Очерк гидрологии

Следующий план представляет собой обзор и тематическое руководство по гидрологии:

Гидрология — изучение движения, распределения и качества воды на Земле и других планетах, включая гидрологический цикл , водные ресурсы и экологическую устойчивость водоразделов.

Чтотипдело в гидрологии?

Гидрологию можно описать следующим образом:

отрасль науки
- отрасль естественных наук
  - раздел физической науки
    - отрасль наук о Земле
- раздел географии
  - раздел физической географии

Суть гидрологии

Разделы гидрологии

Гидрометрия – измерение различных компонентов гидрологического цикла.
Химическая гидрология – изучение химических свойств воды.
Экогидрология – изучение взаимодействия организмов и гидрологического цикла.
Гидрогеология – изучение наличия и движения воды в водоносных горизонтах.
Гидроинформатика – адаптация информационных технологий к приложениям гидрологии и водных ресурсов.
Гидрометеорология – наука о переносе воды и энергии между поверхностью суши и водоемов и нижними слоями атмосферы.
Изотопная гидрология – изучение изотопных характеристик воды
Поверхностная гидрология – изучение гидрологических процессов, происходящих на поверхности Земли или вблизи нее.
Гидрология водосбора – изучение управляющих процессов в данном гидрологически определенном водосборе.
Управление водосборным бассейном – охватывает хранение воды в форме водохранилищ и защиту от наводнений.
Качество воды – включает в себя химический состав воды в реках и озерах, как загрязняющих веществ, так и природных растворенных веществ.

История гидрологии

Предметы, изучаемые гидрологией

Абстрактные понятия в гидрологии

Емкость поля

Явления, изучаемые гидрологией

Пути движения воды

Круговорот воды (он же «гидрологический цикл»)

Над землей
- Испарение –
  - Выпаривание в кастрюле –
- Конденсация –
- Осадки – конденсированная вода, под действием гравитации возвращается на Землю в виде:
  - Морось
  - Дождь
  - Мокрый снег
  - Снег
  - Крупа
  - Град
- Перехват –
  - Эвапотранспирация –
- Стемфлоу –
- Сквозной водопад –
На земле
Под землей
- Проникновение –
- Трубопроводный поток –
- Базовый поток –
- Подземный поток – поток грунтовых вод

Физические явления, изучаемые гидрологией

Экологические проблемы

Инструменты измерения

Грунтовые воды[1]

Характеристика водоносного горизонта

Направление потока

Пьезометр - давление грунтовых вод и, как следствие, глубина грунтовых вод (см.: испытание водоносного горизонта )
Проводимость, способность сохранять, пропускаемость
Геофизические методы

Характеристика зоны аэрации
- Проникновение
  - Инфильтрометр - инфильтрация
- Влажность почвы
  - Емкостный зонд - влажность почвы
  - Рефлектометр временной области - влажность почвы
  - Тензиометр - влажность почвы
  - Отбор проб растворенных веществ
  - Геофизические методы

Поверхностные воды[1]

Уровень воды

Механический манометр –
Электронный манометр –
Акустический манометр –

Форма канала

Уровень пустяка –

Увольнять

Акустический доплеровский велосиметр –
Отслеживание разбавления –

Метеорологический

Осадки ^[1]

Осадкомер – глубина осадков ( единица ) и интенсивность ( единица времени ⁻¹ )
Дисдрометр – размер капель дождя, общая глубина и интенсивность осадков
Доплеровский метеорологический радиолокатор — размер капель дождя, общая глубина и интенсивность осадков, отражательная способность дождевых облаков, преобразованная в интенсивность осадков посредством калибровки по дождемерам
Профилировщик ветра – вертикальное и горизонтальное движение осадков, вертикальное сечение отражательной способности и типизация

Замерзшие осадки (на земле)

Датчики давления – давление, глубина и эквивалент жидкой воды
Акустические датчики – давления, глубины и эквивалента жидкой воды

Средняя скорость и направление ветра

Анемометр –
Доплеровский сонар –
Ветровой профилировщик – вертикальное и горизонтальное движение воздуха

Средняя температура воздуха

Термометр –

Влажность

Инфракрасный термометр – форма дистанционного зондирования
Гигрометр (психрометр) – измеряет относительную влажность.

Давление воздуха

Барометр –

Тепловой поток

Облачность/Солнечный свет

Эвапотранспирация ^[2]

Метод водного баланса

Водный баланс бассейна –
Испарительная ванна –
Лизиметрия –
Истощение почвенной влаги –

Метод переноса водяного пара

Коэффициент Боуэна – учитывает энергетический бюджет
Ковариация вихрей –

Анализ компонентов

Порометрия/Сокодвижение –
Потеря перехвата –
Испарение почвы –

Крупномасштабный

Почва/пористая среда[1]

Насыпная плотность и пористость

Образец, высушенный в духовке –

Матричный потенциал

Всасывающая пластина – определяет соотношение между объемом воды и матричным потенциалом.
Термометр сопротивления – относится к матричному потенциалу предыдущей калибровки

Гидравлическая проводимость

Дисковый пермеаметр – измеряет гидравлическую проводимость почвы
Симулятор осадков – измеряет выходной сигнал посредством приложения постоянного входного сигнала («дождя») в изолированной области.
Тест на пробоотборник – добавление или удаление воды и отслеживание времени до возврата к уровню, предшествующему нарушению

Пьезометр –
Содержание влаги в почве (процент объема воды)

Качество воды[1]

Проводимость

Электропроводность – различные используемые зонды

рН

рН-метр –

Растворенный кислород (РК)

Тест Винклера –

Мутность

Нефелометр (турбидиметр) –

Прозрачность воды

Диск Секки –

Нагрузка на кровать
Эрозия/осаждение

Моделирование

Поведенческое моделирование в гидрологии

Уравнения

Бассейн

Закон Хака –

Водосбор

Водный баланс –

Испарение

Пенман –
Пенман-Монтейт –

Инфильтрация/Движение почвы

Закон Дарси –

Дарси-Вайсбах –

Уравнение Ричардса –

Поток/Открытое русло

Закон диффузии Фика –
Формула Шези –
Формула Мэннинга –
Число Стралера –
Стандартный шаговый метод – вычислительная техника для моделирования стационарных профилей поверхности открытого канала

Эрозия

Кривая Хьюлстрёма –

Грунтовые воды

Власть/Неопределенность

Модели

Модель гидрологического транспорта

Применение гидрологии

Некоторые примеры применения гидрологии:

Анализ воздействия предшествующей влажности на системы бытовой канализации
Оценка риска переноса загрязняющих веществ и разработка руководящих принципов экологической политики
Оценка воздействия естественных и антропогенных изменений окружающей среды на водные ресурсы
Проектирование мостов
Проектирование плотин для водоснабжения или выработки гидроэлектроэнергии
Проектирование схем орошения и управление производительностью сельского хозяйства
Разработка проектов по восстановлению прибрежных зон
Проектирование канализации и городской дренажной системы
Определение водного баланса в сельском хозяйстве
Определение водного баланса региона
Сбор тумана
Часть модуля опасности в моделировании катастроф
Прогнозирование и смягчение риска наводнений , оползней и засух
Прогнозирование геоморфологических изменений, таких как эрозия или седиментация
Обеспечение питьевой водой
Прогнозирование наводнений и предупреждение о наводнениях в режиме реального времени

Гидрологические организации

Межправительственные организации

Международная гидрологическая программа (МГП) ^[3]

Международные исследовательские организации

Международный институт управления водными ресурсами (IWMI) ^[4]
Институт ЮНЕСКО-ИГЕ по образованию в области водных ресурсов ^[5]

Национальные исследовательские организации

Центр экологии и гидрологии – Великобритания ^[6]
Центр водных наук, Университет Крэнфилда, Великобритания ^[7]
eawag – водные исследования, ETH Zürich, Швейцария ^[8]
Институт гидрологии, Университет Альберта-Людвига во Фрайбурге, Германия ^[9]
Геологическая служба США – Водные ресурсы США ^[10]
Национальная метеорологическая служба NOAA – Управление гидрологического развития, США ^[11]
Гидрологический инженерный центр Корпуса инженеров армии США , США ^[12]
Центр гидрологических исследований , США ^[13]
Экономика и социальные науки NOAA, США ^[14]
Центр исследований стихийных бедствий и катастроф Университета Оклахомы, США ^[15]
Национальный центр гидрологических исследований , Канада ^[16]
Национальный институт гидрологии , Индия ^[17]

Национальные и международные общества

Геологическое общество Америки (GSA) – Отделение гидрогеологии ^[18]
Американский геофизический союз (AGU) – Секция гидрологии ^[19]
Национальная ассоциация подземных вод (NGWA) ^[20]
Американская ассоциация водных ресурсов ^[21]
Консорциум университетов по развитию гидрологических наук (CUAHSI) ^[22]
Международная ассоциация гидрологических наук (МАГН) ^[23]^[24]
Рабочая группа по статистике в гидрологии (подгруппа IAHS) ^[25]
Немецкое гидрологическое общество (DHG: Deutsche Hydrologische Gesellschaft) ^[26]
Итальянское гидрологическое общество (SII-IHS) – http://www.sii-ihs.it
Северная ассоциация гидрологии ^[27]
Британское Гидрологическое Общество ^[28]
Русское географическое общество (Московский центр) – Гидрологическая комиссия ^[29]
Международная ассоциация по гидрологии окружающей среды ^[30]
Международная ассоциация гидрогеологов ^[31]

Обзоры по бассейну и водосбору

Инициатива Connected Waters, Университет Нового Южного Уэльса ^[32] – Исследование и повышение осведомленности о проблемах грунтовых вод и водных ресурсов в Австралии
Инициатива бассейна Мюррей-Дарлинг, Департамент охраны окружающей среды и наследия, Австралия ^[33]

Публикации по гидрологии

Журналы по гидрологии

Гидрологические процессы , ISSN 1099-1085 (электронный) 0885-6087 (бумажный), John Wiley & Sons
Гидрологические исследования , ISSN 0029-1277, IWA Publishing (ранее Nordic Hydrology )
Журнал гидроинформатики , ISSN 1464-7141, IWA Publishing
Журнал гидрологической инженерии , ISSN 0733-9496,публикация ASCE
Журнал гидрологии
Исследование воды
Исследование водных ресурсов
Журнал гидрологических наук – Журнал Международной ассоциации гидрологических наук (IAHS) ISSN 0262-6667 (печатная версия), ISSN 2150-3435 (электронная версия)

Влиятельные личности в области гидрологии

Смежные науки

Гидротехника –

Лимнология –
Океанография –

Физическая география –

Гидрологические списки

Водосборные бассейны по площади – крупнейшие в мире водоразделы с гидрологическим определением
Наводнения – хронологический и географический список крупнейших наводнений по всему миру.
Водные пути – всемирный список водоемов, классифицируемых как реки, каналы, эстуарии и лиманы.

Смотрите также

Очерк метеорологии

Другие области, связанные с водой

Океанография – более общее изучение вод в океанах и эстуариях.
Метеорология — более общее изучение атмосферы и погоды, включая осадки в виде снега и дождя.
Лимнология – изучение внутренних вод (проточных и стоячих, как пресных, так и соленых, природных или искусственных), включая их биологические, химические, физические, геологические и другие свойства. ^[34] Это включает изучение озер и прудов, рек, родников, ручьев и водно-болотных угодий.
Водные ресурсы – источники воды, которые полезны или потенциально полезны. Гидрология изучает доступность этих ресурсов, но обычно не их использование.

Ссылки

^ abcde Western, Andrew W. (2005). «Принципы гидрологических измерений». В Anderson, Malcolm G. (ред.). Энциклопедия гидрологических наук . Том 1. Западный Суссекс, Англия: John Wiley & Sons Inc., стр. 75–94.
^ Шаттлворт, У. Джеймс (январь–февраль 2008 г.). «Методы измерения эвапотранспирации» (PDF) . Юго-западная гидрология . 7 (1). Тусон, Аризона: 22–23 . Получено 22 июля 2009 г. .
^ "Международная гидрологическая программа (МГП)". МГП. 6 мая 2013 г. Получено 8 июня 2013 г.
^ "Международный институт управления водными ресурсами (IWMI)". IWMI . Получено 8 марта 2013 г. .
^ "Институт ЮНЕСКО-ИГЕ по образованию в области водных ресурсов". UNIESCO-IHE. Архивировано из оригинала 4 августа 2007 года . Получено 8 марта 2013 года .
^ "CEH Website". Центр экологии и гидрологии . Получено 8 марта 2013 г.
^ "Cranfield Water Science Institute". Cranfield University . Получено 8 марта 2013 г.
^ "Eawag aquatic research". Швейцарский федеральный институт водных наук и технологий. 25 января 2012 г. Получено 8 марта 2013 г.
^ "Профессор гидрологии" . Университет Фрайбурга. 23 февраля 2010 г. Проверено 8 марта 2013 г.
^ "Водные ресурсы Соединенных Штатов". USGS. 4 октября 2011 г. Получено 8 марта 2013 г.
^ "Управление гидрологического развития". Национальная метеорологическая служба . NOAA. 28 октября 2011 г. Получено 8 марта 2013 г.
^ "Hydrologic Engineering Center". Инженерный корпус армии США. Архивировано из оригинала 8 марта 2013 года . Получено 8 марта 2013 года .
^ "Центр гидрологических исследований". Центр гидрологических исследований . Получено 8 марта 2013 г.
^ "NOAA Economics and Social Sciences". NOAA Office of Program Planning and Integration. Архивировано из оригинала 25 июля 2011 года . Получено 8 марта 2013 года .
^ "Центр исследований природных опасностей и катастроф". Университет Оклахомы. 17 июня 2008 г. Архивировано из оригинала 24 мая 2013 г. Получено 8 марта 2013 г.
^ "Национальный центр гидрологических исследований (Саскатун, Саскачеван)". Центры экологических наук . Environment Canada . Получено 8 марта 2013 г.
^ "Национальный институт гидрологии (Рурки), Индия". NIH Roorkee. Архивировано из оригинала 19 сентября 2000 года . Получено 1 августа 2015 года .
^ "Hydrogeology Division". Геологическое общество Америки. 10 сентября 2011 г. Получено 8 марта 2013 г.
^ "Добро пожаловать в раздел гидрологии (H) AGU". Американский геофизический союз . Получено 8 марта 2013 г.
^ "Национальная ассоциация грунтовых вод" . Получено 8 марта 2013 г.
^ "Американская ассоциация водных ресурсов". 2 января 2012 г. Архивировано из оригинала 24 марта 2018 г. Получено 8 марта 2013 г.
^ "CUAHSI" . Получено 8 марта 2013 г.
^ "Международная ассоциация гидрологических наук (IAHS)". Ассоциации . Международный союз геодезии и геофизики. 1 декабря 2008 г. Получено 8 марта 2013 г.
^ "Международная ассоциация гидрологических наук" . Получено 8 марта 2013 г.
^ "Международная комиссия по статистической гидрологии". STAHY. Архивировано из оригинала 6 июня 2013 года . Получено 8 марта 2013 года .
↑ Deutsche Hydrologische Gesellschaft, по состоянию на 2 сентября 2013 г.
^ Ассоциация гидрологии Северных стран, доступ 2 сентября 2013 г.
^ "Британское гидрологическое общество" . Получено 8 марта 2013 г.
^ Гидрологическая комиссия (на русском языке). Русское географическое общество. Архивировано из оригинала 26 августа 2013 года . Получено 8 марта 2013 года .
^ "Hydroweb". Международная ассоциация по экологической гидрологии . Получено 8 марта 2013 г.
^ "Международная ассоциация гидрогеологов" . Получено 19 июня 2014 г.
^ "Connected Waters Initiative (CWI)". Университет Нового Южного Уэльса . Получено 8 марта 2013 г.
^ "Интегрированное управление водными ресурсами в Австралии: примеры – инициатива бассейна реки Мюррей–Дарлинг". Правительство Австралии, Департамент окружающей среды . Правительство Австралии . Получено 19 июня 2014 г.
^ Ветцель, РГ (2001) Лимнология: экосистемы озер и рек , 3-е изд. Academic Press. ISBN 0-12-744760-1

Внешние ссылки

Hydrology.nl – Портал международной гидрологии и водных ресурсов
Дерево решений для выбора метода неопределенности для гидрологического и гидравлического моделирования
Экспериментальная гидрология Wiki