HIDROLOGI: SEJARAH, OBJEK KAJIAN DAN PENYELIDIKAN - SAINS - 2026

The hidrologi adalah ilmu yang tawaran dengan kajian air dalam semua aspek, termasuk pengedaran di dunia ini dan kitaran hidrologi itu. Ini juga membahas hubungan air dengan alam sekitar dan makhluk hidup.

Rujukan pertama untuk kajian tingkah laku air berasal dari Yunani Kuno dan Empayar Rom. Pengukuran aliran Seine (Paris) yang dibuat oleh Pierre Perrault dan Edme Mariotte (1640) dianggap sebagai permulaan hidrologi saintifik.

Stesen hidrometeorologi di Taman Negara Serra da Bocaina, Brazil. Sumber: Halley Pacheco de Oliveira, dari Wikimedia Commons.

Selepas itu, pengukuran lapangan terus dilakukan dan instrumen pengukuran yang semakin tepat dikembangkan. Hidrologi pada masa ini mendasarkan penyelidikannya terutamanya pada penggunaan model simulasi.

Di antara kajian terbaru, penilaian pengunduran glasier kerana pemanasan global menonjol. Di Chile, permukaan glasier lembangan Maipo telah merosot sebanyak 25%. Dalam kes glasier Andean, pengurangannya berkaitan dengan pemanasan Lautan Pasifik.

Sejarah

Tamadun kuno

Oleh kerana pentingnya air untuk hidup, kajian tingkah lakunya telah menjadi objek pemerhatian sejak awal manusia.

Kitaran hidrologi dianalisis oleh ahli falsafah Yunani yang berbeza seperti Plato, Aristotle dan Homer. Semasa di Rom Seneca dan Pliny prihatin untuk memahami tingkah laku air.

Namun, hipotesis yang dikemukakan oleh orang-orang bijak kuno ini dianggap salah hari ini. Roman Marco Vitruvius adalah orang pertama yang menunjukkan bahawa air yang masuk ke dalam tanah berasal dari hujan dan salji.

Di samping itu, pada masa ini sejumlah besar pengetahuan hidraulik praktikal dikembangkan, yang memungkinkan pembinaan karya besar seperti saluran air Rom atau saluran pengairan di China, antara lain.

Renaissance

Semasa Renaissance, pengarang seperti Leonardo da Vinci dan Bernard Palissy memberikan sumbangan penting kepada hidrologi; Mereka dapat mempelajari kitaran hidrologi berkaitan dengan penyusupan air hujan dan pengembaliannya melalui mata air.

Abad XVII

Dianggap bahawa pada masa ini lahirlah hidrologi sebagai sains. Pengukuran lapangan dimulakan, terutama yang dilakukan oleh Pierre Perrault dan Edmé Mariotte di Sungai Seine (Perancis).

Edmond Halley. Sumber: Tidak diketahui, melalui Wikimedia Commons

Kerja yang dilakukan oleh Edmond Halley di Laut Mediterranean juga menonjol. Penulis berjaya menjalin hubungan antara penyejatan, pemendakan dan aliran.

Abad XVIII

Hidrologi membuat kemajuan penting pada abad ini. Banyak eksperimen dilakukan yang memungkinkan untuk menetapkan beberapa prinsip hidrologi.

Kita dapat mengetengahkan teorema Bernoulli, yang menyatakan bahawa dalam aliran air tekanan meningkat ketika kelajuan menurun. Penyelidik lain memberikan sumbangan yang berkaitan dengan sifat fizikal air.

Semua eksperimen ini merupakan asas teori untuk pengembangan kajian hidrologi kuantitatif.

Abad XIX

Hidrologi bertambah kuat sebagai sains eksperimen. Kemajuan penting dibuat dalam bidang hidrologi geologi dan dalam pengukuran permukaan air.

Dalam tempoh ini, formula penting yang diterapkan untuk kajian hidrologi dikembangkan.Persamaan aliran kapilari Hagen-Pouiseuille dan formula sumur Dupuit-Thiem (1860) menonjol.

Hidrometri (disiplin yang mengukur aliran, daya dan kelajuan cecair bergerak) meletakkan asasnya. Rumus untuk pengukuran aliran dikembangkan dan berbagai instrumen pengukuran lapangan dirancang.

Sebaliknya, Miller, pada tahun 1849, mendapati bahawa terdapat hubungan langsung antara jumlah hujan dan ketinggian.

Abad ke-20 dan ke-21

Semasa bahagian pertama abad ke-20, hidrologi kuantitatif tetap menjadi disiplin empirikal. Pada pertengahan abad ini, model teori mula dikembangkan untuk membuat anggaran yang lebih tepat.

Pada tahun 1922 Persatuan Antarabangsa untuk Hidrologi Ilmiah (IAHS) ditubuhkan. IAHS mengumpulkan ahli hidrologi di seluruh dunia hingga sekarang.

Sumbangan penting dibuat dalam teori hidraulik sumur dan penyusupan air. Begitu juga, statistik digunakan dalam kajian hidrologi.

Pada tahun 1944, Bernard meletakkan asas hidrometeorologi dengan menyoroti peranan fenomena meteorologi dalam kitaran air.

Pada masa ini, pakar hidrologi dalam bidang kajian mereka yang berbeza telah mengembangkan model matematik yang kompleks. Melalui simulasi yang dicadangkan, adalah mungkin untuk meramalkan tingkah laku air dalam keadaan yang berbeza.

Model simulasi ini sangat berguna dalam perancangan kerja hidraulik yang besar. Selanjutnya, adalah mungkin untuk menggunakan sumber air planet yang lebih cekap dan rasional.

Bidang pengajian

Istilah hidrologi berasal dari hidros Yunani (air) dan logo (sains), yang bermaksud sains air. Oleh itu, hidrologi adalah sains yang bertanggungjawab untuk kajian air, termasuk corak peredaran dan penyebarannya di planet ini.

Air adalah elemen penting untuk pengembangan kehidupan di planet ini. 70% Bumi ditutup dengan air, 97% daripadanya masin dan membentuk lautan dunia. Selebihnya 3% adalah air tawar, dan kebanyakannya dibekukan di kutub dan glasier dunia, menjadikannya sumber daya yang langka.

Dalam bidang hidrologi, sifat kimia dan fizikal air, hubungannya dengan persekitaran dan hubungannya dengan makhluk hidup dinilai.

Hidrologi sebagai sains mempunyai sifat yang kompleks, oleh itu kajiannya telah dibahagikan kepada pelbagai bidang. Bahagian ini merenungkan pelbagai aspek yang menumpukan pada beberapa fasa kitaran hidrologi: dinamika lautan (oseanografi), tasik (limnologi) dan sungai (potamologi), perairan permukaan, hidrometeorologi, hidrogeologi ( air bawah tanah) dan krioologi (air pepejal).

Gletser Quelccaya (Peru). Sumber: Edubucher, dari Wikimedia Commons

Contoh Penyelidikan Terkini

Penyelidikan hidrologi dalam beberapa tahun kebelakangan ini memfokuskan terutama pada aplikasi model simulasi, model geologi 3D dan jaringan saraf buatan.

Hidrologi air permukaan

Dalam bidang hidrologi air permukaan, model jaringan saraf buatan digunakan untuk mempelajari dinamika lembangan hidrografi. Oleh itu, projek SIATL (Watershed Water Flow Simulator) digunakan di seluruh dunia untuk pengurusan kawasan aliran sungai.

Program komputer seperti WEAP (Penilaian Air dan Perancangan), dikembangkan di Sweden dan ditawarkan secara percuma sebagai alat komprehensif untuk merancang pengurusan sumber air, juga telah dikembangkan.

Hidrogeologi

Dalam bidang ini, model geologi 3D telah dirancang yang memungkinkan untuk membuat peta tiga dimensi rizab air bawah tanah.

Dalam kajian yang dilakukan oleh Gámez dan kolaborator di delta sungai Llobregat (Sepanyol), akuifer yang ada dapat ditemukan. Dengan cara ini, sumber air di lembangan penting ini yang membekalkan kota Barcelona telah didaftarkan.

Cryology

Cryology adalah bidang yang telah berkembang pesat dalam beberapa tahun kebelakangan ini, terutamanya disebabkan oleh kajian mengenai glasier. Dalam pengertian ini, telah diperhatikan bahawa glasier dunia dipengaruhi oleh pemanasan global.

Oleh itu, model simulasi sedang dirancang untuk mengira perilaku kehilangan glasier masa depan.

Castillo, pada tahun 2015, menilai glasier lembangan Maipo, mendapati bahawa permukaan glasier telah mundur 127.9 km ² , retret yang telah berlaku dalam 30 tahun terakhir dan sesuai dengan 25% permukaan awal glasier.

Di Andes, Bijeesh-Kozhikkodan et al. (2016) melakukan penilaian permukaan glasier selama tahun 1975 hingga 2015. Mereka mendapati bahawa dalam tempoh ini terdapat penurunan yang ketara dalam jisim air beku ini.

Pengurangan utama permukaan glasial Andean diperhatikan antara tahun 1975 dan 1997, bertepatan dengan pemanasan Lautan Pasifik.

Rujukan

1. Jawatankuasa Tugas ASCE untuk Aplikasi Rangkaian Neural Buatan dalam Hidrologi (2000) Rangkaian Neural Buatan dalam Hidrologi. Saya: Konsep Awal. Jurnal Kejuruteraan Hidrologi 5: 115–123.
2. Campos DF (1998) Proses kitaran hidrologi. Cetakan semula ketiga. Universiti Autonomi San Luis Potosí, Fakulti Kejuruteraan. Editorial Universitaria Potosina. San Luis Potosí, Mexico. 540 hlm.
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). Analisis perbandingan retas glasial di Andes Tropika menggunakan penyelidikan penderiaan jauh. Geogr. Chile, 51: 3-36.
4. Castillo Y (2015) Pencirian hidrologi glasier lembangan Sungai Maipo melalui pelaksanaan model glasier hidrologi separa diedarkan secara fizikal. Tesis Sarjana dalam Sains Kejuruteraan, Penyebutan dalam Sumber Air dan Alam Sekitar. Universidad de Chile, Fakulti Sains Fizikal dan Matematik, Jabatan Kejuruteraan Awam.
5. Koren V, S Reed, M Smith, Z Zhang dan DJ Seo (2004) Sistem pemodelan penyelidikan makmal hidrologi (HL-RMS) Perkhidmatan Cuaca Nasional AS. Jurnal Hidrologi 291: 297-318.
6. Kumpulan Hidrologi Bawah Tanah (GHS), CSIC - Sepanyol. https://h2ogeo.upc.edu/es/ Disemak 27 Januari 2019.