวิทยา (HL-RMS) ของ US National Weather Service วารสารอุทกวิทยา 291: 297-318.
6. .