El agua de la superficie terrestre escapó del interior de la Tierra y, después de unos 3.500 millones de años de acumulación y evolución, formó gradualmente la hidrosfera actual. La formación de la hidrosfera no sólo cambió la faz de la litosfera e hizo que los fenómenos en la atmósfera fueran complejos y diversos, sino que también condujo al surgimiento de la biosfera. Por tanto, la aparición de agua y la formación de la hidrosfera son los acontecimientos más importantes de la historia natural de la Tierra.
El campo de investigación de la hidrología es muy amplio. Desde el agua de la atmósfera hasta el agua del océano, desde el agua de la superficie terrestre hasta las aguas subterráneas, todos ellos son objetos de investigación de la hidrología; la relación entre la hidrosfera, la atmósfera, la litosfera y la biosfera es también el campo de investigación de la hidrología; hidrología. La ciencia hidrológica no solo estudia la cantidad de agua sino también la calidad del agua. No solo estudia la dinámica instantánea de los regímenes hídricos actuales, sino que también explora la historia de vida del agua global y predice sus tendencias de cambio futuras.
Aunque la cantidad de agua terrestre sólo representa alrededor del 3,5 del total mundial, casi toda el agua dulce se distribuye en la tierra. Toda la raza humana vive en la tierra y los procesos hidrológicos más complejos también ocurren en la tierra. Por lo tanto, el estudio del agua en la tierra ha recibido especial atención. La literatura sobre suelos y agua es un componente importante de la ciencia hidrológica. El conocimiento de la hidrología del océano y la atmósfera se ha clasificado como oceanografía y ciencias atmosféricas respectivamente.
El objeto de investigación de la hidrología
En la Tierra existen alrededor de 65.438 millones de kilómetros cúbicos de agua, distribuidas en estado líquido, sólido y gaseoso en el suelo, el subsuelo y la atmósfera. formando ríos, lagos, pantanos, océanos, glaciares, nieve, aguas subterráneas y agua atmosférica, formando una vasta hidrosfera. La hidrosfera se encuentra en un estado de movimiento interminable. Varios cuerpos de agua en la hidrosfera están estrechamente conectados, transformados y actualizados continuamente a través de procesos hidrológicos como la evaporación, el transporte de vapor de agua, la precipitación, la escorrentía superficial y la escorrentía subterránea, formando un enorme sistema dinámico. .
En este sistema, el agua de mar se evapora hasta convertirse en vapor de agua bajo la radiación solar, asciende a la atmósfera y es transportada por la tierra mediante corrientes de aire. En determinadas condiciones climáticas, la precipitación cae al suelo. Parte del agua que cae se evapora nuevamente a la atmósfera y la otra parte forma escorrentía superficial a lo largo del suelo o se filtra en el suelo para formar escorrentía subterránea, que desemboca en lagos u océanos a través de ríos. El vapor de agua evaporado del océano o de la tierra sube, se condensa y cae directamente al océano o a la tierra bajo la acción de la gravedad.
Esta continua transformación, migración y alternancia del agua se denomina ciclo hidrológico. Sin embargo, lo anterior son sólo algunos esbozos del esquema del ciclo hidrológico global. La situación real del ciclo hidrológico es mucho más compleja. Desde la tropopausa de la atmósfera, a unos 11 km de altura, hasta el vasto espacio a una profundidad de 1 a 2 km bajo tierra, hay rastros del ciclo hidrológico por todas partes.
La circulación atmosférica en diferentes latitudes hace que algunas zonas se conviertan en fuentes de vapor de agua donde la evaporación es mayor que la precipitación, mientras que otras zonas se convierten en zonas de enriquecimiento de vapor de agua donde la precipitación es mayor que la evaporación. Los proyectos de desvío de agua entre cuencas de diferentes escalas pueden cambiar la trayectoria de la escorrentía superficial. Cada región o cuerpo de agua del mundo tiene su propio sistema de ciclo hidrológico regional. Los sistemas de ciclo hidrológico en diversas escalas de tiempo y escalas espaciales están interconectados y se restringen entre sí, formando un sistema de ciclo hidrológico global.
Cerca de 577.000 kilómetros cúbicos de agua participan cada año en el ciclo hidrológico en todo el mundo. La causa interna del ciclo hidrológico son las propiedades físicas del agua que puede convertirse en líquido, gas y sólido en condiciones naturales, y la energía que impulsa un sistema de ciclo hidrológico tan enorme es la energía radiante del sol y la energía potencial de agua en el campo gravitacional de la Tierra.
El ciclo hidrológico es el ciclo material más importante de la naturaleza. Forma nubes, provoca lluvia, afecta el clima y la ecología de una región, da forma al paisaje, realiza la migración de sustancias geoquímicas, conecta la vida en todo el mundo como una cadena y proporciona a los humanos recursos renovables de agua dulce y recursos hidroeléctricos. El ciclo hidrológico mantiene vivo nuestro planeta. Sin agua y sin ciclo hidrológico, nuestro planeta sería como la luna, un desierto silencioso y sin vida.
La existencia y movimiento del agua durante el ciclo, como la evaporación, la precipitación, las fluctuaciones del nivel del agua en ríos y lagos, los cambios en el hielo, el avance y retroceso de los glaciares, el movimiento de las aguas subterráneas, los cambios en la calidad del agua, etc., son denominados colectivamente fenómenos hidrológicos. Bajo la influencia de diversos factores naturales y actividades humanas, los fenómenos hidrológicos son muy complejos en términos de distribución espacial o cambios temporales.
El proceso de variación temporal de los fenómenos hidrológicos es periódico y no repetitivo, y generalmente se denomina "cuasiperiódico". Por ejemplo, el nivel del agua en los estuarios de marea tiene cambios diurnos con un período de medio o un día lunar los ríos tienen temporadas de inundaciones con agua abundante y períodos secos con poca agua cada año, mediante observación de largo plazo se puede observar que el El volumen de agua de ríos y lagos varía entre años húmedos consecutivos y Hay alternancias entre años secos consecutivos, que muestran cambios de varios años.
Las razones básicas de este cambio periódico son la revolución y rotación de la Tierra, el movimiento relativo de la Tierra y la Luna, y la influencia de la actividad solar, como el movimiento periódico de las manchas solares. Provocan cambios en la radiación solar y la alternancia de estaciones, provocando los correspondientes cambios cíclicos en los fenómenos hidrológicos. Por supuesto, los fenómenos hidrológicos también se ven afectados por muchos otros factores, que a su vez cambian constantemente en el tiempo e interactúan entre sí.
Una breve historia de la hidrología
La historia de la exploración humana para eliminar los riesgos de inundaciones y fomentar la conservación del agua es tan larga como la historia de la civilización humana. En la práctica productiva, especialmente en la lucha contra las inundaciones y las sequías, los seres humanos observan constantemente diversos fenómenos hidrológicos, reflexionan y estudian sus leyes, acumulan un gran conocimiento sobre el agua y gradualmente forman y desarrollan la ciencia hidrológica.
La hidrología tiene una larga historia y ha experimentado un largo período de gestación. Se desarrolló rápidamente en el último siglo. Al igual que en muchas disciplinas de las ciencias naturales, todavía es difícil encontrar hitos reconocidos que dividan el proceso histórico de la ciencia hidrológica en varias etapas claras. Simplemente seguimos sus pasos, que se dividen aproximadamente en las siguientes categorías.
El período embrionario (desde la antigüedad hasta aproximadamente el 1400 d.C.)
En los restos de los lugares de nacimiento de culturas antiguas como el Nilo, el Éufrates, el Ganges y los ríos Amarillos, podemos ver primitivo Las observaciones hidrológicas ya se iniciaron durante este período. Las primeras observaciones del nivel del agua se realizaron en China y Egipto.
En el siglo XXII a. C., el legendario maestro chino de control de inundaciones, Dayu, una vez "colocó árboles a lo largo de la montaña" (árboles en el río) para observar la subida y bajada del agua del río. Más tarde, durante el Período de los Reinos Combatientes, el "Hombre de Piedra" de Dujiangyan de Li Bing, las tallas de piedra de agua de la Dinastía Sui, los monumentos de agua de la Dinastía Song, etc. , lo que indica que la observación del nivel del agua se ha mejorado continuamente.
La observación de lluvias más antigua apareció por primera vez en la India en el siglo IV a.C. China comenzó a tener un sistema de notificación de lluvias en la dinastía Qin en el siglo III a.C. En 1247 d.C., con pluviómetros y métodos más científicos para calcular la profundidad de la lluvia, se comenzó a utilizar la "prueba de nieve con jaula de bambú" para calcular la profundidad de la nieve en terreno plano. Liu Tianhe, de la dinastía Ming, utilizó un "medidor de agua montado en arena" hecho a mano para medir la cantidad de sedimento en el río Amarillo.
El antiguo libro chino "Lu Chunqiu" escribe: "Las nubes se mueven tan repentinamente hacia el oeste, sin terminar nunca en invierno y verano; los manantiales de agua fluyen hacia el este, día y noche, inagotables, y cuando están no satisfechos con el uso, consideran lo pequeño como lo grande. Tomando lo pesado como lo liviano, la carretera nacional” plantea el concepto simple de ciclo hidrológico. Las "Notas Shuijing", escritas a principios del siglo VI d.C., registraron una descripción general de 65,438 0,252 ríos en China en ese momento y se convirtieron en pioneros en estudios hidrogeológicos.
Es cierto que estas observaciones y conocimientos hidrológicos originales eran superficiales y esporádicos, pero ya proporcionaban datos hidrológicos importantes para la vida y la producción en ese momento. Por ejemplo, determinar el monto del impuesto en función de la cantidad de lluvia y transmitir información sobre el agua a aguas abajo en función del nivel del agua en aguas arriba presagian el surgimiento de la ciencia hidrológica.
Período de Fundación (aproximadamente 1400 ~ 1900)
La emancipación del pensamiento científico y el progreso científico y tecnológico provocado por el Renacimiento europeo sentó las bases para el desarrollo de la hidrología como disciplina independiente. . Durante este período, la invención de los instrumentos hidrológicos llevó la observación hidrológica a la etapa de observación científica cuantitativa.
En 1663, Wren y Hooke inventaron el pluviómetro de cubo basculante. En 1687, Halley inventó el evaporador para medir la evaporación de la superficie del agua. En 1870, Ellis inventó el correntímetro de paleta. inventó el molinete de copa giratoria.
Estos modernos instrumentos hidrológicos permiten observar el flujo, la velocidad del flujo, la evaporación y la precipitación con una precisión considerable. Han surgido una tras otra varias estaciones hidrológicas que utilizan estos modernos instrumentos hidrológicos para observaciones hidrológicas.
En 1746, mi país estableció su primera estación de nivel de agua convencional en la antigua desembocadura de la presa del río Amarillo y comenzó a observar sistemáticamente los niveles de agua y a informar sobre inundaciones. Estos logros han ampliado el campo de observación de los fenómenos hidrológicos en profundidad y amplitud y han creado las condiciones para el desarrollo teórico de la ciencia hidrológica.
Durante este periodo comenzaron a tomar forma las teorías científicas hidrológicas modernas. En 1674, Perrault propuso el concepto de balance hídrico, que se convirtió en uno de los principios más básicos de la ciencia hidrológica. Bernoulli y sus hijos publicaron la ecuación energética del flujo de agua en 1738, y Xie Cai publicó la fórmula para el flujo uniforme en un canal abierto en 1775. La fórmula de Dalton para estudiar la evaporación de la superficie del agua se estableció en 1802. En 1856, Darcy publicó la ley de Darcy que describe el movimiento del agua subterránea en medios porosos; en 1851, Moiney propuso los conceptos de confluencia y coeficientes de escorrentía y publicó la famosa fórmula de razonamiento para calcular el flujo máximo.
El establecimiento de estas teorías científicas ha sentado una base teórica para el desarrollo de la ciencia hidrológica en los campos del flujo de los ríos, la evaporación, el movimiento de las aguas subterráneas, la formación de escorrentías y el ciclo hidrológico. Muestra la comprensión humana de la hidrología. Los fenómenos han evolucionado desde la etapa primaria evolucionando desde un conocimiento superficial y esporádico hasta un conocimiento más profundo y sistemático. Al mismo tiempo, también muestra que la exploración humana del movimiento y los patrones de cambio del agua en la Tierra se ha convertido en hipótesis, deducciones y razonamientos basados en una gran cantidad de hechos observados, y luego establecieron metodologías científicas modernas de varios sistemas teóricos.
A finales de 2019 comenzaron a aparecer instituciones especializadas en investigación hidrológica y algunos países comenzaron a publicar anuarios hidrológicos. Se publicaron una tras otra monografías hidrológicas como "Hidrología de los ríos" de Frith, "Biografía de los lagos" de Forel, "El movimiento del agua" de Edem Marriott, etc. Estos trabajos resumieron los resultados de las observaciones hidrológicas y las investigaciones teóricas de esa época, marcando la base de la ciencia hidrológica como ciencia moderna.
El auge de la hidrología aplicada (alrededor de 1900 ~ 1950)
Durante este período, la ciencia hidrológica continuó logrando nuevos logros en métodos de observación, sistemas teóricos y campos de investigación, pero los más importantes El mayor avance fue el auge de la hidrología aplicada.
En el siglo XX, especialmente después de la Primera Guerra Mundial, un gran número de temas relacionados con el control de inundaciones, el riego, la ingeniería de tráfico, la agricultura, la silvicultura e incluso la construcción urbana han planteado y resuelto cada vez más temas nuevos para la ciencia de la hidrología. Los métodos de estos temas se han vuelto gradualmente teóricos y sistemáticos a partir de la experiencia y la fragmentación, y las características de aplicación de la ciencia hidrológica han surgido gradualmente.
Primero, de 1914 a 1924, a través del trabajo de Heizeng y Foster, las teorías y métodos de la teoría de la probabilidad y la estadística matemática se introdujeron sistemáticamente en la ciencia hidrológica, de modo que las variables hidrológicas (como los picos de inundación y las inundaciones) volúmenes) se relacionaron con su correlación probabilística abre el camino para predecir posibles condiciones hidrológicas durante el futuro período de operación del proyecto.
Luego, de 1932 a 1938, Sherman, Horton, McCarthy, Snyder y otros lograron avances revolucionarios en el cálculo de la generación y confluencia de la escorrentía, abriendo el camino para calcular las inundaciones en función de las precipitaciones. Posteriormente, Clark, Linsley y otros desarrollaron y enriquecieron el contenido anterior en la teoría y métodos de líneas unitarias, análisis conjunto de múltiples variables hidrológicas y regulación de escorrentía.
Durante este período, las estaciones hidrológicas se convirtieron en un sistema de red de estaciones hidrológicas a gran escala en todo el mundo. Estos logros sentaron las bases para el surgimiento de la hidrología aplicada en términos de teoría, método y condiciones de datos, y tomaron la iniciativa en la formación de su subdisciplina más importante: la hidrología de ingeniería. Luego, también surgieron una tras otra la hidrología agrícola, la hidrología forestal y la hidrología urbana.
65438-0949, "Applied Hydrology" en coautoría con Lin Sly, Kohler y Paul Hess; en el mismo año, "Principles of Applied Hydrology" en coautoría con Johnston y Chris y American Civil Engineering Applied. Se publicaron una tras otra monografías de hidrología como el "Manual de Hidrología" compilado por la Institución de Ingenieros, que resumieron los logros de este período y marcaron el nacimiento de la hidrología aplicada. La hidrología aplicada se caracteriza por la prestación directa de diversos servicios para la producción y la vida. Se ha desarrollado rápidamente y se ha convertido en la rama más dinámica del sistema científico hidrológico moderno.
Hidrología moderna
Desde la década de 1950, la escala de producción social se ha expandido sin precedentes, la ciencia y la tecnología han entrado en un nuevo período de desarrollo y está surgiendo una nueva revolución tecnológica. La capacidad de la humanidad para transformar la naturaleza ha aumentado rápidamente y la relación entre los humanos y el agua ha pasado de un nivel bajo en la antigüedad a un nivel alto en los tiempos modernos. Esta nueva etapa aporta a la ciencia hidrológica un nuevo impulso y nuevas características.
En primer lugar, debido a la extraordinaria demanda de recursos hídricos por parte de los seres humanos, el campo de investigación de la hidrología se está desarrollando en la dirección del desarrollo y utilización óptimos de los recursos hídricos, proporcionando información científica para la evaluación objetiva y el desarrollo racional. , plena utilización y protección de los recursos hídricos.
En segundo lugar, las actividades humanas a gran escala están teniendo muchos impactos en las masas de agua naturales y el medio ambiente natural. Estudiar y evaluar los efectos hidrológicos de las actividades humanas y la importancia ambiental de este efecto, revelar las leyes de los fenómenos hidrológicos bajo la influencia de las actividades humanas y luego explorar nuevos métodos y enfoques de análisis hidrológico para prevenir el impacto de las actividades humanas en el medio hidrológico. de ser perjudiciales para la supervivencia humana, estos se están convirtiendo en nuevos temas a los que se enfrenta la ciencia hidrológica.
Además, la ciencia y la tecnología modernas también han logrado grandes avances en los medios para obtener información hidrológica y los métodos de análisis de la información hidrológica. Por ejemplo, la aplicación de la tecnología de teledetección permite observar una amplia gama de fenómenos hidrológicos macroscópicos al mismo tiempo; la aplicación de la tecnología nuclear permite obtener información hidrológica microscópica, métodos de análisis hidrológico estocástico y métodos hidrológicos; los métodos de análisis de sistemas permiten a las personas estudiar los fenómenos hidrológicos; las capacidades se han desarrollado a un nuevo nivel, especialmente la aplicación de las computadoras ha permitido que la ciencia hidrológica se desarrolle desde la observación hidrológica hasta el estudio de las leyes básicas, y desde las operaciones manuales y mecánicas hasta la automatización centrada en las computadoras. .
Las ciencias marginales entre la ciencia hidrológica y otras ciencias continúan aumentando, y la brecha entre disciplinas se está llenando gradualmente. Al mismo tiempo, la gente empezó a ver que el agua se había convertido en un factor importante que afectaba al desarrollo social. Si bien el agua muestra sus propiedades naturales, sus propiedades sociales también son cada vez más evidentes y poco a poco van siendo reconocidas por la gente. Por lo tanto, la ciencia hidrológica probablemente se convertirá en una ciencia integral con la naturaleza dual de las ciencias naturales y las ciencias sociales.
Características de la investigación de la hidrología
El ciclo hidrológico son las condiciones de existencia de diversas masas de agua en la naturaleza y las conexiones entre ellas. Es la suma de diversos movimientos y cambios de agua, y es el objeto principal y contenido central de la investigación científica hidrológica. Durante el ciclo hidrológico, las características de los fenómenos hidrológicos determinan las características de la investigación científica hidrológica.
En primer lugar, la ciencia hidrológica trata diversos fenómenos hidrológicos en su conjunto y estudia la influencia de la atmósfera, la litosfera, la biosfera y las actividades humanas. Por ejemplo, al estudiar los cambios en el volumen de agua en una cuenca utilizando el método del balance hídrico, no sólo se debe considerar el transporte de vapor de agua en la atmósfera alrededor de la cuenca, sino también los cambios en el contenido de agua en la atmósfera sobre la cuenca, tanto la precipitación como la evaporación; no sólo se debe considerar el escurrimiento superficial de la cuenca, también se debe considerar el intercambio del contenido de humedad del suelo y del agua subterránea dentro y fuera de la cuenca, así como el impacto de los proyectos de conservación del agua y otras actividades humanas dentro de la cuenca; .
En segundo lugar, la ciencia hidrológica predice o predice principalmente el futuro de las condiciones hidrológicas basándose en datos hidrológicos existentes, al servicio directo de la vida y la producción humana. Por ejemplo, proporciona pronósticos de inundaciones y diversos pronósticos de regímenes hídricos, predicciones a mediano y largo plazo sobre la ocurrencia de sequías e inundaciones, y predicciones de probabilidad de inundaciones graves que pueden ocurrir durante la operación futura de proyectos de conservación de agua.
La ciencia hidrológica se basa principalmente en el establecimiento de una red de estaciones de observación hidrológica de nivel local a global para analizar y estudiar los fenómenos hidrológicos que ocurren en la naturaleza. Diversos experimentos hidrológicos, excepto unos pocos en laboratorio, se llevan a cabo principalmente en la naturaleza, como las cuencas hidrográficas experimentales.
La investigación hidrológica utiliza ampliamente el análisis genético y el análisis estadístico, y combina ambos siempre que es posible. El análisis de causas se basa principalmente en principios físicos, estableciendo generalmente algún tipo de modelo determinista para estudiar las leyes deterministas en el desarrollo y evolución de los fenómenos hidrológicos. El análisis estadístico suele basarse en la teoría de la probabilidad y establece un modelo de probabilidad (modelo puramente aleatorio) para explorar las leyes estadísticas de los fenómenos hidrológicos.
Rama de la ciencia hidrológica.
Debido al importante papel que desempeña el agua en la supervivencia humana y el desarrollo social, la hidrología no es sólo una ciencia básica, sino también una ciencia aplicada que sirve ampliamente a la producción y a la vida.
La hidrociencia continúa extrayendo nutrientes de ciencias básicas como las matemáticas, la física y la química. Utiliza las leyes y métodos de la mecánica matemática para describir el movimiento del agua; utiliza principios térmicos, acústicos y ópticos en física para estudiar el estado térmico del agua y explicar los fenómenos acústicos y ópticos en el agua; elabora la teoría de los enlaces químicos; y asociación molecular Comprender las razones y vías de transformación del agua líquida, gaseosa y sólida.
Debido a que el ciclo hidrológico vincula estrechamente la hidrosfera, la atmósfera y la litosfera, la ciencia hidrológica está estrechamente relacionada con la ciencia atmosférica, la geología y la geografía física en el sistema de ciencias de la tierra.
La hidrociencia comenzó a estudiar principalmente ríos, lagos, pantanos, glaciares y nieve, para luego expandirse a las aguas subterráneas, el agua de la atmósfera y el agua del océano. La hidrología tradicional se divide en ramas según los objetos de investigación, que incluyen principalmente hidrología de ríos, hidrología de lagos, hidrología de pantanos, hidrología de glaciares, literatura sobre agua de nieve, hidrometeorología, hidrología de aguas subterráneas, hidrología regional y literatura sobre agua de mar.
La hidrología fluvial, también conocida como hidrología fluvial, estudia las características físicas y geográficas de los ríos, el abastecimiento de los ríos, la formación y cambios de la escorrentía, la temperatura del agua de los ríos y las condiciones del hielo, y la evolución del río y su lecho. transporte de sedimentos, composición química de los ríos y relación entre los ríos y el medio ambiente.
La hidrología lacustre estudia principalmente los cambios y el movimiento del agua en los lagos, las propiedades físicas y la composición química del agua de los lagos y la utilización de los sedimentos de los lagos.
La hidrología de los pantanos estudia las propiedades físicas y químicas de la escorrentía de los pantanos, el agua de los pantanos, la recarga de los pantanos a ríos y lagos y la mejora de los pantanos.
La hidrología glacial estudia principalmente la distribución, formación y movimiento de los glaciares, el proceso de formación y la distribución espacial y temporal de la escorrentía del agua de deshielo de los glaciares, el mecanismo de formación y la predicción de inundaciones repentinas de los glaciares y la utilización de los recursos hídricos de los glaciares. .
La literatura sobre nieve y agua estudia principalmente la cantidad y distribución de la nieve, el proceso de deshielo, el suministro de agua de deshielo a ríos y lagos, y la formación y pronóstico de inundaciones por deshielo. literatura sobre el agua junto con la hidrología de los glaciares.
La hidrometeorología estudia la relación entre la hidrosfera y la atmósfera, incluyendo el ciclo hidrológico y el balance hídrico en la atmósfera, así como la relación entre la atmósfera y la superficie subyacente a través de la evaporación, la condensación y la precipitación como principales vías de intercambio de humedad, prestando especial atención a la aparición y desarrollo de fuertes lluvias y sequías.
La hidrología de las aguas subterráneas estudia principalmente la formación y el movimiento de las aguas subterráneas, la reposición mutua de las aguas subterráneas y de los ríos y lagos, y la evaluación, desarrollo y utilización de los recursos de las aguas subterráneas.
La hidrología regional se centra en el estudio de los fenómenos hidrológicos en áreas específicas, como la hidrología de estuarios, la hidrología de pendientes, la hidrología de llanura, la hidrología de zonas kársticas, la hidrología de zonas áridas, etc.
La literatura sobre el agua de océano se centra en las propiedades físicas y la composición química del agua de mar, olas, mareas, corrientes oceánicas, movimiento de sedimentos costeros, etc. Estas disciplinas también suelen denominarse hidrología general o hidrología.
La ciencia hidrológica obtiene principalmente información sobre la distribución espacial y temporal y los cambios de movimiento de los cuerpos de agua a través de observaciones de puntos fijos, estudios de campo y experimentos hidrológicos (principalmente experimentos de campo), y gradualmente ha formado tres campos principales: hidrológico. rama de medición, estudio hidrológico y experimento hidrológico.
Las pruebas hidrológicas estudian cómo medir de forma precisa, económica y rápida la cantidad de diversos elementos hidrológicos y sus cambios en el tiempo y el espacio. Incluye principalmente investigaciones sobre el diseño de la red de estaciones, métodos de prueba y métodos de recopilación de datos. También incluye el desarrollo de instrumentos de medición y el estudio de sistemas de almacenamiento, recuperación y transmisión de datos.
El estudio hidrológico es parte del estudio e investigación de campo de la ciencia hidrológica, cuyo objetivo es realizar análisis y evaluación científica de la forma y cantidad de cuerpos de agua y las condiciones geográficas naturales en la zona de captación. En nuestro país, los estudios históricos de fuertes lluvias, inundaciones y estiaje son componentes importantes de los estudios hidrológicos.
El experimento hidrológico tiene como objetivo revelar algunas leyes del movimiento del agua y el cambio en cada eslabón del ciclo hidrológico a través de experimentos de campo y de interior, como la ley de la infiltración del agua en el suelo, la ley del movimiento del agua del suelo, la ley de formación de escorrentías y las leyes de evaporación del suelo y la superficie del agua, efectos hidrológicos de las actividades humanas, etc.
La hidrología, como ciencia aplicada, incluye principalmente hidrología de ingeniería, hidrología agrícola, hidrología forestal, hidrología urbana, hidrología médica (de salud) y otras subdisciplinas, entre las cuales la hidrología de ingeniería se está desarrollando más rápidamente.
La ingeniería hidrológica incluye cálculos hidrológicos, cálculos hidráulicos, previsión hidrológica y otros componentes.
Los cálculos hidrológicos y los cálculos hidráulicos proporcionan una base hidrológica para la planificación y el diseño de diversos proyectos de control de inundaciones, proyectos de riego, generación de energía hidroeléctrica, proyectos de transporte marítimo, proyectos de cruce de carreteras y puentes, proyectos militares, etc.
El pronóstico hidrológico proporciona diversas formas de pronóstico hidrológico, como inundaciones, estiaje, condiciones del hielo, etc., para la construcción y operación de proyectos, así como para varios departamentos de la economía nacional.
La hidrología agrícola estudia principalmente cuestiones hidrológicas relacionadas con el crecimiento de los cultivos en el sistema agua-suelo-planta, centrándose especialmente en las emisiones de las plantas y los patrones de movimiento de la humedad del suelo, proporcionando una base hidrológica para la planificación agrícola y el aumento del rendimiento de los cultivos.
La hidrología forestal se centra en el papel de los bosques en el ciclo hidrológico, es decir, los efectos hidrológicos de los bosques, incluido el impacto de los bosques en la precipitación, la evaporación y la formación de escorrentía.
La hidrología urbana es una rama relativamente joven de la hidrología aplicada, que estudia principalmente los recursos hídricos en el desarrollo urbano, el impacto ambiental del drenaje de los mercados y el impacto de las ciudades en la formación de escorrentías.
Desde la década de 1950, con el rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología, la hidrología ha introducido continuamente muchos resultados nuevos de otras disciplinas y han surgido algunas subdisciplinas nuevas. Por ejemplo, en términos de estudios hidrológicos y pronósticos hidrológicos, la hidrología por teledetección se ha formado gradualmente mediante el estudio de la aplicación de la tecnología de teledetección; la aplicación de la tecnología nuclear en experimentos hidrológicos y la investigación del movimiento de aguas subterráneas ha formado gradualmente la hidrología isotópica; teoría y Con la introducción del método, la hidrología estocástica fue tomando forma gradualmente.
Aunque estas nuevas ramas no pueden compararse con las disciplinas originales del sistema de ciencias hidrológicas en términos de madurez, muestran que la ciencia hidrológica continúa trabajando duro y constantemente brotan nuevas ramas.