hidrologija

hidrologija (hidro- + -logija), znanost koja proučava vode iznad i ispod Zemljine površine i pritom istražuje: pojavljivanje, otjecanje i raspodjelu vode u vremenu i prostoru te biološka, kemijska i fizikalna svojstva vode i njezino djelovanje na okoliš, uključujući i utjecaj na živa bića. Također se bavi i procesima upravljanja vodnim zalihama, procesima njihova mijenjanja i nadopunjavanja na Zemljinoj površini i tretira različite faze u hidrološkome ciklusu. U užem smislu, hidrologija je znanost koja proučava pojave vode na Zemlji i zakone njezina stalna kruženja. Unutar toga, hidrološka razmatranja najčešće se odnose na površinsko otjecanje vode. Početci hidrologije sežu u razdoblje drevnih civilizacija koje su se razvile uz rijeke Nil u Egiptu, Eufrat i Tigris u Mezopotamiji, Ind u Indiji i Huang-Ho u Kini. Sve su četiri civilizacije nastale u sličnim geografskim uvjetima, u područjima s malo oborina i vrlo toplim ljetima, koja su se nalazila u blizini rijeka s nestalnim vodnim režimima. Iako je malo poznatih pojedinosti o izgledu drevnih brana na Nilu, njihovoj gradnji redovito su prethodila duga i, koliko je u ono doba bilo moguće, sustavna mjerenja razina vode. Utvrđeno je da se u Egiptu već krajem IV. tisućljeća pr. Kr. razvio poseban sustav mjerenja vodostaja Nila duž cijeloga njegova toka: na obalnim ili hramskim zidovima postojala su posebno označena mjesta (»nilomjeri«), slična današnjim vodokazima, s kojih su redovito očitavani i bilježeni vodostaji. U vrućoj i sušnoj Babiloniji, velike vode Eufrata i Tigrisa javljale su se u razdoblju od ožujka do lipnja. Početkom ljeta voda se najčešće povukla, a tlo se vrlo brzo isušilo. Prema tome, trebalo je riješiti problem akumuliranja vode – iskapanjem bazena za zadržavanje vode. Budući da su se kanali brzo zatrpavali nanosom, gradnja nasipa, brana, kanala i održavanje cijeloga hidrotehničkoga sustava zahtijevali su dobru društvenu organizaciju. U Hamurabijevu zakoniku nalazi se i zakon o vodi, koji se odnosi na natapanje, izgradnju ganata ili kanata (podzemnih provodnika vode) i ostale načine gospodarenja vodama.

Najstarije tumačenje kruženja vode u prirodi, odnosno hidrološkoga ciklusa, dano je u indijskim svetim knjigama napisanima između 800. i 500. pr. Kr. U njima se navodi da rijeke ulaze u mora, putuju od mora do mora, a oblaci ih dižu u nebo kao paru i šalju ih dolje kao kišu. U antičkoj je Grčkoj Aristotel (oko 350. pr. Kr.) smatrao da se hladni zrak preobražava u vodu, a kako su planine hladne, u njima se mnogo zraka preobražava u vodu. Aristotelova teorija o podrijetlu izvora, potoka i rijeka bila je prihvaćena praktički još sljedećih 1800 godina, sve do renesanse.

Tek je u renesansi (XV. i XVI. st.) Leonardo da Vinci definirao kruženje vode u prirodi i prvi brzinu vode u različitim dubinama vodotoka mjerio plovkom koji se sastojao od šipke sa zaprekom na donjem i mjehurom sa zrakom na gornjem kraju. U XVII. st. (1674) P. Perault je na slijevu Seine izračunao dotok vode u rijeci na osnovi izmjerenih količina oborina i izmjerena isparivanja. Te je rezultate 1686. potvrdio E. Mariotte proračunavši protok Seine na temelju izmjerenih brzina vode i snimljenih poprečnih presjeka rijeke. U XVIII. st. pojavile su se prve studije na osnovi izmjerenih veličina. Od glavnih otkrića najznačajnija su Venturijev vodomjer i Woltmanovo krilo za mjerenje brzine vode. Motrenja, mjerenja i ispitivanja prirodnih pojava u XIX. st. unaprjeđuju se nizom teorijskih doprinosa koji su osnova suvremene hidrologije. Hidrologija se povezuje s ostalim znanostima, ponajprije s geologijom, hidraulikom i meteorologijom, pa se unaprjeđuje važnim iskustvenim formulama (primjerice racionalna formula). U prvih 30 godina XX. st. vjerodostojni su se hidrološki pokazatelji izračunavali po različitim formulama, primjerice po formuli E. Mailleta iz 1905. za dugotrajno snižavanje protoka (recesije) u vodotoku tijekom vremena i po formuli H. Kellera iz 1906. za određivanje prosječnoga otjecanja. Od 1930. do 1950. mnogi su se hidrološki problemi rješavali s pomoću racionalnih analiza. Otkrića iz toga razmjerno kratkoga razdoblja racionalizacije prihvaćena su kao temelj suvremene hidrologije (jedinični hidrogram, koji je u hidrologiju 1932. uveo L. K. Sherman, model procjeđivanja R. E. Hortona, raspodjela ekstremnih vrijednosti E. J. Gumbela, formula za vučeni nanos A. Einsteina itd.). Druga polovica XX. st. u hidrologiji se naziva razdobljem teoretizacije, u kojem se zahvaljujući razvoju hidrometrijskih instrumenata te metoda i načina mjerenja došlo do velikog broja osnovnih hidroloških podataka. U novije se doba ti podatci sustavno pohranjuju u baze podataka, a daljnja primjena elektroničkih računala za hidrološke obradbe očituje se u sve većem razvoju i primjeni različitih matematičkih modela za simulacije otjecanja.

Hidrologija se dijeli na pet osnovnih disciplina:

Hidrometeorologija je znanost o vodi u atmosferi, povezuje probleme hidrologije i meteorologije.

Potamologija proučava površinske tokove i njihove vodne režime. Uključuje hidrodinamiku i elemente ispiranja (erozije) i taloženja nanosa u vodotocima. U potamologiji se posebno ističu hidrografija, koja opisuje površinske vodene tokove, i hidrometrija, odnosno tehnika mjerenja površinskih i podzemnih voda.

Limnologija je znanost o jezerima i slatkim vodama stajaćicama.

Kriologija proučava vodu u njezinim čvrstim oblicima, primjerice led, tuču, snijeg i soliku.

Hidrologija podzemnih voda bavi se podzemnim vodama, njihovim pojavama i kretanjima u različitim uvjetima u litosferi. Ta se interdisciplinarna znanost sastoji pretežno od hidrologije i geologije (hidrogeologija).

Zbog složenosti hidroloških problema potreban je interdisciplinarni pristup. Zato velik prinos hidrologiji daju matematika, vjerojatnost i statistika, geologija (hidrogeologija), geografija, fizika, kemija, biologija, mehanika fluida, meteorologija, pedologija s poljoprivredom, šumarstvo i informatika.

hidrologija. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 17.10.2019. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=25419>.