هیدرولوژی مطالعه علمی حرکت، توزیع و کیفیت آب در زمین و سایر سیارات از جمله چرخه آب، منابع آب و پایداری حوزه آبخیز محیطی است. یک هیدرولوژیست خواص فیزیکی آب، رفتار آن در طبیعت و نحوه استفاده و تاثیر جامعه بر آن را مطالعه می کند.
آب یک ترکیب منحصر به فرد است که برای همه اشکال حیات ضروری است. حدود 71 درصد از سطح زمین را آب پوشانده است که عمدتاً در اقیانوس ها و دیگر توده های آبی بزرگ است. تنها 2.5 درصد از این آب شیرین و بقیه شور است. از این آب شیرین، اکثریت آن در یخچال‌های طبیعی و کلاهک‌های یخی قطبی منجمد می‌شود یا آنقدر عمیق در زیر زمین قرار دارد که نمی‌توان با هزینه‌ای مقرون به صرفه استخراج کرد.
چرخه آب که به عنوان چرخه هیدرولوژیکی نیز شناخته می شود، حرکت مداوم آب در، بالا و زیر سطح زمین را توصیف می کند. این چرخه نحوه تغییر حالت آب بین مایع، بخار و یخ را در مکان‌های مختلف چرخه آب نشان می‌دهد که شامل فرآیندهایی مانند تبخیر، تراکم، بارش، نفوذ، رواناب و جریان زیرسطحی است.
تبخیر فرآیند تبدیل آب از حالت مایع به گاز است. این عمدتا در اقیانوس ها، رودخانه ها، دریاچه ها و خاک رخ می دهد. انرژی خورشید آب را گرم می کند و مولکول ها را قادر می سازد به اندازه کافی سریع حرکت کنند تا به عنوان بخار به هوا فرار کنند.
در تراکم، بخار آب موجود در هوا سرد می شود و دوباره به مایع تبدیل می شود و ابرها را تشکیل می دهد. این فرآیند برعکس تبخیر است.
بارش زمانی اتفاق می افتد که آب زیادی متراکم شود که هوا دیگر نتواند آن را نگه دارد. آب از ابرها به صورت باران، برف، برف و تگرگ می ریزد.
پس از بارش، مقداری از آب به داخل زمین نفوذ می کند. نفوذ فرآیندی است که طی آن آب روی سطح زمین وارد خاک می شود.
رواناب عبارت است از حرکت آب، معمولاً از بارندگی، در سراسر سطح زمین به سمت نهرها، رودخانه ها، دریاچه ها و در نهایت به اقیانوس. رواناب می تواند باعث فرسایش و انتقال مواد مغذی، رسوبات و آلاینده ها شود.
مقداری از آبی که نفوذ می کند در خاک باقی می ماند و به صورت جریان زیرسطحی حرکت می کند. این آب می تواند دوباره در چشمه ها ظاهر شود یا به جریان پایه رودخانه ها کمک کند.
آب شیرین در یخچال ها، کلاهک های یخی، رودخانه ها، دریاچه ها، خاک، سفره های زیرزمینی و جو یافت می شود. علیرغم اینکه یک منبع تجدیدپذیر است، به طور نابرابر در مناطق مختلف توزیع شده است که منجر به فراوانی در برخی مناطق و کمبود در مناطق دیگر می شود.
مدیریت موثر آب شامل برنامه ریزی، توسعه، توزیع و بهینه سازی منابع آب برای رفع نیازهای جامعه و در عین حال حفاظت از محیط زیست است. این شامل شیوه های آبیاری، حفاظت از آب، کنترل آلودگی و ساخت زیرساخت هایی مانند سدها و مخازن برای تامین آب و کنترل سیل است.
فعالیت های انسانی مانند کشاورزی، صنعت و شهرنشینی جریان طبیعی آب را تغییر می دهد و بر توزیع، کیفیت و در دسترس بودن آن تأثیر می گذارد. آلودگی می تواند منابع آب را آلوده کرده و آنها را ناایمن یا غیرقابل استفاده کند. جنگل زدایی و شهرنشینی باعث افزایش رواناب، کاهش نفوذ و تغذیه آب زیرزمینی می شود که به طور بالقوه منجر به فرسایش و کاهش کیفیت آب می شود.
هیدرولوژی نقش مهمی در درک و مدیریت منابع آبی زمین دارد. با مطالعه حرکت، توزیع و کیفیت آب، بشریت می تواند بهتر برای آینده خود آماده شود و تامین آب پایدار برای همه اشکال زندگی را تضمین کند. درک هیدرولوژی و احترام به اصول حاکم بر آب برای مدیریت موثر این منبع ضروری ضروری است.
