Hidrologia: história, objeto de estudo e pesquisa - Ciência - 2023

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o hidrologia É a ciência a responsável pelo estudo da água em todos os seus aspectos, incluindo sua distribuição no planeta e seu ciclo hidrológico. Também aborda a relação da água com o meio ambiente e os seres vivos.

As primeiras referências ao estudo do comportamento da água datam da Grécia Antiga e do Império Romano. As medições do fluxo do Sena (Paris) feitas por Pierre Perrault e Edme Mariotte (1640) são consideradas o início da hidrologia científica.

Posteriormente, as medições de campo continuaram e instrumentos de medição cada vez mais precisos foram desenvolvidos. A hidrologia atualmente baseia suas pesquisas principalmente na aplicação de modelos de simulação.

Dentre 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 estavam preocupados em entender o comportamento da água.

No entanto, as hipóteses apresentadas por esses antigos sábios são consideradas erradas hoje. O romano Marco Vitrúvio foi o primeiro a indicar que a água infiltrada no solo vinha da chuva e da neve.

Além disso, muitos conhecimentos práticos de hidráulica foram desenvolvidos nessa época, o que permitiu a construção de grandes obras como os aquedutos de Roma ou os canais de irrigação na China, entre outros.

Renascimento

Durante o Renascimento, autores como Leonardo da Vinci e Bernard Palissy deram contribuições importantes para a hidrologia; puderam estudar o ciclo hidrológico em relação à infiltração da água da chuva e seu retorno pelas nascentes.


Século XVII

Considera-se que neste período nasceu a hidrologia como ciência. Foram iniciadas as medições de campo, principalmente as realizadas por Pierre Perrault e Edmé Mariotte no rio Sena (França).

O trabalho realizado por Edmond Halley no Mar Mediterrâneo também se destaca. O autor conseguiu estabelecer a relação entre evaporação, precipitação e fluxo.

Século XVIII

A hidrologia fez avanços importantes neste século. Inúmeros experimentos foram realizados que permitiram estabelecer alguns princípios hidrológicos.

Podemos destacar o teorema de Bernoulli, que afirma que em uma corrente de água a pressão aumenta quando a velocidade diminui. Outros pesquisadores deram contribuições relevantes em relação às propriedades físicas da água.


Todos esses experimentos constituem a base teórica para o desenvolvimento de estudos hidrológicos quantitativos.

Século XIX

A hidrologia se fortalece como ciência experimental. Avanços importantes foram feitos no campo da hidrologia geológica e na medição das águas superficiais.

Nesse período, importantes fórmulas aplicadas aos estudos hidrológicos foram desenvolvidas, destacando-se a equação de fluxo capilar de Hagen-Pouiseuille e a fórmula do poço de Dupuit-Thiem (1860).

A hidrometria (disciplina que mede o fluxo, a força e a velocidade dos líquidos em movimento) estabelece 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 existe uma relação direta entre a quantidade de precipitação e a altitude.

Séculos 20 e 21

Durante a primeira parte do século 20, a hidrologia quantitativa permaneceu uma disciplina empírica. Em meados do século, modelos teóricos começaram a ser desenvolvidos para fazer estimativas mais precisas.

Em 1922, foi criada a International Association for Scientific Hydrology (IAHS). O IAHS agrupa hidrólogos em todo o mundo até os dias atuais.

Contribuições importantes são feitas nas teorias de hidráulica de poço e infiltração de água. Da mesma forma, as estatísticas estão sendo 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 suas diferentes áreas de estudo vêm desenvolvendo modelos matemáticos complexos. Por meio 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 logotipo (ciência), 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 por água, da qual 97% é salgada e constitui os oceanos do mundo. Os 3% restantes são água doce, e a maior parte dela está congelada nos pólos e geleiras do mundo, o que a torna um recurso escasso.

No campo da hidrologia, são avaliadas as propriedades químicas e físicas da água, a sua relação com o meio ambiente e com os seres vivos.

A hidrologia como ciência é de natureza complexa, por isso seu estudo foi dividido em vários campos. Esta divisão contempla vários aspectos que incidem sobre algumas das fases do ciclo hidrológico: a dinâmica dos oceanos (oceanografia), dos lagos (limnologia) e dos rios (potamologia), águas superficiais, hidrometeorologia, hidrogeologia ( água subterrânea) e criologia (água sólida).

Exemplos de pesquisas recentes

A pesquisa em hidrologia nos últimos anos tem se concentrado principalmente na aplicação de modelos de simulação, modelos geológicos 3D e redes neurais artificiais.

Hidrologia da água superficial

No campo da hidrologia de águas superficiais, modelos de redes neurais artificiais estão sendo aplicados para estudar a dinâmica de bacias hidrográficas. Assim, o projeto SIATL (Watershed Water Flow Simulator) está sendo utilizado mundialmente para a gestão de bacias hidrográficas.

Programas de computador como o WEAP (Avaliação e planejamento da água) desenvolvido na Suécia e oferecido gratuitamente como uma ferramenta abrangente de planejamento de gestão de recursos hídricos.

Hidrogeologia

Neste campo, modelos geológicos 3D foram projetados que permitem a criação de mapas tridimensionais de reservas de água subterrâneas.

Em um estudo realizado por Gámez e colaboradores no delta do rio Llobregat (Espanha), os atuais aqüíferos puderam ser localizados. Desta forma, foi possível cadastrar os mananciais desta importante bacia que abastece a cidade de Barcelona.

Criologia

A criologia é uma área que se tornou muito popular nos últimos anos, principalmente devido ao estudo das geleiras. Nesse sentido, observou-se que as geleiras mundiais estão sendo seriamente afetadas pelo aquecimento global.

Portanto, modelos de simulação estão sendo projetados para estimar o comportamento de perdas futuras das geleiras.

Castillo, em 2015, avaliou as geleiras da bacia do Maipo, constatando que a superfície glacial recuou 127,9 km2, recuo que ocorreu nos últimos 30 anos e corresponde a 25% da superfície inicial da geleira.

Nos Andes, Bijeesh-Kozhikkodan et al. (2016) realizaram uma avaliação da superfície da geleira durante os anos de 1975 a 2015. Eles descobriram que durante este período houve uma redução significativa dessas massas de água congelada.

A principal redução da superfície glacial andina foi observada entre 1975 e 1997, coincidindo com o aquecimento do Oceano Pacífico.

Referências

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  3. Bijeesh-Kozhikkodan V, S F Ruiz-Pereira, W Shanshan, P Teixeira-Valente, A E Bica-Grondona, A C Becerra Rondón, I C 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.
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