Hydrologie ist die wissenschaftliche Untersuchung der Bewegung, Verteilung und Qualität von Wasser auf der Erde und anderen Planeten, einschließlich des Wasserkreislaufs, der Wasserressourcen und der ökologischen Nachhaltigkeit von Wassereinzugsgebieten. Ein Hydrologe untersucht die physikalischen Eigenschaften von Wasser, sein Verhalten in der Natur und wie die Gesellschaft es nutzt und beeinflusst.
Wasser ist eine einzigartige Verbindung, die für alle Lebensformen unverzichtbar ist. Etwa 71 % der Erdoberfläche sind mit Wasser bedeckt, hauptsächlich in Form von Ozeanen und anderen großen Gewässern. Nur 2,5 % dieses Wassers sind Süßwasser, der Rest ist Salzwasser. Der Großteil dieses Süßwassers ist in Gletschern und Polkappen gefroren oder liegt zu tief unter der Erde, um es zu erschwinglichen Kosten fördern zu können.
Der Wasserkreislauf, auch hydrologischer Kreislauf genannt, beschreibt die kontinuierliche Bewegung von Wasser auf, über und unter der Erdoberfläche. Der Kreislauf veranschaulicht, wie Wasser an verschiedenen Stellen im Wasserkreislauf seinen Zustand zwischen Flüssigkeit, Dampf und Eis ändert. Dabei werden Prozesse wie Verdunstung, Kondensation, Niederschlag, Infiltration, Abfluss und unterirdische Strömung berücksichtigt.
Verdunstung ist der Prozess, bei dem Wasser von einer flüssigen in eine gasförmige Form übergeht. Dies geschieht hauptsächlich in Ozeanen, Flüssen, Seen und im Boden. Die Energie der Sonne erhitzt Wasser und ermöglicht es den Molekülen, sich schnell genug zu bewegen, um als Dampf in die Luft zu entweichen.
Bei der Kondensation kühlt sich der Wasserdampf in der Luft ab und wird wieder flüssig, wodurch Wolken entstehen. Dieser Prozess ist das Gegenteil der Verdunstung.
Niederschlag entsteht, wenn so viel Wasser kondensiert, dass die Luft es nicht mehr halten kann. Wasser fällt in Form von Regen, Schnee, Graupel oder Hagel aus den Wolken.
Nach einem Niederschlag versickert ein Teil des Wassers im Boden. Unter Infiltration versteht man den Vorgang, bei dem Wasser an der Erdoberfläche in den Boden eindringt.
Abfluss ist die Bewegung von Wasser, normalerweise Niederschlag, über die Landoberfläche zu Bächen, Flüssen, Seen und schließlich zum Meer. Abfluss kann Erosion verursachen und Nährstoffe, Sedimente und Schadstoffe transportieren.
Ein Teil des eindringenden Wassers verbleibt im Boden und fließt als unterirdische Strömung weiter. Dieses Wasser kann in Quellen wieder auftauchen oder zur Grundströmung von Flüssen beitragen.
Süßwasser findet sich in Gletschern, Eiskappen, Flüssen, Seen, im Boden, in Grundwasserleitern und in der Atmosphäre. Obwohl es eine erneuerbare Ressource ist, ist es ungleichmäßig über verschiedene Regionen verteilt, was in einigen Gebieten zu Überfluss und in anderen zu Mangel führt.
Effektives Wassermanagement umfasst die Planung, Entwicklung, Verteilung und Optimierung von Wasserressourcen, um den Bedarf der Gesellschaft zu decken und gleichzeitig die Umwelt zu schützen. Es umfasst Bewässerungspraktiken, Wasserschutz, Schadstoffbekämpfung und den Bau von Infrastruktur wie Dämmen und Stauseen zur Wasserversorgung und zum Hochwasserschutz.
Menschliche Aktivitäten wie Landwirtschaft, Industrie und Urbanisierung verändern den natürlichen Wasserfluss und beeinflussen seine Verteilung, Qualität und Verfügbarkeit. Verschmutzung kann Wasserquellen verunreinigen und sie unsicher oder unbrauchbar machen. Abholzung und Urbanisierung erhöhen den Abfluss, verringern die Infiltration und Grundwasserneubildung, was möglicherweise zu Erosion und einer Verschlechterung der Wasserqualität führt.
Die Hydrologie spielt eine entscheidende Rolle beim Verständnis und der Verwaltung der Wasserressourcen der Erde. Durch das Studium der Bewegung, Verteilung und Qualität des Wassers kann sich die Menschheit besser auf ihre Zukunft vorbereiten und eine nachhaltige Wasserversorgung für alle Lebensformen sicherstellen. Das Verständnis der Hydrologie und die Einhaltung der Wassergrundsätze sind grundlegend für die effektive Verwaltung dieser unverzichtbaren Ressource.
