hydraulics

1. PPuurrppoossee
 IInnccrreeaassee tthhee ppaarrttiicciippaannttss kknnoowwlleeddggee aanndd
uunnddeerrssttaannddiinngg ooff tthhee iinntteerraaccttiioonn bbeettwweeeenn
mmeetteeoorroollooggyy aanndd hhyyddrroollooggyy iinn wwaatteerrsshheeddss::
 IInnccrreeaassee ppaarrttiicciippaannttss uunnddeerrssttaannddiinngg ooff tthhee
ffuunnccttiioonnaall aassppeeccttss ooff wwaatteerrsshheeddss;;
 EEnnhhaannccee tthhee ppaarrttiicciippaannttss kknnoowwlleeddggee ooff
tthhee ccaappaabbiilliittiieess,, lliimmiittaattiioonnss,, aanndd
aapppplliiccaattiioonnss ooff
hhyyddrroollooggiicc//hhyyddrroommeetteeoorroollooggiicc ffoorreeccaassttiinngg
ssyysstteemmss

2. IInn tthhee eenndd,, iitt iiss iinntteennddeedd tthhaatt
ppaarrttiicciippaannttss wwiillll uunnddeerrssttaanndd tthhee bbaassiiccss
ooff tthhee hhyyddrroollooggiicc ffoorreeccaasstt pprroocceessss,, tthhee
aassssuummppttiioonnss iinn tthhee pprroocceessss,, aanndd tthhee
rreessppoonnssiibbiilliittiieess aassssoocciiaatteedd wwiitthh
iinntteerrpprreettiinngg aanndd iissssuuiinngg tthhee ffoorreeccaasstt..

3. HHyyddrroollooggyy
• … an earth science. It encompasses the
occurrence, distribution, movement, and
properties of the waters of the earth and their
environmental relationships." (Viessman,
Knapp, Lewis, & Harbaugh, 1977 -
Introduction to Hydrology, Harper & Row
Publishers, New York)

4. HHiissttoorryy ooff HHyyddrroollooggyy
 EEaarrllyy pphhiilloossoopphheerrss ssppeeccuullaatteedd oonn tthhee hhyyddrroollooggiicc
ccyyccllee::
 HHoommeerr bbeelliieevveedd tthhaatt tthheerree eexxiisstteedd llaarrggee
ssuubbtteerrrraanneeaann rreesseerrvvooiirrss tthhaatt ffeedd tthhee rriivveerrss,, sseeaass,,
sspprriinnggss,, aanndd wweellllss -- wwaass hhee wwrroonngg??
 HHoommeerr ddiidd uunnddeerrssttaanndd tthhee ddeeppeennddeennccee ooff ffllooww
iinn tthhee GGrreeeekk aaqquueedduuccttss oonn ccoonnvveeyyaannccee aanndd
vveelloocciittyy!!

5. HHiissttoorryy,, ccoonntt........
 IInn tthhee ffiirrsstt cceennttuurryy BB..CC..,, MMaarrccuuss VViittrruuvviiuuss iinn tthhee
ttrreeaattiissee DDee AArrcchhiitteeccttuurraa LLiibbrrii DDeecceemm ((tthhee eennggiinneeeerrss
cchhiieeff hhaannddbbooookk)),, VVooll.. 88 hhyyppootthheessiizzeedd tthhaatt rraaiinn aanndd
ssnnooww ffaalllliinngg iinn tthhee mmoouunnttaaiinnss iinnffiillttrraatteedd iinnttoo tthhee eeaarrtthh’’ss
ssuurrffaaccee aanndd aappppeeaarreedd iinn tthhee lloowwllaannddss aass sspprriinnggss aanndd
ssttrreeaammss..........

6. EEaarrllyy SSuucccceessss..........
 44000000 BB..CC.. TThhee EEggyyppttiiaannss bbuuiilltt aa ddaamm oonn tthhee NNiillee ttoo
aallllooww bbaarrrreenn llaannddss ttoo aaggaaiinn bbee uusseedd ffoorr aaggrriiccuullttuurraall
ppuurrppoosseess..
 11000000’’ss ooff yyeeaarrss llaatteerr,, aa ccaannaall ttoo ccaarrrryy ffrreesshh wwaatteerr ffrroomm
CCaaiirroo ttoo SSuueezz wwaass bbuuiilltt..
 TToowwnnss iinn MMeessooppoottaammiiaa wweerree pprrootteecctteedd bbyy ffllooooddiinngg
ffrroomm hhiigghh eeaarrtthheenn wwaallllss..

7. EEaarrllyy DDiissppuutteess aanndd RRuulleess
 TThhee cciittiieess ooff LLaaggaasshh aanndd UUmmmmaa ooff MMeessooppoottaammiiaa hhaavvee
ddooccuummeenntteedd wwaatteerr ddiissppuutteess..
 TThhee RRoommaannss ddeeccrreeee::
 NNee qquuiiss aaqquuaamm oolleettaattoo ddoolloo mmaalloo uubbii ppuubblliiccee ssaalliieett ssii qquuiiss oolleettaarriitt
sseesstteerrttiioorruumm XX mmiillaa mmuullttaa eessttoo
 IItt iiss ffoorrbbiiddddeenn ttoo ppoolllluuttee tthhee ppuubblliicc wwaatteerr ssuuppppllyy;; aannyy ddeelliibbeerraattee ooffffeennddeerr sshhaallll
bbee ppuunniisshheedd bbyy aa ffiinnee ooff 1100,,000000 sseesstteerrcceess!!

8. QQuuaalliittaattiivvee UUnnddeerrssttaannddiinngg
 NNeeaarr eenndd ooff 1155tthh cceennttuurryy,, LLeeoonnaarrddoo ddaa VViinnccii aanndd
BBeerrnnaarrdd PPaalliissssyy iinnddeeppeennddeennttllyy rreeaacchheedd ccoonncclluussiioonnss oonn
tthhee hhyyddrroollooggiicc ccyyccllee -- bbaasseedd oonn aa pphhiilloossoopphhiiccaall
uunnddeerrssttaannddiinngg..
 TThheerree wwaass ssttiillll aa llaacckk ooff qquuaannttiittaattiivvee uunnddeerrssttaannddiinngg ooff
tthhee hhyyddrroollooggiicc ccyyccllee..

9. TThhee 1177tthh CCeennttuurryy
 PPeerrrraauulltt,, MMaarriioottttee,, aanndd HHaalllleeyy bbeeggaann qquuaannttiittaattiivvee mmeeaassuurreemmeennttss aanndd
aapppplliiccaattiioonnss
 PPeerrrraauulltt mmeeaassuurreedd rraaiinnffaallll aanndd rruunnooffff oovveerr tthhee SSeeiinnee RRiivveerr ddrraaiinnaaggee bbaassiinn ffoorr
~~ 33 yyeeaarrss -- hhee iilllluussttrraatteedd tthhaatt rraaiinnffaallll WWAASS aaddeeqquuaattee iinn qquuaannttiittyy ttoo aaccccoouunntt ffoorr
rriivveerr fflloowwss
 MMaarriioottttee ggaauuggeedd tthhee vveelloocciittyy ooff tthhee ffllooww iinn tthhee RRiivveerr SSeeiinnee aanndd eessttiimmaatteedd
fflloowwss bbyy aallssoo eessttiimmaattiinngg rriivveerr ccrroossss sseeccttiioonnaall aarreeaass..
 HHaalllleeyy wwaass aann aassttrroonnoommeerr!! HHee eessttiimmaatteedd eevvaappoorraattiioonn ffrroomm tthhee MMeeddiitteerrrraanneeaann
SSeeaa aanndd ccoorrrreellaatteedd iitt ttoo rriivveerr fflloowwss iinnttoo tthhee MMeedd,, ccoonncclluuddiinngg tthhaatt rriivveerr fflloowwss
wweerree ssuuffffiicciieenntt eennoouugghh ttoo pprroovviiddee tthhaatt vvoolluummee ooff wwaatteerr..

10. TThhee 1188tthh CCeennttuurryy
 BBeerrnnoouullllii -- ffaammoouuss ffoorr hhyyddrraauulliiccss aanndd fflluuiidd mmeecchhaanniiccss --
tthhee ppiieezzoommeetteerr,, tthhee ppiittoott ttuubbee,, aanndd BBeerrnnoouullllii’’ss tthheeoorreemm..
 TThhee CChheezzyy ffoorrmmuullaa ((cchhaannnneell ffllooww))

11. TThhee 1199tthh CCeennttuurryy
 HHaaggeenn--PPooiisseeuuiillllee -- ccaappiillllaarryy ffllooww eeqquuaattiioonn..
 DDaarrccyy’’ss -- ffllooww iinn ppoorroouuss mmeeddiiaa..
 DDuuppttuuiitt--TThhiieenn wweellll ffoorrmmuullaa..
 MMaannnniinngg -- OOppeenn cchhaannnneell ffllooww..
 SSyysstteemmaattiicc ssttrreeaamm ggaaggiinngg..
 MMoossttllyy eemmppiirriiccaall iinn nnaattuurree..

12. TThhee 2200tthh CCeennttuurryy
 GGoovveerrnnmmeenntt aaggeenncciieess bbeeggaann ttoo ddeevveelloopp pprrooggrraammss!!
 RRaattiioonnaall aannaallyyssiiss bbeeggiinnss
 SShheerrmmaann -- UUnniitt hhyyddrrooggrraapphh tthheeoorryy
 HHoorrttoonn -- iinnffiillttrraattiioonn tthheeoorryy
 SSnnyyddeerr -- UUnniitt HHyyddrrooggrraapphh
 CCllaarrkk -- UUnniitt HHyyddrrooggrraapphh
 eettcc......................

13. RReellaattiivveellyy SSppeeaakkiinngg……..
 HHyyddrroollooggyy
 HHyyddrroommeetteeoorroollooggyy
 FFoorreeccaassttiinngg…………..
 ssttiillll rreellaattiivveellyy yyoouunngg!!

14. MMooddeerrnn ddaayy
 VVeerryy ccoommppuutteerr aanndd ddaattaa iinntteennssiivvee
 HHiigghh tteecchh iinnssttrruummeennttss
 SSccaallee iissssuueess
 PPoolliiccyy iissssuueess
 DDeecciissiioonn SSuuppppoorrtt
 FFoorreeccaassttiinngg!!

15. RReeaassoonnss ttoo FFoorreeccaasstt
 DDrroouugghhtt PPrreeddiiccttiioonnss
 AAggrriiccuullttuurree
 FFllooooddiinngg
 WWaarrnniinnggss
 DDeecciissiioonn MMaakkiinngg

16. HHyyddrroommeetteeoorroollooggyy
•… an interdisciplinary science involving the
study and analysis of the interrelationships
between the atmospheric and land phases of
water as it moves through the hydrologic cycle."
(Hydrometeorological Service Operations for
the 1990's, Office of Hydrology, National
Weather Service, NOAA, 1996).

17. HHyyddrroommeetteeoorroollooggyy
SSiimmpplliiffiiccaattiioonn ooff tthhee LLiinnkkss
Hydrology
Engineering/Fluid
Mechanics
 In-depth hydrologic
analysis
 Execution of complex
hydrologic models.
Adjustment of
model parameters, and
the derivation of
hydrologic forecasts for
all time scales
 Applied hydrologic
research
 Development and
calibration of
hydrologic models
 Development of
hydrologic applications
procedures.
Meteorology
Thermodynamics/atmospheric
physics orientation
 In-depth meteorological
analysis
 Weather forecast and
warning operations
 Climatological forecasting
 Applied meteorological
and climatological
research.
 Development and calibration
of meteorological models
 Development of
meteorological applications
and procedures.
Hydrometeorology
Interdisciplinary
Orientation
 Assimilation/use of
radar based
precip. estimates
 Production and/or
use of QPF's and
other hydromet.
forecasts
 Use of guidance
(e.g. flash flood) in
hydrologic warning
operations
 Use of soil moisture
states from
hydrologic model in
atmospheric model
 Applied
hydrometeorological
research.