Hidrológia
A Wikipédiából, a szabad lexikonból.
Tartalomjegyzék |
[szerkesztés] Fogalma
A hidrológia (görög: Yδρoλoγια, Yδωρ+Λoγos, Hydrologia, "víztan") a víz természeti mozgásával, eloszlásával foglalkozó, a vízforrásokat és a víz körforgását vizsgáló tudományterület. A hidrológiai szakértőt hidrológusnak nevezik, aki földtudományi, környezetvédelmi, építőmérnöki vagy környezetmérnöki végzettségű lehet.
A hidrológia a vízmeteorológia, felszíni hidrológia és a hidrogeológia területeit foglalja magában, ahol a víz központi szerepet játszik. Az oceanográfia és a meteorológia nem tartozik ide, mert azoknál a víz csak egy a sok fontos szempont közül. A hidrológiai kutatások számos környezetmérnöki, környezetvédelmi és környezettervezési kérdésre is választ adnak.
[szerkesztés] Története
A hidrológia évezredek óta megfigyelés és mérnöki tervezés tárgya. Kr. e. 4000 évvel a Nílust szabályozták, hogy fejlesszék a mezőgazdasági termelést az előzőleg sivár területeken is. A mezopotámiai városokat magas kőfalakkal védték az áradástól. Az ókori görögök és rómaiak csatornákat, a kínaiak öntöző- és áradásellenőrző-rendszereket építettek.
Marcus Vitruvius a Kr. e. 1. században filozófiai elméletet írt le a víz körforgásáról, amely szerint a hegyekben leeső csapadék beszivárog a földfelszínbe, és folyókat, patakokat képez az alacsonyabban fekvő területeken. Egy még tudományosabb megközelítéssel Leonardo da Vinci és Bernard Palissy egymástól függetlenül megbízható értelmezést nyújtott a hidrológiai körforgásról. A hidrológiai változókat azonban csak a 17. században kezdték kiszámítani.
A hidrológia modern tudományának úttörői Pierre Perrault, Edme Mariotte, és Edmund Halley voltak. Megmérve az esőt, a vízfolyásokat és a csatornavizeket Perrault kimutatta, hogy az eső elég a Szajna táplálásához. Marriotte a folyó sebességét és a keresztmetszeti tényezőit vizsgálta ugyancsak a Szajna kiöntésekor. Halley kimutatta, hogy a Földközi-tenger párolgása megfelel a tengerbe beömlő folyók vízmennyiségének.
A 18. század felfedezései Daniel Bernoulli piezométere, a Bernoulli-egyenlet, a Pitot-cső és a Chezy-képlet. A 19. században a Darcy-törvény, a Dupuit-Thiem formula és Hagen-Poiseuille kapilláris áramlási egyenlet hozott előrelépést elsősorban a talajvíz hidrológiájában.
A tapasztalati megfigyeléseket racionális elemzések váltották fel a 20. században, a kormányok pedig megkezdték hidrológiai kutatóprogramjaikat. Leroy Sherman egység hidrográfiája, Robert E. Horton beszivárgási elmélete és C.V. Theis egyenlete a kúthidraulikáról kapott különös fontosságot.
Az 1950-es évektől a hidrológia a hidrológiai folyamatok fizikai megértésének fejlődésével és a számítógépek megjelenésével az addigihoz képest sokkal elméletibb alapokra helyeződött.
[szerkesztés] Hidrológiai körforgás
A hidrológia központi elve a víz különböző irányokban és különböző formákban zajló körfogására épül. Ennek a legismertebb folyamata az óceánok párolgása, amelyekből felhők képződnek. A felhők a szárazföldek fölé kerülnek, esővíz keletkezik belőlük, ami a folyókon keresztül jut vissza az óceánokba, így téve teljessé a körforgást.
[szerkesztés] Hidrológiai mérések
A víz mozgását többféleképpen lehet mérni. Ez az információ fontos a vízlelőhelyek feltárásához és a hidrológiai körforgás folyamatainak megismeréséhez. A következő lista a hidrológusok által használt eszközöket mutatja.
- Esőmérce – csapadékmennyiséghez
- Áramlásmérő – folyók sebességéhez
- Radar – felhők mozgásához
- Piezométer – talajvíz nyomásához és mélységéhez
- Feszültségmérő – földnedvességhez
- Műhold
[szerkesztés] Hidrológiai előrejelzés
A hidrológiai folyamatok megfigyeléseit a várható vízmozgás irányának és mennyiségének előrejelzésére használják.
[szerkesztés] Hidrológia statisztika
A csapadék vagy a folyó vízmennyiségéről készült hidrológiai adatfelvételek statisztikai elemzéseinek segítségével a hidrológusok előre tudják jelezni a várható hidrológiai jelenségeket. Ez a változatlan folyamatok jellemzőit is magában foglalja.
[szerkesztés] Hidrológiai modellezés
A víz mozgása környezeti hatásváltozásainak megértésével a hidrológusok modelleket alkothatnak arról, hogyan alakulnak ezek a változások a jövőben.
[szerkesztés] Hidrológiai szállítás
A vízmozgás egyúttal más anyagok, talaj és szennyeződések szállítását is jelenti egyik helyről a másikra. Ez eróziót okoz és szerepet játszik a környezetszennyezés bizonyos formáiban.
[szerkesztés] Hidrológiai alkalmazások
- Áradás, földcsuszamlás és aszály kockázatainak előrejelzése és enyhítése
- Öntözési terv készítése és mezőgazdasági tevékenység fejlesztése
- Ivóvíz biztosítás
- Védőgátak tervezése vízellátáshoz vagy vízenergia előállításához
- Hidak tervezése
- Geomorfológiai változások, erózió és ülepedés előrejelzése
- Természeti és élettani környezeti változások felmérése a vízforrásokban
- Környezetszennyezést okozó szállítófolyamatok kockázatainak felmérése és környezetvédelmi irányelvek kialakítása
[szerkesztés] Lásd még
- Földtudomány
- Folyó
- Forrás
- Talajnedvesség
- Talajvíz
- Vízművek
Based on work by