Hidrologi
Dari Wikipedia, ensiklopedia bebas
Domain hidrologi meliputi hidrometeorologi , hidrologi permukaan , hidrogeologi , drainase baskom manajemen dan kualitas air , dimana air memainkan peran sentral. Oseanografi dan meteorologi tidak termasuk karena air hanya satu dari banyak aspek penting dalam bidang-bidang.
Penelitian hidrologi dapat menginformasikan teknik lingkungan , kebijakan dan perencanaan .
Istilah hidrologi adalah dari bahasa Yunani: ὕδωρ , hydōr, "air", dan λόγος , logo, "studi".
Isi |
Sejarah hidrologi
Hidrologi telah menjadi subjek penyelidikan dan teknik selama ribuan tahun. Sebagai contoh, sekitar 4000 SM Sungai Nil itu dibendung untuk meningkatkan produktivitas lahan pertanian yang sebelumnya mandul. Mesopotamia kota dilindungi dari banjir dengan tembok tanah yang tinggi. saluran air dibangun oleh Yunani dan Romawi Kuno , sedangkan sejarah Cina menunjukkan mereka membangun irigasi dan pengendalian banjir bekerja. Kuno Sinhala hidrologi digunakan untuk membangun irigasi kompleks di Sri Lanka , juga dikenal karena penemuan Pit Valve yang memungkinkan pembangunan waduk besar, anicuts dan kanal yang masih berfungsi.Marcus Vitruvius , pada abad pertama SM, menggambarkan teori filsafat dari siklus hidrologi, di mana curah hujan yang jatuh di pegunungan menyusup permukaan bumi dan menyebabkan sungai dan mata air di dataran rendah. Dengan adopsi pendekatan yang lebih ilmiah, Leonardo da Vinci dan Bernard Palissy independen mencapai representasi yang akurat dari siklus hidrologi. Itu tidak sampai abad ke-17 bahwa variabel hidrologi mulai diukur.
Pelopor ilmu hidrologi modern termasuk Pierre Perrault, Edme Mariotte dan Edmund Halley . Dengan mengukur curah hujan, limpasan, dan area drainase, Perrault menunjukkan bahwa curah hujan sudah cukup untuk memperhitungkan aliran Sungai Seine. Marriotte dikombinasikan kecepatan dan penampang sungai pengukuran untuk mendapatkan debit, lagi di Seine. Halley menunjukkan bahwa penguapan dari Laut Mediterania sudah cukup untuk menjelaskan aliran sungai yang mengalir ke laut.
Kemajuan dalam abad ke-18 termasuk Bernoulli piezometer dan persamaan Bernoulli, oleh Daniel Bernoulli, dengan tabung pitot . Abad ke-19 melihat perkembangan dalam hidrologi air tanah, termasuk hukum Darcy, rumus Dupuit-Thiem baik, dan Hagen- Poiseuille 's persamaan aliran kapiler.
Analisis rasional mulai menggantikan empirisme di abad ke-20, sementara lembaga pemerintah memulai program mereka sendiri penelitian hidrologi. Tentu penting adalah hidrograf satuan Leroy Sherman, teori infiltrasi Robert E. Horton, dan akuifer CV Theis kita uji / persamaan menggambarkan hidrolika baik.
Sejak tahun 1950, hidrologi telah didekati dengan dasar yang lebih teoritis daripada di masa lalu, difasilitasi oleh kemajuan dalam pemahaman fisik dari proses hidrologi dan oleh munculnya komputer dan terutama Sistem Informasi Geografis (GIS).
Siklus hidrologi
Artikel utama: siklus hidrologi
Tema sentral dari hidrologi adalah bahwa air beredar di seluruh bumi melalui jalur yang berbeda dan pada tingkat yang berbeda. Gambar paling jelas dari hal ini adalah dalam penguapan air dari laut, yang membentuk awan. Awan ini melayang dari hujan tanah dan menghasilkan. Air hujan mengalir ke danau, sungai, atau akuifer. Air di danau, sungai, dan akuifer kemudian baik menguap kembali ke atmosfir atau akhirnya mengalir kembali ke laut, melengkapi siklus. Air berubah negaranya menjadi beberapa kali dalam siklus ini. Ikhtisar
Cabang-cabang hidrologi
Kimia hidrologi adalah studi karakteristik kimia air.Ecohydrology adalah studi tentang interaksi antara organisme dan siklus hidrologi.
Hidrogeologi adalah studi tentang kehadiran dan gerakan air tanah.
Hydroinformatics adalah adaptasi teknologi informasi untuk aplikasi hidrologi dan sumber daya air.
Hidrometeorologi, adalah studi tentang transfer air dan energi antara tanah dan air permukaan tubuh dan atmosfer yang lebih rendah.
Isotop hidrologi adalah ilmu yang mempelajari tanda tangan isotop air.
Hidrologi permukaan adalah studi proses hidrologi yang beroperasi pada atau dekat Bumi permukaan 's.
Drainase DAS meliputi manajemen penyimpanan air, dalam bentuk waduk, dan banjir-perlindungan.
Kualitas air meliputi kimia air di sungai dan danau, baik dari polutan dan zat terlarut alam.
Topik terkait
Oseanografi adalah studi yang lebih umum dari air di lautan dan muara.Meteorologi adalah studi yang lebih umum dari atmosfer dan cuaca, termasuk curah hujan seperti salju dan hujan.
Limnologi adalah studi tentang danau. Ini mencakup, atribut biologis kimia, fisik, geologi, dan lainnya dari semua perairan pedalaman (berjalan dan berdiri perairan, baik segar dan garam, alami atau buatan manusia). [ kutipan diperlukan ]
Aplikasi hidrologi
- Menentukan neraca air suatu daerah.
- Menentukan keseimbangan air pertanian .
- Merancang proyek restorasi riparian.
- Mitigasi dan memprediksi banjir , longsor dan kekeringan risiko.
- Real-time peramalan banjir dan peringatan banjir .
- Merancang irigasi skema dan mengelola pertanian produktivitas.
- Bagian dari modul bahaya dalam pemodelan bencana .
- Menyediakan air minum .
- Merancang bendungan untuk persediaan air atau listrik tenaga air generasi.
- Merancang jembatan .
- Merancang selokan dan sistem drainase perkotaan.
- Menganalisis dampak kelembaban anteseden pada sistem saluran pembuangan saniter.
- Memprediksi geomorfologi perubahan, seperti erosi atau sedimentasi .
- Menilai dampak dari perubahan lingkungan alam dan antropogenik pada sumber daya air .
- Menilai kontaminan resiko transportasi dan menetapkan pedoman kebijakan lingkungan.
hidrologi pengukuran
Pengukuran merupakan dasar untuk menilai sumber daya air dan memahami proses yang terlibat dalam siklus hidrologi. Karena siklus hidrologi yang begitu beragam, metode pengukuran hidrologi rentang banyak disiplin ilmu: termasuk tanah, oseanografi, sains atmosfer, geologi, geofisika dan limnologi, untuk beberapa nama. Di sini, metode pengukuran hidrologi yang diselenggarakan oleh hidrologi sub-disiplin. Masing-masing subdisiplin ditujukan singkat dengan diskusi praktis dari metode yang digunakan untuk tanggal dan sebuah daftar pustaka informasi latar belakang.- Mengukur aliran air tanah dan transportasi
- Karakterisasi akuifer
- Arus arah
- Piezometer - tekanan dan air tanah, dengan kesimpulan, kedalaman air tanah (lihat: tes akuifer )
- Konduktivitas, storativity, transmisivity
- Metode Geofisika
- Arus arah
- Vadose zona karakterisasi
- Infiltrasi
- Infiltrometer - infiltrasi
- Kelembaban tanah
- Kapasitansi Probe - kelembaban tanah
- Domain waktu reflectometer - kelembaban tanah
- Tensiometer - kelembaban tanah
- Terlarut sampel
- Metode Geofisika
- Infiltrasi
- Mengukur aliran permukaan air dan transportasi
- Langsung dan tidak langsung pengukuran debit
- Mengukur aliran - aliran sungai (lihat: discharge (hidrologi) )
- Tracer teknik
- Kimia transportasi
- Sedimen transportasi dan erosi
- Stream-akuifer pertukaran
- Mengukur pertukaran di batas tanah-atmosfer
- Pengendapan
- Kejadian hujan Massal
- Disdrometer - karakteristik curah hujan
- Radar - sifat awan, hujan tingkat estimasi, hujan es dan salju deteksi
- Alat pengukur hujan - hujan dan salju
- Satelit - daerah hujan identifikasi, estimasi tingkat hujan, land-cover/land-use, kelembaban tanah
- Sling psychrometer - kelembaban
- Salju, hujan es dan es
- Embun, kabut dan kabut
- Kejadian hujan Massal
- Penguapan
- dari permukaan air
- Penguapan -Symon 's panci evaporasi
- dari permukaan tanaman
- melalui lapisan batas
- Pengeluaran keringat
- Ekosistem alami
- Agronomi ekosistem
- Momentum
- Panas fluks
- Energi anggaran
- Ketidakpastian analisis
- Penginderaan jauh dari proses hidrologi [ rujukan? ]
- Tanah berbasis sensor
- Airborne Sensor
- Satelit sensor
- Kualitas air
- Artikel utama: kualitas air
- Pengambilan sampel
- In-situ metode
- Pengukuran fisik (termasuk konsentrasi sedimen)
- Koleksi sampel untuk mengukur Senyawa Organik
- Koleksi sampel untuk mengukur Senyawa Anorganik
- Analisis Senyawa Organik berair
- Analisis Senyawa Anorganik berair
- Sampling dan analisis mikrobiologi
- Mengintegrasikan pengukuran dan pemodelan
- Anggaran analisis
- Parameter estimasi
- Scaling dalam ruang dan waktu
- Data asimilasi
- Kontrol kualitas data - lihat misalnya analisis massa Ganda
Prediksi hidrologi
Pengamatan proses hidrologi digunakan untuk membuat prediksi perilaku masa depan sistem hidrologi (aliran air, kualitas air). Salah satu keprihatinan saat ini besar dalam penelitian hidrologi adalah "Prediksi dalam cekungan Ungauged" (PUB), yaitu di cekungan di mana tidak ada atau hanya sangat sedikit data yang ada.Statistik hidrologi
Dengan menganalisis statistik catatan sifat hidrologi, seperti curah hujan atau aliran sungai, hydrologists dapat memperkirakan fenomena hidrologi masa depan, dengan asumsi karakteristik proses tetap tidak berubah. Ketika membuat assesments seberapa sering peristiwa yang relatif langka akan terjadi, analisis yang dibuat dalam hal periode ulang kejadian tersebut. Jumlah lain yang menarik termasuk aliran rata-rata di sungai, dalam setahun atau dengan musim.Perkiraan ini penting untuk insinyur dan ekonom yang tepat sehingga analisis risiko dapat dilakukan untuk mempengaruhi keputusan investasi dalam infrastruktur masa depan dan untuk menentukan karakteristik keandalan hasil sistem pasokan air. Informasi statistik yang digunakan untuk merumuskan aturan-aturan operasi untuk bendungan besar membentuk bagian dari sistem yang meliputi pertanian , industri dan perumahan tuntutan.
Pemodelan hidrologi
Model hidrologi yang disederhanakan, representasi konseptual bagian dari siklus hidrologi. Mereka terutama digunakan untuk prediksi hidrologi dan untuk memahami proses hidrologi. Dua jenis utama dari model hidrologi dapat dibedakan:- Model berdasarkan data. Model ini kotak hitam sistem, menggunakan konsep-konsep matematika dan statistik untuk link masukan tertentu (misalnya curah hujan ) ke output model (misalnya limpasan ). Teknik yang umum digunakan adalah regresi , fungsi transfer , dan identifikasi sistem . Yang paling sederhana model ini mungkin model linier, tetapi adalah umum untuk menggunakan non-linear komponen untuk mewakili beberapa aspek umum dari respon tangkapan tanpa pergi jauh ke dalam proses fisik yang nyata yang terlibat. Sebuah contoh dari aspek adalah perilaku baik diketahui bahwa DAS akan merespon lebih cepat dan kuat saat itu sudah basah daripada saat kering ..
- Model berdasarkan deskripsi proses. Model ini mencoba untuk mewakili proses fisik yang diamati di dunia nyata. Biasanya, model tersebut mengandung representasi limpasan permukaan , aliran bawah permukaan , evapotranspirasi , dan aliran saluran , tetapi mereka dapat jauh lebih rumit. Model ini dikenal sebagai model hidrologi deterministik. Model hidrologi deterministik dapat dibagi lagi menjadi satu-event model dan model simulasi kontinyu.
hidrologi transportasi
- Lihat artikel utama: hidrologi model transportasi
