Очерк гидрологии

Следующий план представляет собой обзор и актуальное руководство по гидрологии:

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

Что такое гидрология?

Гидрологию можно описать как все следующее:

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

Сущность гидрологии

Отрасли гидрологии

Гидрометрия - измерение различных компонентов гидрологического цикла.
Химическая гидрология - изучение химических характеристик воды.
Экогидрология - изучение взаимодействий между организмами и гидрологического цикла.
Гидрогеология - изучение наличия и движения воды в водоносных горизонтах.
Гидроинформатика - адаптация информационных технологий к приложениям в области гидрологии и водных ресурсов.
Гидрометеорология - изучение переноса воды и энергии между сушей, поверхностями водных объектов и нижними слоями атмосферы.
Изотопная гидрология - изучение изотопных характеристик воды.
Поверхностная гидрология - изучение гидрологических процессов, происходящих на или вблизи нее. поверхности Земли
Гидрология водосбора - изучение управляющих процессов в данном гидрологически определенном водосборе.
Управление водосборными бассейнами – охватывает хранение воды в виде резервуаров 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

Вещи, которые изучает гидрология

Абстрактные понятия в гидрологии

Емкость поля

Явления, изучаемые гидрологией

Пути движения воды

Круговорот воды (он же «гидрологический цикл»)

Над землей
- Испарение –
  - Пан-испарение –
- Конденсат –
- Осадки – конденсированная вода, под действием силы тяжести притягивается обратно на Землю в виде:
- Перехват –
  - Эвапотранспирация –
- Стемфлоу –
- Сквозное падение –
На земле
Под землей
- Проникновение –
- Трубопровод –
- Базовый поток –
- Подземный поток - поток грунтовых вод.

Физические вещи, изучаемые гидрологией

Экологические проблемы

Инструменты измерения

Подземные воды ^[1]

Характеристика водоносного горизонта

Направление потока

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

Характеристика вадозной зоны
- Проникновение
  - Инфильтрометр - инфильтрация
- Влажность почвы
  - Емкостный датчик – влажность почвы
  - Рефлектометр во временной области - влажность почвы
  - Тензиометр - влажность почвы
  - Отбор проб растворенного вещества
  - Геофизические методы

Поверхностные воды ^[1]

Уровень воды

Форма канала

Грязный уровень –

Увольнять

метеорологический

Осадки ^[1]

Дождемер – глубина осадков ( единицы измерения ) и интенсивность ( единицы времени). ⁻¹)
Дисдрометр – размер дождевых капель, общая глубина и интенсивность осадков.
Доплеровский метеорологический радар – размер капель дождя, общая глубина и интенсивность осадков, отражательная способность дождевых облаков преобразуется в интенсивность осадков путем калибровки по дождемерам
Профилометр 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 – давление, глубина и водный эквивалент

Средняя скорость и направление ветра

Анемометр –
Доплеровский сонар –
Профилометр ветра – 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 бюджета

Метод переноса водяного пара

Коэффициент Боуэна – учитывает энергетический бюджет.
Эдди-ковариация –

Анализ компонентов

Масштабный

Почва/пористая среда ^[1]

Объемная плотность и пористость

Образец, высушенный в печи –

Матричный потенциал

Присоска – определяет взаимосвязь между объемом воды и матричным потенциалом.
Термометр сопротивления – относится к матричному потенциалу предыдущей калибровки.

Гидравлическая проводимость

Дисковый пермеометр – измеряет гидравлическую проводимость почвы.
Симулятор осадков – измеряет выходную мощность за счет применения постоянного поступления («дождя») в закрытой зоне.
Тест на пробку – добавление или удаление воды и контроль времени до возврата к уровню, предшествующему возмущению.

Пьезометр –
Влажность почвы (объемный процент воды)

Качество воды ^[1]

Проводимость

Электропроводность – разнообразие используемых датчиков

рН

pH-метр –

Растворенный кислород (DO)

Тест Винклера –

Мутность

Нефелометр (Турбидиметр) –

Прозрачность воды

Сухие диски –

Нагрузка на кровать
Эрозия/отложение

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/Открытый канал

Закон диффузии Фика –
Формула Шези –
Формула Мэннинга –
Номер прожектора –
Метод стандартных шагов - вычислительный метод моделирования стационарных профилей поверхности открытого канала.

Эрозия

Кривая тока колеса –

Подземные воды

Сила/Неопределенность

Модели

Гидрологическая транспортная модель

Приложения гидрологии

Некоторые примеры применения гидрологии:

Анализ воздействия предшествующей влаги на канализационные системы
Оценка риска переноса загрязняющих веществ и разработка руководящих принципов экологической политики
Оценка воздействия природных и антропогенных изменений окружающей среды на водные ресурсы
Проектирование мостов
Проектирование плотин для водоснабжения или гидроэлектроэнергии выработки
Проектирование ирригационных схем и управление продуктивностью сельского хозяйства
Разработка проектов восстановления прибрежных территорий
Проектирование канализации и городской дренажной системы
Определение водного баланса сельского хозяйства
Определение водного баланса региона
Коллекция тумана
Часть модуля опасностей при моделировании катастроф.
Прогнозирование и смягчение рисков наводнений , оползней и засухи
Прогнозирование геоморфологических изменений, таких как эрозия или седиментация.
Обеспечение питьевой водой
в режиме реального времени Прогнозирование наводнений и предупреждение о наводнениях

Гидрологические организации

Межправительственные организации

Международная гидрологическая программа (МГП) ^[3]

Международные исследовательские организации

Международный институт управления водными ресурсами (ИВМИ) ^[4]
Институт ЮНЕСКО-ИГЕ по водному образованию ^[5]

Национальные исследовательские органы

Центр экологии и гидрологии – Великобритания ^[6]
Центр водных наук, Университет Крэнфилда, Великобритания ^[7]
eawag – исследования в области водных ресурсов, ETH Zürich, Швейцария ^[8]
Институт гидрологии Фрайбургского университета Альберта-Людвига, Германия ^[9]
Геологическая служба США - Водные ресурсы США ^[10]
– NOAA Национальная метеорологическая служба Управление гидрологического развития, США ^[11]
Гидрологический инженерный центр инженерного корпуса армии США , США ^[12]
Центр гидрологических исследований , США ^[13]
НОАА экономики и социальных наук, США ^[14]
Центр исследования природных опасностей и катастроф Университета Оклахомы, США ^[15]
Национальный гидрологический исследовательский центр , Канада ^[16]
Национальный институт гидрологии , Индия ^[17]

Национальные и международные общества

Геологическое общество Америки (GSA) - Отдел 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, Inc. (CUAHSI) ^[22]
Международная ассоциация гидрологических наук (IAHS) ^[23]^[24]
Рабочая группа по статистике в гидрологии (подгруппа IAHS) ^[25]
Немецкое гидрологическое общество (DHG: Немецкое гидрологическое общество) ^[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 экологической гидрологии ^[30]
Международная ассоциация гидрогеологов ^[31]

Обзоры по всему бассейну и водосбору

Инициатива «Соединенные воды», Университет Нового Южного Уэльса ^[32] – Исследование и повышение осведомленности о проблемах подземных вод и водных ресурсов в Австралии.
Инициатива бассейна Мюррей-Дарлинг, Департамент 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 , издательство IWA
Журнал гидрологической техники , ISSN 0733-9496 , ASCE Публикация
Журнал гидрологии
Исследования воды
Исследования водных ресурсов
Журнал гидрологических наук - Журнал Международной ассоциации гидрологических наук (IAHS) ISSN 0262-6667 (Печать), ISSN 2150-3435 (онлайн)

Лица, влиятельные в области гидрологии

Смежные науки

Гидротехника –

Лимнология –
Океанография –

Физическая география –

Гидрологические списки

Водосборные бассейны по площади - крупнейшие гидрологически определенные водоразделы в мире.
Наводнения - хронологический и географический список крупных наводнений во всем мире.
Водные пути - всемирный список водоемов, классифицированных как реки, каналы, устья и лиманы.

См. также

Очерк метеорологии

Другие области, связанные с водой

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

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Вестерн, Эндрю В. (2005). «Принципы гидрологических измерений». В Андерсоне, Малкольм Г. (ред.). Энциклопедия гидрологических наук . Том. 1. Западный Суссекс, Англия: John Wiley & Sons Inc., стр. 75–94.
^ Шаттлворт, В. Джеймс (январь – февраль 2008 г.). «Методы измерения суммарного испарения» (PDF) . Юго-западная гидрология . 7 (1). Тусон, Аризона: 22–23 . Проверено 22 июля 2009 г.
^ «Международная гидрологическая программа (МГП)» . ИГП. 6 мая 2013 года . Проверено 8 июня 2013 г.
^ «Международный институт управления водными ресурсами (ИВМИ)» . ИВМИ . Проверено 8 марта 2013 г.
^ «Институт ЮНЕСКО-ИГЕ по водному образованию» . ЮНЕСКО-ИГЕ. Архивировано из оригинала 4 августа 2007 года . Проверено 8 марта 2013 г.
^ «Сайт ЦВЗ» . Центр экологии и гидрологии . Проверено 8 марта 2013 г.
^ «Крэнфилдский институт водных наук» . Крэнфилдский университет . Проверено 8 марта 2013 г.
^ «Ивагские водные исследования» . Швейцарский федеральный институт водных наук и технологий. 25 января 2012 года . Проверено 8 марта 2013 г.
^ «Профессор гидрологии» . Университет Фрайбурга. 23 февраля 2010 года . Проверено 8 марта 2013 г.
^ «Водные ресурсы США» . Геологическая служба США. 4 октября 2011 года . Проверено 8 марта 2013 г.
^ «Управление гидрологического развития» . Национальная метеорологическая служба . НОАА. 28 октября 2011 года . Проверено 8 марта 2013 г.
^ «Гидрологический инженерный центр» . Инженерный корпус армии США. Архивировано из оригинала 8 марта 2013 года . Проверено 8 марта 2013 г.
^ «Гидрологический научный центр» . Гидрологический исследовательский центр . Проверено 8 марта 2013 г.
^ «НОАА Экономика и социальные науки» . Управление планирования и интеграции программ NOAA. Архивировано из оригинала 25 июля 2011 года . Проверено 8 марта 2013 г.
^ «Центр исследования природных опасностей и катастроф» . Университет Оклахомы. 17 июня 2008 г. Архивировано из оригинала 24 мая 2013 г. Проверено 8 марта 2013 г.
^ «Национальный гидрологический исследовательский центр (Саскатун, СК)» . Центры экологических наук . Окружающая среда Канады . Проверено 8 марта 2013 г.
^ «Национальный институт гидрологии (Рурки), Индия» . НИЗ Рурки. Архивировано из оригинала 19 сентября 2000 года . Проверено 1 августа 2015 г.
^ «Отдел гидрогеологии» . Геологическое общество Америки. 10 сентября 2011 года . Проверено 8 марта 2013 г.
^ «Добро пожаловать в секцию гидрологии (H) AGU» . Американский геофизический союз . Проверено 8 марта 2013 г.
^ «Национальная ассоциация подземных вод» . Проверено 8 марта 2013 г.
^ «Американская ассоциация водных ресурсов» . 2 января 2012 г. Архивировано из оригинала 24 марта 2018 г. . Проверено 8 марта 2013 г.
^ «КУАХСИ» . Проверено 8 марта 2013 г.
^ «Международная ассоциация гидрологических наук (IAHS)» . Ассоциации . Международный союз геодезии и геофизики. 1 декабря 2008 года . Проверено 8 марта 2013 г.
^ «Международная ассоциация гидрологических наук» . Проверено 8 марта 2013 г.
^ «Международная комиссия по статистической гидрологии» . СТАХИ. Архивировано из оригинала 6 июня 2013 года . Проверено 8 марта 2013 г.
↑ Немецкое гидрологическое общество , по состоянию на 2 сентября 2013 г.
^ Северная ассоциация гидрологии , по состоянию на 2 сентября 2013 г.
^ «Британское гидрологическое общество» . Проверено 8 марта 2013 г.
^ Гидрологическая комиссия [Гидрологическая комиссия] (на русском языке). Русское географическое общество. Архивировано из оригинала 26 августа 2013 года . Проверено 8 марта 2013 г.
^ «Гидропаутина» . Международная ассоциация экологической гидрологии . Проверено 8 марта 2013 г.
^ «Международная ассоциация гидрогеологов» . Проверено 19 июня 2014 г.
^ «Инициатива «Соединенные воды» (CWI)» . Университет Нового Южного Уэльса . Проверено 8 марта 2013 г.
^ «Комплексное управление водными ресурсами в Австралии: тематические исследования – инициатива бассейна Мюррей-Дарлинг» . Правительство Австралии, Департамент окружающей среды . Правительство Австралии . Проверено 19 июня 2014 г.
^ Ветцель, Р.Г. (2001) Лимнология: экосистемы озер и рек , 3-е изд. Академическая пресса. ISBN 0-12-744760-1

Внешние ссылки

[Western-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Вестерн, Эндрю В. (2005). «Принципы гидрологических измерений». В Андерсоне, Малкольм Г. (ред.). Энциклопедия гидрологических наук . Том. 1. Западный Суссекс, Англия: John Wiley & Sons Inc., стр. 75–94.

[2] Шаттлворт, В. Джеймс (январь – февраль 2008 г.). «Методы измерения суммарного испарения» (PDF) . Юго-западная гидрология . 7 (1). Тусон, Аризона: 22–23 . Проверено 22 июля 2009 г.

[3] «Международная гидрологическая программа (МГП)» . ИГП. 6 мая 2013 года . Проверено 8 июня 2013 г.

[4] «Международный институт управления водными ресурсами (ИВМИ)» . ИВМИ . Проверено 8 марта 2013 г.

[5] «Институт ЮНЕСКО-ИГЕ по водному образованию» . ЮНЕСКО-ИГЕ. Архивировано из оригинала 4 августа 2007 года . Проверено 8 марта 2013 г.

[6] «Сайт ЦВЗ» . Центр экологии и гидрологии . Проверено 8 марта 2013 г.

[7] «Крэнфилдский институт водных наук» . Крэнфилдский университет . Проверено 8 марта 2013 г.

[8] «Ивагские водные исследования» . Швейцарский федеральный институт водных наук и технологий. 25 января 2012 года . Проверено 8 марта 2013 г.

[9] «Профессор гидрологии» . Университет Фрайбурга. 23 февраля 2010 года . Проверено 8 марта 2013 г.

[10] «Водные ресурсы США» . Геологическая служба США. 4 октября 2011 года . Проверено 8 марта 2013 г.

[11] «Управление гидрологического развития» . Национальная метеорологическая служба . НОАА. 28 октября 2011 года . Проверено 8 марта 2013 г.

[12] «Гидрологический инженерный центр» . Инженерный корпус армии США. Архивировано из оригинала 8 марта 2013 года . Проверено 8 марта 2013 г.

[13] «Гидрологический научный центр» . Гидрологический исследовательский центр . Проверено 8 марта 2013 г.

[14] «НОАА Экономика и социальные науки» . Управление планирования и интеграции программ NOAA. Архивировано из оригинала 25 июля 2011 года . Проверено 8 марта 2013 г.

[15] «Центр исследования природных опасностей и катастроф» . Университет Оклахомы. 17 июня 2008 г. Архивировано из оригинала 24 мая 2013 г. Проверено 8 марта 2013 г.

[16] «Национальный гидрологический исследовательский центр (Саскатун, СК)» . Центры экологических наук . Окружающая среда Канады . Проверено 8 марта 2013 г.

[17] «Национальный институт гидрологии (Рурки), Индия» . НИЗ Рурки. Архивировано из оригинала 19 сентября 2000 года . Проверено 1 августа 2015 г.

[18] «Отдел гидрогеологии» . Геологическое общество Америки. 10 сентября 2011 года . Проверено 8 марта 2013 г.

[19] «Добро пожаловать в секцию гидрологии (H) AGU» . Американский геофизический союз . Проверено 8 марта 2013 г.

[20] «Национальная ассоциация подземных вод» . Проверено 8 марта 2013 г.

[21] «Американская ассоциация водных ресурсов» . 2 января 2012 г. Архивировано из оригинала 24 марта 2018 г. . Проверено 8 марта 2013 г.

[22] «КУАХСИ» . Проверено 8 марта 2013 г.

[23] «Международная ассоциация гидрологических наук (IAHS)» . Ассоциации . Международный союз геодезии и геофизики. 1 декабря 2008 года . Проверено 8 марта 2013 г.

[24] «Международная ассоциация гидрологических наук» . Проверено 8 марта 2013 г.

[25] «Международная комиссия по статистической гидрологии» . СТАХИ. Архивировано из оригинала 6 июня 2013 года . Проверено 8 марта 2013 г.

[26] Немецкое гидрологическое общество , по состоянию на 2 сентября 2013 г.

[27] Северная ассоциация гидрологии , по состоянию на 2 сентября 2013 г.

[28] «Британское гидрологическое общество» . Проверено 8 марта 2013 г.

[29] Гидрологическая комиссия [Гидрологическая комиссия] (на русском языке). Русское географическое общество. Архивировано из оригинала 26 августа 2013 года . Проверено 8 марта 2013 г.

[30] «Гидропаутина» . Международная ассоциация экологической гидрологии . Проверено 8 марта 2013 г.

[31] «Международная ассоциация гидрогеологов» . Проверено 19 июня 2014 г.

[32] «Инициатива «Соединенные воды» (CWI)» . Университет Нового Южного Уэльса . Проверено 8 марта 2013 г.

[33] «Комплексное управление водными ресурсами в Австралии: тематические исследования – инициатива бассейна Мюррей-Дарлинг» . Правительство Австралии, Департамент окружающей среды . Правительство Австралии . Проверено 19 июня 2014 г.

[Wetzel-34] Ветцель, Р.Г. (2001) Лимнология: экосистемы озер и рек , 3-е изд. Академическая пресса. ISBN 0-12-744760-1

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]

[29]

[30]

[31]

[32]

[33]

[34]