Hidrológia

A Wikipédiából, a szabad lexikonból.

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 nem csak a világ jobb megértésében hasznosak, hanem környezetmérnöki, környezetvédelmi és környezettervezési kérdésekre is választ adnak.

Tartalomjegyzék

[szerkesztés] Történelem

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