HYDROLOGY: KASAYSAYAN, BAGAY NG PAG-AARAL AT PANANALIKSIK - SCIENCE - 2025

Ang hydrology ay ang agham na tumutukoy sa pag-aaral ng tubig sa lahat ng mga aspeto nito, kasama na ang pamamahagi nito sa planeta at sikolohikal na siklo nito. Tinatalakay din nito ang kaugnayan ng tubig sa kapaligiran at mga nabubuhay na nilalang.

Ang mga unang sanggunian sa pag-aaral ng pag-uugali ng petsa ng tubig pabalik sa Sinaunang Greece at ang Roman Empire. Ang mga sukat ng daloy ng Seine (Paris) na ginawa nina Pierre Perrault at Edme Mariotte (1640) ay itinuturing na simula ng siyentipikong hydrology.

Hydrometeorological station sa Serra da Bocaina National Park, Brazil. Pinagmulan: Halley Pacheco de Oliveira, mula sa Wikimedia Commons.

Kasunod nito, ang mga sukat ng patlang ay nagpatuloy at lalong tumpak na mga instrumento sa pagsukat ay binuo. Ang Hydrology ay kasalukuyang nakabase sa pagsasaliksik nito higit sa lahat sa aplikasyon ng mga modelo ng simulation.

Kabilang sa mga pinakahuling pag-aaral, ang pagsusuri ng pag-urong ng mga glacier dahil sa pandaigdigang pag-iinit. Sa Chile, ang glacial ibabaw ng Maipo basin ay umatras ng 25%. Sa kaso ng Andean glacier, ang kanilang pagbawas ay nauugnay sa pag-init ng Karagatang Pasipiko.

Kasaysayan

Sinaunang sibilisasyon

Dahil sa kahalagahan ng tubig para sa buhay, ang pag-aaral ng pag-uugali nito ang naging object ng obserbasyon mula pa noong simula ng sangkatauhan.

Ang hydrological cycle ay nasuri ng iba't ibang mga pilosopo na Greek tulad ng Plato, Aristotle at Homer. Habang sa Roma Seneca at Pliny ay nababahala upang maunawaan ang pag-uugali ng tubig.

Gayunpaman, ang mga hypotheses na ipinapasa ng mga sinaunang sage na ito ay itinuturing na mali ngayon. Ang Roman Marco Vitruvius ang una na nagpapahiwatig na ang tubig na lumusot sa lupa ay nagmula sa ulan at niyebe.

Bilang karagdagan, sa oras na ito ng maraming praktikal na kaalaman sa haydroliko na binuo, na pinapayagan ang pagtatayo ng mga malalaking gawa tulad ng mga aqueducts ng Roma o ang mga kanal ng irigasyon sa China, bukod sa iba pa.

Renaissance

Sa panahon ng Renaissance, ang mga may-akda tulad nina Leonardo da Vinci at Bernard Palissy ay gumawa ng mahalagang mga kontribusyon sa hydrology; Nagawa nilang pag-aralan ang hydrological cycle na nauugnay sa paglusot ng tubig-ulan at ang pagbabalik nito sa mga bukal.

Siglo XVII

Itinuturing na sa panahong ito ang hydrology bilang isang agham ay ipinanganak. Sinimulan ang mga sukat ng larangan, lalo na ang mga isinagawa nina Pierre Perrault at Edmé Mariotte sa Seine River (France).

Edmond Halley. Pinagmulan: Hindi kilala, sa pamamagitan ng Wikimedia Commons

Ang gawaing ginawa ni Edmond Halley sa Dagat Mediteranyo ay nakatayo din. Nagtagumpay ang may-akda sa pagtaguyod ng ugnayan sa pagitan ng pagsingaw, pag-ulan at daloy.

Siglo XVIII

Ang hydrology ay gumawa ng mahalagang pagsulong sa siglo na ito. Maraming mga eksperimento ang isinasagawa na posible upang maitaguyod ang ilang mga prinsipyo ng hydrological.

Maaari naming i-highlight ang teorema ni Bernoulli, na nagsasaad na sa isang stream ng tubig ay tumataas ang presyon kapag bumababa ang bilis. Ang iba pang mga mananaliksik ay gumawa ng mga nauugnay na kontribusyon na may kaugnayan sa mga pisikal na katangian ng tubig.

Ang lahat ng mga eksperimento na ito ay bumubuo ng teoretikal na batayan para sa pagbuo ng dami ng pag-aaral ng hydrological.

XIX na siglo

Lumalakas ang haydrolohiya bilang isang pang-eksperimentong agham. Ang mga mahahalagang pagsulong ay ginawa sa larangan ng geological hydrology at sa pagsukat ng mga tubig sa ibabaw.

Sa panahong ito, ang mga mahahalagang pormula na inilalapat sa mga pag-aaral ng hydrological ay binuo.Ang equation ng Hagen-Pouiseuille ng capillary flow at ang Dupuit-Thiem well formula (1860).

Ang hydrometry (disiplina na sumusukat sa daloy, lakas at bilis ng paglipat ng mga likido) ay inilalagay ang mga pundasyon nito. Ang mga formula para sa pagsukat ng daloy ay binuo at iba't ibang mga instrumento sa pagsukat ng larangan ay dinisenyo.

Sa kabilang banda, si Miller, noong 1849, ay natagpuan na mayroong isang direktang ugnayan sa pagitan ng dami ng pag-ulan at ang taas.

Ika-20 at ika-21 siglo

Sa unang bahagi ng ika-20 siglo, ang dami ng hydrology ay nanatiling isang disiplina ng empirikal. Sa kalagitnaan ng siglo, ang mga modelo ng teoretikal ay nagsimulang mabuo upang gumawa ng mas tumpak na mga pagtatantya.

Noong 1922, ang International Association for Scientific Hydrology (IAHS) ay nilikha. Ang mga IAHS ay nag-grupo ng mga hydrologist sa buong mundo hanggang sa kasalukuyan.

Ang mga mahahalagang kontribusyon ay ginawa sa mahusay na mga teoryang hydraulics at tubig ng paglusot. Gayundin, ginagamit ang mga istatistika sa pag-aaral ng hydrological.

Noong 1944, inilatag ni Bernard ang mga pundasyon para sa hydrometeorology sa pamamagitan ng pag-highlight ng papel na ginagampanan ng meteorological phenomena sa siklo ng tubig.

Sa kasalukuyan, ang mga hydrologist sa kanilang iba't ibang larangan ng pag-aaral ay bumubuo ng mga kumplikadong modelo ng matematika. Sa pamamagitan ng iminungkahing simulasi, posible na mahulaan ang pag-uugali ng tubig sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon.

Ang mga modelong kunwa na ito ay lubhang kapaki-pakinabang sa pagpaplano ng mga malalaking gawa ng haydroliko. Bukod dito, posible na gumawa ng mas mahusay at makatwirang paggamit ng mga mapagkukunan ng tubig ng planeta.

Larangan ng pag-aaral

Ang salitang hydrology ay nagmula sa Greek hydros (tubig) at logo (science), na nangangahulugang ang agham ng tubig. Samakatuwid, ang hydrology ay ang agham na may pananagutan sa pag-aaral ng tubig, kabilang ang mga pattern ng sirkulasyon at pamamahagi sa planeta.

Ang tubig ay isang mahalagang elemento para sa pag-unlad ng buhay sa planeta. Ang 70% ng Earth ay natatakpan ng tubig, kung saan ang 97% ay maalat at bumubuo sa mga karagatan sa mundo. Ang natitirang 3% ay sariwang tubig, at ang karamihan sa ito ay nagyelo sa mga poles at glacier ng mundo, na ginagawa itong isang mahirap makuha na mapagkukunan.

Sa loob ng larangan ng hydrology, nasusuri ang kemikal at pisikal na mga katangian ng tubig, ang kaugnayan nito sa kapaligiran at ang kaugnayan nito sa mga nabubuhay na nilalang.

Ang hydrology bilang isang agham ay may isang kumplikadong kalikasan, kaya ang pag-aaral nito ay nahahati sa iba't ibang larangan. Ang dibisyon na ito ay sumasalamin sa iba't ibang mga aspeto na nakatuon sa ilang mga phase ng hydrological cycle: ang dinamika ng mga karagatan (oceanography), lawa (limnology) at mga ilog (potamology), ibabaw ng tubig, hydrometeorology, hydrogeology ( tubig sa lupa) at cryology (solid water).

Quelccaya Glacier (Peru). Pinagmulan: Edubucher, mula sa Wikimedia Commons

Kamakailang Mga Halimbawa ng Pananaliksik

Ang pananaliksik ng hydrology sa mga nagdaang taon ay higit na nakatuon sa aplikasyon ng mga modelo ng simulation, mga modelo ng 3D geological at artipisyal na neural network.

Ibabaw ang hydrology ng tubig

Sa larangan ng hydrology ng tubig sa ibabaw, ang mga modelo ng artipisyal na neural network ay inilalapat upang pag-aralan ang mga dinamika ng mga hydrographic basins. Sa gayon, ang proyekto ng SIATL (Watershed Water Flow Simulator) ay ginagamit sa buong mundo para sa pamamahala ng tubig.

Ang mga computer program tulad ng WEAP (Water Evaluation and Planning), na binuo sa Sweden at inaalok nang walang bayad bilang isang komprehensibong tool para sa pagpaplano ng pamamahala ng mga mapagkukunan ng tubig, ay binuo din.

Hydrogeology

Sa larangang ito, ang mga modelo ng 3D geological ay idinisenyo na nagbibigay-daan sa paglikha ng mga three-dimensional na mga mapa ng mga reserbang tubig sa ilalim ng lupa.

Sa isang pag-aaral na isinagawa ni Gámez at mga nagtutulungan sa delta ng Llobregat ilog (Espanya) ang mga kasalukuyang aquifers ay matatagpuan. Sa ganitong paraan, ang mga mapagkukunan ng tubig ng mahalagang basurang ito na nagtustos sa lungsod ng Barcelona ay nakarehistro.

Cryology

Ang Cryology ay isang patlang na nakuha ng isang mahusay na boom sa mga nakaraang taon, pangunahin dahil sa pag-aaral ng mga glacier. Sa kahulugan na ito, napansin na ang mga glacier ng mundo ay sineseryoso na apektado ng pag-init ng mundo.

Samakatuwid, ang mga modelo ng simulation ay idinisenyo upang matantya ang pag-uugali ng pagkawala ng glacier sa hinaharap.

Sinuri ni Castillo, noong 2015, ang mga glacier ng Maipo basin, na natagpuan na ang glacial ibabaw ay umatras sa 127.9 km ² , isang urong na naganap sa huling 30 taon at tumutugma sa 25% ng paunang ibabaw ng glacier.

Sa Andes, ang Bijeesh-Kozhikkodan et al. (2016) ay nagsagawa ng pagsusuri ng glacier ibabaw sa mga taong 1975 hanggang 2015. Natagpuan nila na sa panahong ito mayroong isang makabuluhang pagbawas sa mga nagyelo na masa ng tubig na ito.

Ang pangunahing pagbawas ng globo ng Andean glacial ay naobserbahan sa pagitan ng 1975 at 1997, kasabay ng pag-init ng Karagatang Pasipiko.

Mga Sanggunian

1. ASCE Task Committee on Application ng Artipong Neural Networks sa Hydrology (2000) Mga Artipisyal na Neural Networks sa Hydrology. Ako: Mga Paunang Konsepto. Journal ng Hydrologic Engineering 5: 115–123.
2. Campos DF (1998) Mga Proseso ng hydrological cycle. Pangatlong reprint. Awtonomong Unibersidad ng San Luis Potosí, Faculty of Engineering. Editorial Universitaria Potosina. San Luis Potosí, Mexico. 540 p.
3. Bijeesh-Kozhikkodan V, SF Ruiz-Pereira, W Shanshan, P Teixeira-Valente, AE Bica-Grondona, AC Becerra Rondón, IC Rekowsky, S Florêncio de Souza, N Bianchini, U Franz-Bremer, J Cardia-Simões. (2016). Ang isang paghahambing na pagsusuri ng glacial retreat sa Tropical Andes gamit ang remote sensing Investig. Geogr. Chile, 51: 3-36.
4. Castillo Y (2015) Characterization ng glacial hydrology ng Maipo River basin sa pamamagitan ng pagpapatupad ng isang pisikal na batay sa semi-ipinamamahagi na glacio-hydrological model. Thesis ng Master sa Mga Agham sa Teknolohiya, Nabanggit sa Mga Mapagkukunang Tubig at Kapaligiran. Universidad de Chile, Faculty ng Physical and Mathematical Sciences, Kagawaran ng Civil Engineering.
5. Koren V, S Reed, M Smith, Z Zhang at DJ Seo (2004) Hydrology laboratory research modeling system (HL-RMS) ng US National Weather Service. Journal of Hydrology 291: 297-318.
6. Underground Hydrology Group (GHS), CSIC - Spain. https://h2ogeo.upc.edu/es/ Binagong Enero 27, 2019.