هیدرولوژی چیست؟

بر اساس آخرین مطالعات تا كنون ۵ میلیارد سال از عمر زمین می گذرد و شواهد مشان می دهد كه آب از همان ابتدای تشكیل كره زمین نقش مهمی در تحول و قابل سكونت كردن آن به عنوان تنها سیاره قابل زیست داشته است . با تشكیل اقیانوسها و در یاها و تشگیل بخار از روی آنها و ایجاد ابر و بارندگی و به طور كلی گردش آب در طبیعت و جاری شدن آب در رودخانه ها و بازگشت مجدد آن به طروق مختلف به اقیانوسها ، ابتدا زندگی اولیه با گیاهان و جانداران پست آغاز شد و سپس گیاهان و حیوانات عالی به وجود آمدند.
پوسته زمین كه از سنگهای آذرین سرد شده تشكیل شده بود در اثر تماس با هوا و جو تحت تأ ثیر پدیده هوازدگی قرار گرفت و تغییرات همزمان آب ، دما و یخبندان باعث تكه تكه شدن سنگها شده وجاری شدن آبها آنها را جابه جا كرده و دشتهای وسیعی را كه دارای پوشش خاك بودند به وجود آوردند . این پوشش خاكی همراه با آب قابل دسترس در طبیعت محیط مناسبی را برای رشد گیاهان فراهم شد و محیط مناسب برای زندگی بشر آماده و مهیا گردید . انسانهای نخستین از آب تنها برای شرب استفاده می كردند بتدریج با پیشرفت تمدن و گذشت زمان از آن برای گردش آسیابها ، كشاورزی و حمل و نقل نیز استفاده كرد.
همزمان با پیشرفت تمدنها استفاده از آب نیز شكل تازه ای به خود گرفت به طوری كه در بسیاری از زمینه ها ، از كشاورزی گرفته تا صنعت و از همه مهمتر تولید انرژی از آب استفاده می شود و امروزه دسترسی به آب كافی و با كیفیت مناسب در زمان و مكان مناسب مد نظر می باشد و هرگونه كمبود آب را مانعی در جهت توسعه پایدار می داند به همین دلیل هرساله سرمایه های زیادی برای توسعه منابع آب و طرحهای مرتبط با آن مثل سدسازی و احداث شبكه های آبیاری و زهكشی ، آبخیز داری ، مهار سیل و تغذیه آبهای زیر زمینی انجام می دهند .
● سیكل (چرخهٔ) هیدرولوژی
گردش آب درطبیعت كه به آن سیكل هیدرولوژی یا چرخهٔ آب گفته می شود، عبارت است از حركت وجابجائی آب درقسمتهای مختلف كره زمین. این سیكل یك چرخش ساده نیست بلكه مجموعه ای از حركات وچرخشهای مختلف تحت تأثیر نیروی متفاوتی از جمله نیروی جاذبه ، نیروی ثقل، تغییرات فشار وانرژی خورشیدی می باشد.این چرخش درسه بخش مختلف كره زمین یعنی اتمسفر(هواسپهر) یاچون هیدروسفر یا آب سپهر، لیتوسفریا سنگ سپهر صورت می گیرد. آب درداخل وبین این سرلایه درلایه ای به ضخامت ۱۶ كیلومتر صورت می گیرد كه ۱۵كیلومترآن دراتمسفر وتنها ۱ كیلومترآن درداخل لیتوسفر قراردارد.
سیكل هیدرولوژی درواقع یك سیكل بدون ابتدا وانتها می باشد. بدین ترتیب كه آب ازسطح دریاها وخشكیها تبخیر شده وارد اتمسفر می گردد وسپس دوباره بخارآب واردشده به جو طی فرآیندهای گوناگون به صورت نزولات جوی یا برسطح زمین ویا بر سطح دریاها واقیانوسها فرو می ریزد. پس نزولات جوی ممكن است با سه حالت روبرو شوند:
۱) قبل از رسیدن به سطح زمین توسط شاخ وبرگ گیاهان گرفته می شوند.(برگاب،باران گیرش)
۲) درسطح زمین جاری می شوند.(رواناب)
۳) درخاك نفوذ می كنند.
مقداری از آب كه در داخل خاك نفوذ می كند یا براثر تبخیر به هوا برمی گردد یا وارد منابع آب زیر زمینی می شود كه سرانجام از طریق چشمه ها ویا تراوش به داخل رودخانه ها مجدداً در سطح زمین ظاهر می گردد. درتمام این موارد آب با تبخیر وبازگشت مجدد به اتمسفر سیكل هیدرولوژییا گردش آب در طبیعت را تكمیل می كند .عناصر مهم گردش آب در طبیعت را بارندگی P) -( رواناب(R)-تبخیر(E) -تعرق(T) -نفوذ(I) -وجریانهای زیرزمینی(G) تشكیل می دهند
▪ بارندگی: PRECIPITATION
بارندگی مقدار آبی است كه از سطح خشكی ها ودریاها تبخیر می شود ودرداخل جو بطور موقت بصورت بخار ذخیره میگردد. این بخار آب موجود درجو طی فرآیندهای فیزیكی مختلف متراكم (CONDENSATION) می شود وبه شكل ابر در می آیدكه پس از اشباع شدن ، قطرات آب با ذرات یخ تشكیل شده بصورت برف ، باران، تگرگ وغیره كه جمعاً نزولات جوی یا بارندگی گفته می شوند دوباره به زمین برمی گردند. بارندگی پدیده ای است كه انسان كمتر در آن می تواند دخل وتصرف كند.
▪ تبخیر:EVAPORATION
تبخیر پدیده ای است كه از هرگونه سطح مرطوب مانند سطوح آزاد آب یا سطح مرطوب خاك وگیاه صورت می گیرد. طی این فرآیند آب مایع به بخار تبدیل می شود ومجدداً آب به جو زمین برمی. از عوامل مؤثر براین فرآیند می توان به دمای هوا، سرعت باد، تابش خورشید اشاره كرد كه هرچه میزان آن بیشتر باشد سرعت تبخیر نیز بیشتر است.
● اهمیت آب در ایران :
ایران با توجه به موقعیت خاص جغرافیایی كه در بین مدار ۲۵تا۴۰ درجه عرض شمالی و ۴۴تا ۶۴ درجه طول شرقی واقع شده است از مناطق خشك جهان به شمار میرود زیرا میزان متوسط بارندگی سالانه آن كمتر از یك سوم متوسط بارندگی كره زمین (۸۶۰) می باشد . این مقدار بارندگی هم در سطح كشور به طور یكنواخت توزیع نشده است به علت كمبود میزان بارندگی به جز نواحی شمالی و شمال غرب و تا حدودی غرب كشور رود خانه های دائمی كم تر وجود دارد . در سطح كشور مناطقی وجود دارد كه نه تنها با كمبود آب سطحی مواجه هستند بلكه آب زیر زمینی آنها هم شور است.البته این كمبود آب در كشور ما مربوط به عصر حاضر نبوده بلكه در گذشته نیز مردم با كمبود آب مواجه بوده اند وجود سدها و بندهای تاریخی كشور دلیلی بر این ادعاست .اما از آنجایی كه در گذشته سطح توقع مردم به علت پایین بودن شرایط زندگی كم بوده است ، قرنها بطور هماهنگ از منابع آب و خاك استفاده كرده اند و آب مورد نیاز را از طروق مختلف به دست آورده اند و مسئله كمبود آن مطرح نبوده و مسئله اصلی روش های بهره برداری از آن بوده است . اما در عصر حاضر از یك طرف كمبود آب قابل استفاده و از طرف دیگر افزایش رشد جمعیت و مصرف آب و از همه مهمتر بالا رفتن سطح زندگی و ماشینی و صنعتی شدن و رشد تكنولوژی مسئله نیاز به آب و كمبود آن رابیش از پیش مطر ح می سازد :
▪ مسائل شناخت آبهای سطحی :
برای جلوگیری از هدر رفتن آبهای سطحی و خسارات ناشی از آنها دو كار زیر بنایی عبارت است از :
۱) تأ‌مین نیروی انسانی
۲) تأسیس ایستگاههای اندازه گیری آب و آمار برداری مرتب از آنها
امروزه هیچ طرح عمرانی و زیر بنایی بدون استفاده از آمار در زمینه های مختلف امكان پذیر نمی باشد . لذا آمار مورد استفاده باید دقیق و دارای قابلیت اعتماد باشد و همچجنین تعداد سالهای آماری نیز زیاد باشد .
ایستگاههای اندازه گیری دبی رو دخانه ها در ایران از سال ۱۳۲۵ تأسیس شده اند اما تعداد آنها كم بوده و طول دوره آماری آنها با توجه به سال تأسیس كوتاه می باشد اما در كشور های پیشرفته طول دوره آماری به بیش از ۱۵۰ سال می رسد . در كشور ما تهداد ایستگاههای كه دارای آمار بیش از ۵۰ سال می باشند بسیا ركم است و تنها شامل ایستگاههایی است كه بر روی رودخانه های جاجرود ، لار و گلپایگانو یكی دو رودخانه دیگر است ، می باشد. امروزه در سطح كشور ایستگاههای اندازه گیری دبی آب زیاد بوده ودر حال گسترش می باشد.
نه تنها تعداد ایستگاهها و طول دوره آماری مهم است بلكه تععن دقیق ایستگاههای هیدرومتری اهمیت زیادی دارد كه حتما باید توسط متخصصان این امر تععن شود .

منبع : سازمان آموزش و پرورش استان خراسان