A hidrologia é a ciência que lida com o estudo da água em todos os seus aspectos, incluindo a sua distribuição no planeta e seu ciclo hidrológico. Também aborda a relação da água com o meio ambiente e com os seres vivos .
As primeiras referências no estudo do comportamento da água datam da Grécia Antiga e do Império Romano. As medições do fluxo de Sena (Paris) por Pierre Perrault e Edme Mariotte (1640) são consideradas o início da hidrologia científica.
Posteriormente, as medições em campo continuaram e foram desenvolvidos instrumentos de medição cada vez mais precisos. Atualmente, a hidrologia baseia suas pesquisas principalmente na aplicação de modelos de simulação.
Entre os estudos mais recentes, destaca-se a avaliação do recuo das geleiras devido ao aquecimento global. No Chile, a superfície glacial da bacia do Maipo recuou 25%. No caso das geleiras andinas, sua redução está relacionada ao aquecimento do Oceano Pacífico.
História
Civilizações antigas
Devido à importância da água para a vida, o estudo de seu comportamento tem sido objeto de observação desde o início da humanidade.
O ciclo hidrológico foi analisado por diferentes filósofos gregos, como Platão , Aristóteles e Homero. Enquanto em Roma, Sêneca e Plínio se preocupavam em entender o comportamento da água.
No entanto, as hipóteses levantadas por esses sábios antigos são consideradas errôneas atualmente. O romano Marco Vitruvio foi o primeiro a indicar que a água infiltrada no solo vinha da chuva e da neve.
Além disso, nessa época, uma grande quantidade de conhecimento prático sobre hidráulica foi desenvolvida, o que permitiu a construção de grandes obras, como os aquedutos de Roma ou canais de irrigação na China, entre outros.
Renascimento
Durante o Renascimento , autores como Leonardo da Vinci e Bernard Palissy fizeram importantes contribuições à hidrologia; eles conseguiram estudar o ciclo hidrológico em relação à infiltração da água da chuva e seu retorno pelas nascentes.
Século XVII
Considera-se que nesse período a hidrologia nasce como uma ciência. As medições em campo foram iniciadas, particularmente as realizadas por Pierre Perrault e Edmé Mariotte no rio Sena (França).
Destacam-se também os trabalhos de Edmond Halley no mar Mediterrâneo. O autor conseguiu estabelecer a relação entre evaporação, precipitação e vazão.
Século XVIII
A hidrologia fez avanços importantes neste século. Foram realizados numerosos experimentos que permitiram estabelecer alguns princípios hidrológicos.
Podemos destacar o teorema de Bernoulli , que afirma que em um fluxo de água a pressão aumenta quando a velocidade diminui. Outros pesquisadores fizeram contribuições relevantes em relação às propriedades físicas da água.
Todos esses experimentos constituem a base teórica para o desenvolvimento de trabalhos hidrológicos quantitativos.
Século XIX
A hidrologia é fortalecida como uma ciência experimental. Importantes avanços foram feitos no campo da hidrologia geológica e na medição de águas superficiais.
Nesse período, foram desenvolvidas importantes fórmulas aplicadas aos estudos hidrológicos, destacando-se a equação de Hagen-Pouiseuille do fluxo capilar e a fórmula do poço Dupuit-Thiem (1860).
A hidrometria (uma disciplina que mede o fluxo, a força e a velocidade dos líquidos em movimento) baseia suas bases. Fórmulas para medição de vazão foram desenvolvidas e vários instrumentos de medição de campo foram projetados.
Por outro lado, Miller, em 1849, descobriu que há uma relação direta entre a quantidade de precipitação e a altitude.
Séculos XX e XXI
Durante a primeira parte do século XX, a hidrologia quantitativa permaneceu uma disciplina empírica. Em meados do século, modelos teóricos começam a ser desenvolvidos para fazer estimativas mais precisas.
Em 1922, foi criada a Associação Internacional de Hidrologia Científica (IAHS). O IAHS agrupa hidrologistas em todo o mundo até hoje.
Contribuições importantes são feitas nas teorias de hidráulica e infiltração de água. Da mesma forma, estatísticas começam a ser usadas em estudos hidrológicos.
Em 1944, Bernard lançou as bases da hidrometeorologia, destacando o papel dos fenômenos meteorológicos no ciclo da água.
Atualmente, os hidrólogos em seus diferentes campos de estudo têm desenvolvido modelos matemáticos complexos. Através das simulações propostas, é possível prever o comportamento da água em diferentes condições.
Esses modelos de simulação são muito úteis no planejamento de grandes obras hidráulicas. Além disso, é possível fazer um uso mais eficiente e racional dos recursos hídricos do planeta.
Campo de estudo
O termo hidrologia vem do grego hydros (água) e logo (science), que significa a ciência da água. Portanto, a hidrologia é a ciência responsável pelo estudo da água, incluindo seus padrões de circulação e distribuição no planeta.
A água é um elemento essencial para o desenvolvimento da vida no planeta. 70% da Terra é coberta de água, dos quais 97% são salgados e formam os oceanos do mundo. Os 3% restantes são de água doce e a maior parte é congelada nos pólos e geleiras do mundo, por isso é um recurso escasso.
No campo da hidrologia, são avaliadas as propriedades químicas e físicas da água, sua relação com o meio ambiente e sua relação com os seres vivos.
A hidrologia como ciência tem um caráter complexo, portanto, seu estudo foi dividido em vários campos. Esta divisão inclui vários aspectos que se concentram em uma das fases do ciclo hidrológico: a dinâmica dos oceanos ( oceanografia ), lagos ( limnologia ) e rios (potamologia), águas superficiais, hidrometereologia, hidrogeologia ( águas subterrâneas) e criologia (água sólida).
Exemplos de pesquisas recentes
Pesquisas em hidrologia nos últimos anos têm se concentrado principalmente na aplicação de modelos de simulação, modelos geológicos 3D e redes neurais artificiais.
Hidrologia das águas superficiais
No campo da hidrologia das águas superficiais, modelos de redes neurais artificiais estão sendo aplicados para estudar a dinâmica das bacias hidrográficas. Assim, o projeto SIATL (simulador de fluxo de água da bacia hidrográfica) está sendo usado em todo o mundo para o gerenciamento de bacias hidrográficas.
Programas de computador como o WEAP ( Avaliação e Planejamento da Água ) também foram desenvolvidos , desenvolvidos na Suécia e oferecidos gratuitamente como uma ferramenta integral para o planejamento da gestão de recursos hídricos.
Hidrogeologia
Nesse campo, modelos geológicos 3D foram projetados para criar mapas tridimensionais das reservas de água subterrâneas.
Em um estudo realizado por Gámez e colaboradores no delta do rio Llobregat (Espanha), os aqüíferos atuais puderam ser localizados. Dessa forma, eles conseguiram registrar as fontes de água desta importante bacia que abastece a cidade de Barcelona.
Cryology
A criologia é um campo que sofreu um grande boom nos últimos anos, principalmente devido ao estudo de geleiras. Nesse sentido, observou-se que as geleiras do mundo estão sendo severamente afetadas pelo aquecimento global.
Portanto, modelos de simulação estão sendo projetados para estimar o comportamento futuro de perda de geleiras.
Castillo, em 2015, avaliou as geleiras da bacia do Maipo, constatando que a superfície da geleira recuou 127,9 km 2 , um recuo que ocorreu nos últimos 30 anos e corresponde a 25% da superfície inicial da geleira .
Nos Andes, Bijeesh-Kozhikkodan e colaboradores (2016) realizaram uma avaliação da superfície das geleiras durante os anos de 1975 a 2015. Eles descobriram que durante esse período houve uma redução significativa desses corpos de água gelada.
A principal redução da superfície glacial andina foi observada entre 1975 e 1997, coincidindo com o aquecimento do Oceano Pacífico.
Referências
- Comitê de Tarefas da ASCE para Aplicação de Redes Neurais Artificiais em Hidrologia (2000) Redes Neurais Artificiais em Hidrologia. I: Conceitos preliminares. Journal of Hydrologic Engineering 5: 115–123.
- Campos DF (1998) Processos do ciclo hidrológico. Terceira reimpressão. Universidade Autônoma de San Luis Potosí, Faculdade de Engenharia. Editora da Universidade de Potosina. San Luis Potosí, México. 540 pp.
- Bijeesh-Kozhikkodan V, SF Ruiz-Pereira, W Shanshan, P Teixeira-Valente, AE Bica-Grondona, AC Becerra Rondón, IC Rekowsky, S Florêncio de Souza, N Bianchini, U Franz-Bremer, J Cardia-Simões. (2016). Uma análise comparativa do recuo glacial nos Andes Tropicais usando o sensoriamento remoto Investig. Geogr. Chile, 51: 3-36.
- Castillo Y (2015) Caracterização da hidrologia glacial da bacia do rio Maipo através da implementação de um modelo glacio-hidrológico semi-distribuído de base física. Dissertação de Mestrado em Ciências da Engenharia, Menção em Recursos e Meio Ambiente da Água. Universidade do Chile, Faculdade de Ciências Físicas e Matemáticas, Departamento de Engenharia Civil.
- Koren V, S Reed, M Smith, Z Zhang e DJ Seo (2004) Sistema de modelagem de pesquisas em laboratório de hidrologia (HL-RMS) do Serviço Nacional de Meteorologia dos EUA. Journal of Hydrology 291: 297-318.
- Grupo de Hidrologia Subterrânea (GHS), CSIC – Espanha. https://h2ogeo.upc.edu/es/ Revisado em 27 de janeiro de 2019.