Hidrologija

Hidrologija (grčki: Yδρoλoγια, Yδωρ+Λoγos, Hydrologia, "nauka o vodi"), nauka o vodi, njenim fizikalnim svojstvima i pojavljivanju u prirodi. Ona označava zajedno i hidrološki ciklus i vodna bogatstva.

Područja hidrologije uključuju hidrometeorologiju, površinsku hidrologiju i hidrogeologiju, gdje voda igra središnju ulogu. Okeanografija i meteorologija nisu uključene u ova područja jer je voda tek jedan od mnogih važnih aspekata.

Hidrološko istraživanje korisno je ne samo što nam omogućuje bolje razumijevanje svijeta u kojem živimo, nego i zato što nam dopušta uvid u područja znanosti koja se bave okolinom.

Historija

Hidrologija je bila predmet istraživanja hiljadama godina. Nil je primjerice pregrađen oko 4000. p. n. e. radi poboljšavanja poljoprivredne produktivnosti prijašnje neplodne zemlje. Mezopotamski gradovi su bili zaštićeni od poplava visokim zemljanim zidovima. Grci i Rimljani su gradili akvadukte, a Kinezi sisteme za navodnjavanje i radove za nadziranje poplava.

Marko Vitruvije je u prvom vijeku p. n. e. napisao filozofsku teoriju hidrološkog ciklusa u kojem oborine koje padnu u planinama prodiru kroz Zemljinu površinu te u nizinama oblikuju rijeke i izvore. Usvajanjem znanstvenijeg pristupa, Leonardo da Vinci i Bernard Palissy došli su nezavisno jedan od drugoga do preciznog prikaza hidrološkog ciklusa. Hidrološke varijable nisu se kvantitativno određivale sve do 17. vijeka.

U pionire moderne hidrološke znanosti ubrajaju se Pierre Perrault, Edme Mariotte i Edmund Halley. Mjerenjem oborina i viška vode te određivanjem otjecajnog područja, Perrault je pokazao da je kiša dovoljna na račun toka Seine. Marriotte je povezao mjerenja brzine i riječnog presjeka da prikupi nanose također u Seini. Halley je pokazao da je isparivanje iz Sredozemnog mora dovoljno na račun otjecanja rijeka koje utječu u more.

Napredak u 18. vijeku postignut je zahvaljujući Bernoullijevom piezometru i Bernoullijevoj jednadžbi, Pitotovoj cijevi i Chezyjevoj formuli. U 19. vijeku razvija se podzemna hidrologija uključujući Darcyjev zakon, Dupuit-Thiemovu formulu istjecanja i Hagen-Poiseuilleovu jednadžbu kapilarnog toka.

U 20. vijeku racionalne analize su počele zamijenjivati empirizam dok istovremeno vladine agencije pokreću vlastite hidrološke istraživačke programe. Od posebne važnosti bili su Shermanov hidrografski uređaj, Hortonova teorija infiltracije i Theisova jednadžba koja opisuje hidrauliku izvora.

Od 1950. hidrologiji se pristupa na većoj teoretskoj bazi nego u historiji omogućenoj ponajprije napretkom u fizikalnom razumijevanju hidroloških procesa i pojavom računala.

Hidrološki ciklus

Središnja tema hidrologije je kretanje vode na Zemlji koje se odvija na različite načine i u različitim mjerama. Najjasnija takva slika sadržana je u isparivanju vode iz okeana koja onda stvara oblake. Ti se oblaci kreću iznad kopna i proizvode kišu, koja teče niz rijeke natrag u okean zatvarajući ciklus.

Hidrološka mjerenja

Kretanje vode na Zemlji može se mjeriti na brojne načine. Ta je informacija jednako važna i za određivanje vodnih bogatstava i za razumijevanje procesa upletenih u hidrološki ciklus. Sljedeći spisak je spisak uređaja koje koriste hidrolozi i za mjerenje čega se koriste.

Kišomjer - kiša i snijeg
Tokomjer - riječni tok (vidi: riječni protok)
Radar - svojstva oblaka
Piezometer - pritisak i dubina podzemne vode (vidi: akviferni test)
Tensiometar - vlažnost tla
Satelit
Disdrometar - karakteristike oborina
Vremensko-područni reflektometar - vlažnost tla
Omčasti psihrometar - vlažnost
Infiltrometar - infiltracija

Hidrološko predviđanje

Promatranja hidroloških procesa koristi se za predviđanje budućih kretanja i količina vode.

Statistička hidrologija

Analiziranjem statističkih svojstava hidroloških zapisa, kao što su oborine ili riječni tok, hidrolozi mogu procijeniti buduće hidrološke pojave. To ipak pretpostavlja da karakteristike procesa ostaju nepromijenjene.

Vidi: povratni period.

Hidrološko modeliranje

S razumijevanjem kako promjene u okolini utječu na kretanje vode, hidrolozi mogu također stvoriti modele za predviđanje kako će se te promjene odvijati u budućnosti.

Hidrološki transport

Kretanje vode je značajno sredstvo kojim se drugi materijali poput tla ili zagađivača transportiraju s jednog mjesta na drugo.

Vidi: erozija, zagađenje.

Primjene hidrologije

Ublažavanje i predviđanje poplava, klizišta i rizika od suše;
Dizajniranje shema za navodnjavanje te upravljanje poljoprivrednom produktivnošću;
Osiguravanje pitke vode;
Dizajniranje brana radi opskrbe vodom ili stvaranja hidroelektrične energije;
Dizajniranje mostova;
Predviđanje geomorfoloških promjena poput erozije i sedimentacije.
Određivanje učinaka prirodne i antropogene promjene okoline na vodna bogatstva.
Određivanje rizika zagađenja transportom i uspostavljanje smjernica okolinske politike.

Također pogledajte

Vanjski linkovi

Međunarodni rječnik hidrologije.

Commons logo

Commons ima datoteke na temu: Hidrologija