الهيدرولوجيا هي الدراسة العلمية لحركة المياه وتوزيعها وجودتها على الأرض والكواكب الأخرى، بما في ذلك دورة المياه والموارد المائية واستدامة مستجمعات المياه البيئية. يدرس عالم الهيدرولوجيا الخصائص الفيزيائية للمياه، وسلوكها في الطبيعة، وكيفية استخدام المجتمع لها وتأثيره.
الماء مركب فريد وضروري لجميع أشكال الحياة. حوالي 71% من سطح الأرض مغطى بالمياه، معظمها في المحيطات والمسطحات المائية الكبيرة الأخرى. 2.5% فقط من هذه المياه عذبة، والباقي مالح. معظم هذه المياه العذبة متجمدة في الأنهار الجليدية والقمم الجليدية القطبية أو تقع على عمق كبير تحت الأرض بحيث لا يمكن استخراجها بتكلفة معقولة.
تصف دورة المياه، المعروفة أيضًا باسم الدورة الهيدرولوجية، الحركة المستمرة للمياه على سطح الأرض وفوقه وتحته. توضح الدورة كيفية تغير حالة الماء بين السائل والبخار والجليد في أماكن مختلفة في دورة المياه، بما في ذلك عمليات مثل التبخر والتكثيف والترسيب والتسلل والجريان السطحي والتدفق تحت السطح.
التبخر هو عملية تحول الماء من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية. يحدث هذا بشكل رئيسي في المحيطات والأنهار والبحيرات والتربة. تعمل طاقة الشمس على تسخين الماء، مما يتيح للجزيئات التحرك بسرعة كافية للهروب على شكل بخار إلى الهواء.
في حالة التكثيف، يبرد بخار الماء الموجود في الهواء ويتحول مرة أخرى إلى سائل، مكونًا السحب. هذه العملية هي عكس التبخر.
يحدث الهطول عندما يتكثف الكثير من الماء بحيث لا يستطيع الهواء الاحتفاظ به بعد الآن. يتساقط الماء من السحب على شكل مطر، أو ثلج، أو برد، أو برد.
بعد هطول الأمطار، يتسرب بعض الماء إلى الأرض. التسلل هو العملية التي يدخل من خلالها الماء الموجود على سطح الأرض إلى التربة.
الجريان السطحي هو حركة المياه، عادة من هطول الأمطار، عبر سطح الأرض نحو الجداول والأنهار والبحيرات، وفي نهاية المطاف إلى المحيط. يمكن أن يسبب الجريان السطحي التآكل ونقل العناصر الغذائية والرواسب والملوثات.
بعض المياه التي تتسرب ستبقى في التربة وتتحرك كتدفق تحت السطح. يمكن أن تظهر هذه المياه مرة أخرى في الينابيع أو تساهم في التدفق الأساسي للأنهار.
توجد المياه العذبة في الأنهار الجليدية والقلنسوات الجليدية والأنهار والبحيرات والتربة وطبقات المياه الجوفية والغلاف الجوي. على الرغم من كونه موردًا متجددًا، إلا أنه موزع بشكل غير متساوٍ عبر مناطق مختلفة، مما يؤدي إلى وفرته في بعض المناطق وندرته في مناطق أخرى.
تتضمن الإدارة الفعالة للمياه تخطيط الموارد المائية وتطويرها وتوزيعها وتحسينها لتلبية احتياجات المجتمع مع حماية البيئة. ويشمل ممارسات الري والحفاظ على المياه ومكافحة التلوث وبناء البنية التحتية مثل السدود والخزانات لإمدادات المياه والسيطرة على الفيضانات.
تعمل الأنشطة البشرية مثل الزراعة والصناعة والتحضر على تغيير التدفق الطبيعي للمياه، مما يؤثر على توزيعها وجودتها وتوافرها. يمكن أن يؤدي التلوث إلى تلويث مصادر المياه، مما يجعلها غير آمنة أو غير صالحة للاستخدام. تؤدي إزالة الغابات والتوسع الحضري إلى زيادة جريان المياه، مما يقلل من تسرب المياه الجوفية وتغذيتها، مما قد يؤدي إلى تآكل التربة وانخفاض جودة المياه.
تلعب الهيدرولوجيا دورًا حاسمًا في فهم وإدارة موارد المياه على الأرض. ومن خلال دراسة حركة المياه وتوزيعها وجودتها، يمكن للبشرية أن تستعد بشكل أفضل لمستقبلها، مما يضمن إمدادات المياه المستدامة لجميع أشكال الحياة. إن فهم الهيدرولوجيا واحترام المبادئ التي تحكم المياه أمر أساسي لإدارة هذا المورد الذي لا غنى عنه بفعالية.
