stanford-oval/wikipedia huggingface dataset:
Virtavesi
Virtavesien hydrologia > Virtavesien valuma-alue, uomat ja vesistö

Edellä kuvattuja ilmiöitä voidaan tutkia ja selittää huomioimalla virtaveden valuma-alueen ominaisuuksia. Sen maaperän kyky imeä sadevettä vaikuttaa jäljelle jäävän pintaveden määrään, joka joutuu myöhemmin uomaan. Pintaveden virtaamista rajoittaa lisäksi kasvipeitteen laatu ja maaston kaltevuudet ja niiden suunnat. Mikäli maaperää on ojitettu tai kasvillisuus on poistettu esimerkiksi hakkuilla, virtaa vesi nopeammin sitä kerääviin uomiin. Kun virtaveden valuma-alue on laaja, on alueelle voinut syntyä suuriakin sivu-uomia, jotka tehostavat veden kuljetusta vesistön pääuomaan.
Vedet valuvat painovoiman vetämänä maaston kaltevuuksia seuraten alaville seuduille. Kullakin sivu-uomalla on maaston ylemmillä alueilla valuma-alueensa, josta sen vesi on peräisin. Kun uomat yhtyvät toisiinsa, yhdistyvät myös näiden valuma-alueet toisiinsa. Alajuoksun pääuoman valuma-alue voidaan tämän periaatteen nojalla jakaa erillisiin valuma-alueisiin, joilla on omat sivu-uomansa, ja sivu-uomien valuma-alueet voidaan jakaa vieläkin pienempiin valuma-alueisiin, joilla on omat sivu-uomansa, ja niin edelleen.
Kukin valuma-alue on siten osa suurempaa valuma-aluekokonaisuutta. Valuma-alueen virtavedet sivu-uomineen muodostavat geomorfologisen rakenteen, joka muistuttaa lehdetöntä puuta. Sen eripaksuiset oksat ovat jokia tai puroja ja pienimmät oksat ovat noroja. Puun runko vastaa valuma-alueen pääuomaa, jonka kautta kaikki valuma-alueelta tuleva vesi poistuu alueelta. Puun kaikki haarat ja niiden oksat muodostavat yhtenäisen vesistön. Vesistö ja sen rantojen lähiympäristö muodostaa myös ekologisen ympäristön, joka toimii ekologisena käytävänä siinä viihtyville eliöille.
Suomalaisten vesistöjen uomaverkosto on viime jääkauden kulutustyön ja kallioperän rakenteen laadusta johtuen omanlaisensa, jonka epäsäännöllinen geomorfologia on synnyttänyt suomalaiseen hydrologiaan lisäkäsitteen vesireitti. Sillä tarkoitetaan sovittua pääuomaa, joka sisältää runsaasti järviä ja niiden välisiä lyhyitä jokia, ja jonka kautta valuma-alueen vedet poistuvat suurella virtaamalla seuraavaan vesistöön tai mereen asti. Järvien väliset joet alkavat yläpuolisen järven luusuasta ja laskevat alempana seuraavan järven joensuuhun. Näiden jokien pääuoma on helppo hahmottaa.lähde?
Tiibetissä joki Jarlung Tsangpo alkaa puumaisena uomaverkostona.
Puumainen uomaverkosto
Suorakulmainen uomaverkosto
Mississippin uomaverkosto
Virtavesien geomorfologia ja dynamiikka > Virtavesien geomorfologia

Valuma-alueen sisällä uomat muodostavat uomaverkoston. Sen uomilla on keskenään erilaisia suuntia, uomilla on eri tapoja yhtyä toisiinsa ja ylipäätään uomaverkoston koko geometria voi poiketa merkittävästi toisista uomaverkostoista. Verkostojen erilaiset ominaisuudet johtuvat usein maaston geologiasta, joka on yhdistelmä kallioperästä ja sen päällä sijaitsevasta maaperästä. Maaperän kallistussuunnat vaikuttavat veden virtaamissuuntiin ja virtaavan veden eroosion vaikutukset kohdistuvat ensiksi maaperään ja sen jälkeen tämän alla olevaan kallioperään. Pitkäikäiset uomaverkostot ovat saavuttaneet kokonaan tai osittain kallioperän, johon veden eroosio on alkanut työstää uomaa. Jos kallioperässä on erilaisia kivilajeja, ohjautuvat veden virtaukset heikommin eroosiota kestävien kivilajien sisälle. Jos kallioperässä on murroksia tai siirroksia, ohjautuu veden virtaus näihin rakoihin. Nuoren uomaverkoston rakenne ja muoto voi poiketa suuresti vanhasta uomaverkostosta juuri eroosion vuoksi. Nämä uomaverkoston ominaisuudet muodostavat sen geomorfologian. Tieteenalana geomorfologia tutkii ja selittää muun muassa virtaavan veden aiheuttamia ilmiöitä ja niistä syntyneitä uomien ja maaston muotoja.
Virtavesien geomorfologia ja dynamiikka > Eroosion aiheuttamia muutoksia

Nopeasti virtaavassa vedessä on liike-energiaa, joka pystyy tekemään työtä esimerkiksi irrottamalla maa-ainesta uoman pohjasta, rannoilta tai ranta-alueilta. Myös veden aallokko kuluttaa rantoja eri tavoin. Irronnut maa-aines koostuu yleensä pienistä mineraalipartikkeleista ja orgaanisesta materiasta. Voimakas virta voi myös kuljettaa mukanaan hiekkaa, soraa ja pieniä kiviä. Suuremmat kivet osuvat silloin toisiinsa, jolloin niistä iskeytyy irti materiaalia ja ne pyöristyvät. Kivien liike uoman pohjakalliota vasten toimii vastaavalla tavalla. Lauhkeilla vyöhykkeillä voi virtavesien pinta jäätyä ja jäidenlähdön aikana patoutuvat jäät kuopivat uoman pohjaa ja rantatöyräitä. Veteen uponneet puunrungot toimia liikkuessaan vastaavalla tavalla. Veden virtausnopeuden hidastuessa veden kuljettama maa-aines laskeutuu uoman pohjalle vähentäen uoman syväystä. Kasautumisessa syntyvät esimerkiksi särkät ja muut matalikot sekä pohjalle kertyvä tiivis sedimentti.
Virtavesien eroosiossa tärkeimmät muutosprosessit ovat maa-aineksen kulutus, sen kuljetus ja kasaantuminen. Myös hiljainen virtaus aiheuttaa muutoksia uomien muotoihin. Niitä ovat esimerkiksi pohjalle kertyvien särkkien ja matalikkojen siirtymät, tulvien rannoille nostaman lietteen kertyminen, rannoilla tapahtuva aallokon ja muun kulutuksen aiheuttama eroosio, muut kasautumisilmiöt rannoille, uoman siirtyminen tai kääntyminen (meanderointi), uomien jakautuminen tai haaroittuminen, saarien syntyminen ja katoaminen, sekä suistojen ja estuaarien tapahtumat. Kiinnostavia aihealueita ovat myös poikkeustilanteet, joita ovat esimerkiksi äkilliset tulvat ja keväiset jäidenlähdöt. Uomien muutoksia voidaan seurata lyhyellä tai pitkällä aikavälillä. Jokilaakson esihistorialliset muutokset voivat nykyäänkin olla luettavissa ympäröivän maaston muodosta.
Edellä kuvatut tapahtumat muodostavat pääosan siitä prosessista, jota kutsutaan virtavesien eroosioksi. Eroosiolla on voimakas vaikutus virtavesien ympäristön muokkautumiseen ja edelleen ranta-alueiden ekologialle ja sen biodiversiteetille. Sillä on suuria vaikutuksia joenvarsien asutuksen ja yhteiskunnan rakenteille ja toiminnoille.lähde?
Eroosion irrottamien ainesten kulkeutumista on yritetty arvioida matemaattisesti hydrologisilla malleilla, mutta prosessit ovat laskennallisesti yhtä mutkikkaita kuin virtavesien fysikaalisten virtauksien laskenta.
Vesi on kuluttanut kallioon uoman ja vesiputouksen Johnstonin kanjonissa
Puron pyöristyneitä kiviä
Veden muovaamia kalliopintoja Vale da Luassa Brasiliassa
Veden kulutus uoman rannoilla ja sortumia penkereillä
Pienen joen mutkittelu jokilaakson tulvatasangolla
Penkereen sortuma
Jäälohkareiden kasoja Red Riverissä Winnipegissä
Mutkittelevan Ardan meanderi, jonka rannat ovat uluneet kasvittomiksi
Veden mukana kulkee sedimenttejä, jotka erottuvat selvästi kahden joen yhtyessä Genevessä
Großachen joensuun suistoalue Chiemseessä.
Virtavesien geomorfologia ja dynamiikka > Epätasainen maankohoaminen

Esimerkiksi pohjoismaissa Pohjanlahdella maa kohoaa nopeammin kuin etelämpänä Selkämeren korkeudella. Maankohoamisen alueelliset nopeuserot Suomessa kallistavat maankamaraa hiljalleen kohti kaakkoa. Sellaiset joet, jotka ovat virranneet kohti pohjoista ja luodetta, ovat aikoinaan olleet jyrkempiä kuin ne ovat nykyään. Kallistuksen väheneminen aiheuttaa veden virtausnopeuden hidastumista ja samalla veden kuljettaman maa-aineksen kasautumista. Tämä on vaikuttanut joidenkin jokien morfologiseen ilmeeseen. Lopullisena seurauksena on voinut olla esimerkiksi uoman kääntyminen otollisempaan suuntaan tai mahdollisesti uoman virtaussuunnan vaihtumista vastakkaissuuntaiseksi. Hurjin esimerkki tästä on Amazonjoki, joka virtasi aikoinaan Gondwanamantereella idästä länteen päin ja se laski Tyyneenmereen. Andien kohottua se vaihtoi virtaussuuntansa lännestä itään päin laskien nyt Atlanttiin.
Epätasainen maankohoaminen on vaikuttanut jokiin Suomessakin. Monista järvistä alkaneet luoteeseen tai pohjoiseen päin virranneet joet ovat kuivuneet ja niiden tilalle ovat puhjenneet uudet joet, jotka ovat alkaneet virrata kohti etelää tai länttä. Tunnettuja tällaisia järviä ovat Puula, Pielinen, Päijänne ja Saimaa. Puula laski aluksi luoteessa Päijänteeseen, mutta sille puhkesi uusi lasku-uoma länteen päin, mutta joka laski edelleen Päijänteeseen. Sittemmin Puulan eteläosiin puhkesi uusin uoma, joka laskee nykyään yhdessä viereisen kanavan kanssa kohti etelää. Pielisen lasku-uoma on sijainnut aluksi järven pohjoispäässä, mutta myöhemmin sen eteläpäähän puhkesi nykyinen lasku-uoma Saimaan suuntaan. Päijänteen oma lasku-uoma on sijainnut aluksi järven pohjoispäässä laskien Itämereen, mutta myöhemmin sen eteläosaan puhkesi Suomenlahteen virtaava Kymijoki. Ehkä moni-ilmeisin luonnonhistoria on Saimaalla. Se on laskenut aluksi pohjoisessa Itämereen, mutta sen laskusuunta kääntyi pian länteen Pohjois-Päijänteeseen. Lopulta Päijänne ja Saimaa yhdistyivät Sisä-Suomen suurjärveksi. Kun järviä yhdistävä salmi maatui, puhkaisivat molemmat järvet lasku-uomansa eteläpäähän. Saimaa laski tämä jälkeen ensin Suomenlahteen, kunnes puhkesi Vuoksi ja sen vedet suunatutuivat kaakkoon päin Laatokkaan.
Suomen eteläosat ovat pieneten korkeuserojen aluetta, jossa maankohoaminen voi lisätä tai vähentää virtavesien virtaamia. Tietyissä vaiheissa järvestä voi laskea kaksi tai joskus kolmekin jokea eri suuntiin. Näitä järviä kutsutaan bifurkaatiojärviksi ja niitä esiintyy kahden joen valuma-alueen vedenjakajalla. Vastaavasta syystä voi joelle muodostua kilpailevia haaroja, jotka laskevat mereen eri kohdissa. Ruotsissa on Tornionjoki ja Kalixjoki, joiden välissä virtaa jokia yhdistävä Tärännönjoki. Tämä bifurkaatiojoki on vain 52 kilometriä pitkä, mutta sen kautta virtaa noin puolet Tornionjoen vedestä Kalixjokeen. Suomessa erityisesti Karvianjoki on kuuluisa monesta bifurkaatiostaan. Maailmalla on tunnettu bifurkaatiojoki Casiquiare, joka on maailman suurin.
Virtavesien geomorfologia ja dynamiikka > Ihmisen vaikutus

Ihmisen toiminnalla on joskus virtavesien kannalta arvaamattomia vaikutuksia. Esimerkkinä voidaan käyttää Taipaleenjokea, joka on nykyään Vuoksen reitin yksi osuus. Taipaleenjoki syntyi Suvannonjärven järvenlaskussa, joka riistäytyi hallinnasta. Myöhemmin Vuoksen uomaa laajennettiin kulkemaan myös Suvannon kautta, jolloin sen virtaama kasvoi. Vastaavanlaisia jokijärjestelmiin vaikuttaneita tapahtumia tunnetaan muistakin järvenlaskuista.
Uomien kulkua on muutettu laivaliikenteen vuoksi. Aikaisemmin on keskitytty särkkien ruoppaukseen ja kivien raivaamiseen. Myöhemmin on nostettu uomien vedenpintaa rakentamalla uomiin pohjapatoja. Pohjapatojen rinnalle saatettiin rakentaa sulkujärjestelmiä, joilla laivat pystyivät ohittamaan padot purkamatta lastiaan välillä. Kun laivat ovat kasvaneet, on syväväyliä ruopattu syvemmiksi ja joen mutkia on oikaistu kaivamalla niihin oikaisu-uomia.
Vuodenaikojen vaihtelut tuovat mukanaan erilaiset virtaamat ja jopa tulvia. Tulvahaittojen torjunnassa voidaan uomien herkästi tulvivia osuuksia muokata paremmiksi. Jos vedenkorkeudet ovat olleet suuria, voidaan uoman penkereitä korottaa valleilla. Tulvia ehkäistään myös ruoppaamalla joen pohjaa, oikaisemalla mutkia ja leventämällä uoman kapeikkoja, jotta vesi voisi virrata nopeammin ohi. Esimerkiksi Seinäjoen taajamassa on Seinäjoen alajuoksulle kaivettu seitsemän kilometriä pitkä oikaisu-uoma Kyrönjokeen. Joen yläjuoksulle on saatettu rakentaa tekojärviä, jotka varastoivat osan sulaneen lumen vedestä. Tekojärven vettä käytetään samalla hyödyksi vesihuollossa ja sähköenergian tuotannossa, kun tulvahuippuja tasoitetaan tekojärven juoksutuksella.
Jokien vesiliikenteen merkitys on nykyään vähentynyt. Maalauksessa Elbe 1700-luvulla.
Werran uoman vedenpintaa on korotettu neulapadolla
San Miguelin pohjapato
Weschnitzin uomaa on perattu Etelä-Hessenissä Saksassa
Missourin sivujoen Floydjoen penkereitä on vahvistettu tulvien varalta
Koko joen uoma on vahvistettu betonilla
Reinjoen mutkia on laivaliikenteen tarpeisiin oijottu
Virtavesien ekologia > Luonnontilaiset virtavedet

Virtavesien eri vesistötyyppien ekologiat eroavat toisistaan johtuen pääasiassa uomien fysikaalisista ominaisuuksista. Virtaveden eliöstön toimintamahdollisuudet heikkenevät sitä mukaa, kun veden virtaukset muuttuvat voimakkaimmiksi. Hitaasti virtaavien vesistöjen luontotyypit muistuttavat eniten järvien luontotyyppejä. Näissä ympäristöissä esiintyy usein samoja kala-, hyönteis-, lintu- ja kasvillisuuslajeja kuin järvissä. Kun virtaukset kasvavat, jää kasvilajien valikoimasta pois sellaiset vesikasvit, jotka eivät esimerkiksi pysty kiinnittymään pohjaan tai eivät kestä mekaanista liikettä. Vesihyönteiset kärsivät virran voimakkuudesta, kun vesi irrottaa ne pohjasta ja vie ne mukanaan. Koskissa viihtyvät vain eräät sammalet ja harvat virtapaikkojen kasvilajit. Hyönteiset elävät koskissa usein kivien alla ja nopeasti uivat kalat väijyvät suojassa kivien takana ohi kulkeutuvaa ravintoa. Lyhyiden virtavesien ravintoketjusta puuttuu lähes kokonaan järville tyypillinen veden ravintoaineita hyödyntävä plankton. Sitä esiintyy kuitenkin pitkissä joissa, jossa sillä on aikaa lisääntyä matkallaan alajuoksulle päin, ja hitaasti virtaavissa joissa, jossa olosuhteet muistuttavat järviä. Virtavesien rajoitukset ovat vaikuttaneet siihen, että eräät vaelluskalat ovat sopeutuneet elämään järvissä ja merissä, mutta nousevat virtavesiin lisääntymään. Nämä kalat hyödyntävät virtavesien turvallisempaa elinympäristöä lisääntymisessä, mutta niiden heikon ravintotilanteen vuoksi siirtyvät järviin ja meriin kasvamaan aikuiseksi. Virtaveden pitkän uoman eri kohdissa on erilaisia luontotyyppejä ja luonnontilaisia virtavesiä voidaan siten pitää ekologisesti monipuolisina elinympäristöinä.
Virtavedet vaikuttavat lähialueidensa luontoon jopa noin 50 metrin etäisyydelle rannasta. Niiden vaikutusalueiksi voidaan määritellä vedenpinnan keskimääräisten ylä- ja alakorkeuksien kastelemaa maa-aluetta. Tulva-aikana vesi nousee hetkellisesti kauemmaksi lähiympäristöön, jolloin joen kuljettama liete laskeutuu tulva-alueella maahan lannoittaen tulvavyöhykkeen kasvillisuutta. Veden mukana maahan imeytyy myös vesiliukoisia ravinteita kasvillisuuden käyttöön. Virtaveden meanderointi sekä kuluttaa rantoja että kasaa uutta rantaa, jolloin virtavesi saattaa lähiympäristönsä maaperän vaiheittaiseen muutostilaan. Virtavesien vaikutusalueiden homogeeniset luontotyypit tarjoavat ekologisen käytävän lukuisille lajeille niiden levittäytyessä pirstoutuneessa ympäristössä uusille elinalueille. Nämä ekologiset käytävät ovat merkittävä etu, kun luonto pyrkii säilyttämään biodiversiteettiään käynnissä olevan ja tulevaisuudessa kiihtyvän joukkosukupuuton aikana. Virtavesien lämpötila seuraa pienellä viipeellä ilman lämpötilan muutoksia. Uomien ympäristössä viihtyvät monet lehtipuulajit, jotka varjostavat virtaveden rantoja ja virtavettä. Yhdessä haihtuvan vesihöyryn kanssa varjostus luo uoman ympäristöön pienen mikroilmaston, jonka hieman matalampi lämpötila parantaa hapen ja hiilidioksiidin liukoisuutta veteen. Lauhkeilla ilmastovyöhykkeillä virtavedet jäätyvät talvella vain osittain, ja ne säilyttävät siksi hapekkuutensa järviä paremmin.
Virtavesien ekologia > Virtavesien kehityksen kliimaksi

Virtavesiä on nuoria, vanhoja ja ikivanhoja. Nuoret virtavedet eivät ole vielä kuluttaneet uomaansa ja niiden epätasaiset osuudet tekevät niiden luontotyypeistä vaihtelevia. Suomessa virtavedet ovat alle 10 000 vuotta vanhoina geologisesti nuoria. Kun eroosio kuluttaa ja tasoittaa uomien korkeuseroja, muuttuvat virtavesien vaikutusalueiden luonne homogeenisiksi ja niiden luontotyyppien eroavaisuudet tasoittuvat. Ikivanhat joet ovat kuluttaneet kallioperään uomansa pohjan syväksi laaksoksi, kuljettanut kallion lietteenä, sorana ja kivinä alajuoksulle päin ja levittänyt sitä juoksun varteen tulvatasangoiksi tai joensuussa suistotasangoiksi. Ikivanhat virtavedet virtaavat tasaisesti ja niiden luontotyypit ovat lähes homogeeniset. Tällaisiksi tulevat kaikki virtavedet aikaa myöten.
Vesivoima ja joen patoaminen

Veden virrassa on liike-energiaa, joka on virtaveden kaltevassa uomassa vapautunutta potentiaalienergiaa. Jo esihistoriallisella ajalla on vesivoimaa käytetty hyödyksi, mutta virtavesiin vaikuttanutta vesivoimaa on rakennettu keskialalta alkaen ja hankkeet ovat kasvaneet suuriin mittasuhteisiin vasta 1800-luvun lopulta alkaen. Silloin tarvittiin vesivoimaa tuottamaan sähkögeneraattoreilla sähköenergiaa, jota oli helppo siirtää tuotantopaikaltaan kulutuskohteisiinsa sähköjohdon ja myöhemmin sähköverkon välityksellä. Kehittyneiden maiden käytettävissä olleesta vesivoimapotentiaalista on jo lähes kaikki otettu käyttöön. Sen sijaan kehittyviin maihin rakennetaan uutta vesivoimaa, joka tulee kasvamaan merkittävästi seuraavien vuosikymmenten aikana. Sen lisäämiseen kanntustaa maapallon kasvavan väestön energiatarpeen tyydyttäminen ja ilmastokriisin käynnistämän fossiilisten polttoaineiden korvaminen energiantuotannossa.
Vesivoiman rakentamisesta on joitakin haittavaikutuksia. Vesivoimalan rakentamisen yhteydessä joudutaan siirtämään joen uomaa väliaikaisilla padoillasia tulevan voimalan rakennustyömaan alta. Tulevan patoaltaan alle jäävät asutusalueet puretaan ja niiden väestö siirretään muualle. Patoaltaan patorakennelmat valmistetaan toisinaan suuresta määrästä betonia, joka tuottaa kovettuessaan mittavia hiilidioksidipäästöjä. Ekologisempi ratkaisu on rakentaa saatavilla olevasta materiaalista maapatoja. Kun patoallas vihdoin täytetään, liukenevat maaperässä olevat haitta-aineet ja myrkyt jokiveteen ja kulkeutuvat kohonneina pitoisuuksina joen alajuoksulle.
Kaikki vesivoima on uusiutuvan energian tuottamista, jossa sen tuottamisesta syntyvät ympäristöpäästöt ovat erittäin pienet. Monien virtavesien voimaloiden patoaltaat muodostavat laajoja tekojärviä, joiden vettä käytetään usein yhdyskuntien vesihuollossa ja maataloudessa kasteluvetenä. Lisäksi tekojärven vettä voidaan säännöstellä niin, ettei joen tulvat enää vaivaa alajuoksun asutuskeskuksia ja maataloutta. Lisäksi patoallas voi muodostua sellaisille alueille, jossa ei ole ennestään järviä. Padon haittapuolena on kuitenkin aiemman joen ekosysteemin muuttuminen järvien ekosysteemiksi. Altaan järvimäistä ekosysteemiä rasittaa vedenpinnan korkeuden suuret muutokset ja rantaviivan alituinen siirtyminen. Alajuoksulla tapahtuvat tulvat vähenevät eivätkä ne enää lannoita joen lähiympäristöä entiseen tapaan. Samalla, kun kalojen liikkuminen ylä- ja alajuoksun välillä estyy, loppuu yleensä myös ihmisten liikenne joella. Vain harvalla voimalaitoksella on sulkujärjestelmiä tai laivahissejä, joita käyttäen veneet tai rahtilaivat voivat ohittaa padon. Eräät joet kuljettavat suurta lietekuormaa veden mukana. Patoamisen jälkeen lietteet laskeutuvat patoaltaaseen ja ne tulevat aikanaan täyttämään altaan ellei lietettä poisteta säännöllisesti.
Sen lisäksi, että suurten patoaltaiden vaatimat suuret padot ovat kalliita rakentaa, ne on käyttöaikansa elinkaaren loppupäässä lopuksi purettava. Mikäli pato ennen sitä murtuu, voivat onnettomuuden vahinkojen kustannukset olla inhimillisesti, kulttuurillisesti ja taloudellisesti suuret.
Virtavesien tutkimus > Virtavesien hydrologisia tutkimuksia

Niilin, Eufratin ja Tigrisin uoman vesiä ohjailtiin hyvin varhain. Niilin vettä käytettiin viljelymaiden kastelussa ja sitä nostettiin uomaan rakennetuilla padoilla noin 4000 eaa. Mesopotamiassa jokien tulvia vastaan rakennettiin tulvavalleja, joilla suojattiin rantojen asutusta. Ensimmäisellä vuosisadalla eaa. elänyt arkkitehti, insinööri ja kirjailija Vitruvius esitti varhaisimman säilyneen selityksen vedenkierrosta, jolla hän selitti esimerkiksi jokien jatkuvan virtaamisen.
Aivan uutta tietoa virtavesistä saatiin vasta 1600-luvulla. Alan pioneereja olivat muun muassa Pierre Perrault (noin 1608–1680, Ranska), Edme Mariotte (noin 1620–1684, Ranska) ja Edmond Halley (1656–1742, Englanti). Perrault tutki Seineä ja määritti alueen sademäärää, joen purkautumaa ja joen valuma-alueen pinta-alan. Näiden tietojen avulla hän osoitti Seinen virtaamien ja valuma-alueelle satamisen välisen yhteyden. Marionette, joka myös tutki Seineä, yhdisti tiedot virtanopeudesta ja uoman poikkileikkauksesta valuma-alueen pinta-alaan, ja sai laskettua Seinen virtaaman.
Tieteen edistyessä ja mittaustaitojen kasvaessa 1700-luvulla kehitettiin uusia tapoja määrittää jokien virtaamia. Daniel Bernoulli tai Hans Christian Ørsted kehitti pietsometrin, jolla mitattiin paine-eroja, ja Henri Pitot esitteli Pitot-putken, jolla voitiin mitata paikallisia virtaamia. Insinööri Reinhard Woltmann esitteli 1790 siivikon eli potkurin kaltaisen laitteen toimintaan perustuvan virtausnopeuden mittausmenetelmän.
Myöhemmin, 1950-luvulta asti, hydrologiaa on lähestytty enemmän teoreettiselta näkökannalta, kun kehittyneet mittaustavat ja laajalta alueelta saatuja mittausarvoja sovitettiin vedenkiertomalleihin. Uusin tekniikka hyödyntää paikkatietojärjestelmiä (GIS) ja sen tarjoamia lisäarvoja. Laserkeilauksella voidaan pienellä vaivalla kerätä runsaasti tietoa valuma-alueen pinnanmuodoista, jolloin voidaan määrittää esimerkiksi valuma-alueen muoto ja kallistukset.
Virtavesien tutkimus > Virtavesien hydrologian alkuaskeleet Suomen alueella

Suomessa kauppias Olof Ahlbom merkitsi muistiin Tornionjoen jäidenlähtöjä vuodesta 1693 alkaen. Myös muiden jokien jäidenlähtöä alettiin kirjaamaan muistiin 1700-luvulta lähtien. Aikasarjat eivät ole aina yhteneviä, sillä esimerkiksi Kyrönjoella niitä on merkitty vuodesta 1739 vuoteen 1817, mutta silloin alkanut tauko jatkui vuoteen 1910 asti. Meteorologinen Keskuslaitos aloitti säähavainnot 1840-luvulla ja esimerkiksi sademääriä havaittiin vuonna 1908 noin 70 paikkakunnalla.
Woltmannin siivikkoa käytettiin Suomessa varhain ja sitä käytetään edelleen hieman muunneltuna. Siihen perustuvaa ”hydrometristä flygeliä” on käytetty ensimmäisen kerran vuonna 1862, kun G. H. Öhmann määritti Rokkalanjoella Patakosken vesimäärää.
Vuosi 1898 oli jo runsassateinen ja mutta seuraavan vuoden sademäärät aiheuttivat ennen kuulumattoman suurtulvan vesireittien suurimmissa järvissä. Senaatti nimitti vuonna 1900 komitean pohtimaan syitä tulvalle ja se päätyi siihen, että tulva johtui yksinomaan luonnon oikullisuudesta. Sen mietintö johti tapahtumaketjuun, jonka päätteeksi perustettiin Hydrograafinen toimisto vuonna 1907. Toimiston tehtäväksi tuli järjestää hydrografisia tutkimuksia tieteelliseltä pohjalta, jotka se aloitti seuraavana vuonna.
Hydrologisella toimistolla oli vuonna 1920 vedenkorkeuden mittauspisteitä 374 ja kymmenessä vuodessa niitä tuli 63 lisää. Meteorologisella Keskuslaitoksella oli vuodesta 1922 alkaen lumen vesimäärien tutkimuspaikkoja ja Hydrologinen toimisto perusti niitä lisää 1935 alkaen. Vesistöjen lämpötilaluotaukset, pohjaveden korkeusmittaukset ja vesistöjen haihduntamittaukset käynnistyivät 1950-luvulla. Pohjaveden havainnointi oli aluksi kuitenkin viitteellistä, mutta 1970-luvulla sitä alettiin tutkia laajemmin. Käsin tehdyistä mittaamisista alettiin hiljalleen luopua 2000-luvulle tultaessa ja sen korvannut mittaamisen automatisoiminen on edelleen käynnissä.
Huomioita

↑  Kappale on käännös englanninkielisen wikipedian artikkelista en:Stream sen johdannosta ja kappaleesta ”Sources”.
↑  Kappale on käännös ruotsinkielisen wikipedian artikkelista sv:Vattendrag kohdasta ”Ekologi”.
1 2 3 4  Kappale on käännös englanninkielisen wikipedian artikkeli en:Hydrology kappaleesta ”History”.