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. (Desde la antigüedad hasta aproximadamente el 1400 d.C.)
En los restos de los lugares de nacimiento de culturas antiguas como los ríos Nilo, Éufrates, Ganges y Amarillo, podemos ver que las observaciones hidrológicas primitivas ya habían comenzado en 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 régimen hídrico a aguas abajo en función del nivel del agua en aguas arriba, indican el surgimiento de la ciencia hidrológica. (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. 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 su progreso más importante fue el surgimiento 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 también 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 Heizen 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 innovadores 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. 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 de conformidad con.
En segundo lugar, las actividades humanas a gran escala están teniendo muchos impactos en los cuerpos 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 y el desarrollo ambiental, estos se están convirtiendo en nuevos temas que 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.