علم الهيدرولوجيا

تتألف كلمة هيدرولوجيا من الكلمتين اليونانيتين hydros  (ماء), و logus  (علم) وينتمي علم الهيدرولوجيا إلى مجموعة العلوم التي تدرس الهيدروسفير وخصائصه, والعمليات والظواهر الجارية في الهيدروسفير, وارتباطها مع الأتموسفير والليتوسفير والبيوسفير.

يقسم علم الهيدرولوجيا إلى قسمين: هيدرولوجيا البحار, وهيدرولوجيا اليابسة وبقي تعبير هيدرولوجيا ليعبّر عن مفهوم هيدرولوجيا اليابسة تقسم الهيدرولوجيا بحسب المسائل المائية المدروسة على اليابسة فنميز هيدرولوجيا: الأنهار, البحيرات, المستنقعات, بحيرات السدود, والجليديات.

فروع الهيدرولوجيا

إضافة إلى ذلك ظهرت فروع هيدرولوجية بحسب المسائل المدروسة وطرائق البحث وهي كالتالي:

القياسات الهيدرولوجية

يبحث في طرائق مراقبة نظام التجمعات المائية, والتجهيزات المستخدمة في عملية القياس, وأساليب معالجة نتائج القياس.

الهيدروغرافيا

يدخل ضمن مهام الهيدروغرافيا بحث طبيعة التوزع الجغرافي للمياه السطحية, ووصف الأنهار, والتجمعات المائية, وأنظمتها, وتحديد الأهمية الاقتصادية لها, وكذلك تحديد علاقتها مع الظروف الجغرافية.

الحسابات والتنبؤات الهيدرولوجية

وتسمى بالهيدرولوجية الهندسية حيث تهتم بمعالجة طرائق الحسابات, بمختلف المميزات والخصائص الهيدرولوجية الضرورية للاستثمار الأمثل للموارد المائية, أو لتغيير النظام الطبيعي للتجمعات المائية, وكذلك من أجل التخطيط لبناء المنشآت المائية, اعتماداً على تلك المميزات والخصائص.

تشكل المياه الطبيعية أحد أهم عناصر البيئة, ويشكل تجمعها في المحيطات والأنهار والتجمعات المائية فوق اليابسة ما يسمى بالهيدروسفير.

إن تشكل التجمعات المائية وتطورها وتوزعها في منطقة ما والنظام الهيدرولوجي فيها مرتبط بالمناطق الجغرافية, وبالتضاريس والبنية الجيولوجية.

فعند دراسة العلاقة بين التجمعات المائية والوسط المحيط يستخدم المهندس الهيدرولوجي معطيات الطقس والمناخ, والهيدروجيولوجيا والجيولوجيا, وعند دراسة حركة المياه في الأنهار والتجمعات المائية تستخدم القوانين والطرائق الهيدروديناميكية والهيدروليكية, وتستخدم أيضاً الطرائق الحديثة في الحسابات والتنبؤات الهيدرولوجية .

أهم مراحل تطور هيدرولوجيا اليابسة

ارتبطت حياة الإنسان بالمياه في جميع العصور. فاستخدم الإنسان الأنهار مصدراً لمياه الشرب والري وكطريق للانتقال لذلك قام الإنسان منذ القديم بمراقبة مناسيب المياه في الأنهار الكبرى, وحاول شرح العمليات والظواهر الجارية في الأنهار.

من هنا يمكن اعتبار الهيدرولوجيا من أقدم العلوم, لكنها احتاجت إلى عدة آلاف من السنين حتى أخذت هويتها كعلم مستقل, فحتى نهاية القرن التاسع عشر اعتبرت الهيدرولوجيا جزءاً من الجغرافية الطبيعية, وأحيانا ألحقت بالهيدروليك.

لا تتوفر معلومات دقيقة عن الأفكار الهيدرولوجية عند الإنسان القديم, إلا أن بقايا المنشآت المائية في تلك العصور تدل على تقدم كبير نسبياً في مجال الهيدرولوجيا.

لقد حدث انعطاف هام في تاريخ تطور الهيدرولوجيا عند نهاية القرن السابع عشر, عندما قام العالمان الفرنسيان بيير بيرو وآدم ماريوت والعالم الانكليزي ادموند هالي بحساب الجريان والتبخر اعتماداً على قياسات وحسابات الهطول, واستطاعوا لأول مرة تحديد العلاقات كمياً بين العناصر الرئيسية للدورة الهيدرولوجية.

تلك القياسات والحسابات والتجارب التي أجريت منذ حوالي 300 سنة وضعت الأساس المتين لتطور الهيدرولوجيا كما درس العالم الروسي لومونوسوف عام 1760 فيضانات الأنهار وتجمدها.

توزع اليابسة والماء

يشغل المحيط العالمي 361 مليون كيلومتراً مربعاً, أي 71% من مساحة سطح الأرض البالغة 510 مليون كيلومتر مربع. بينما تشغل اليابسة 149 مليون كيلومتر مربع, أو 29% من ساحة سطح الأرض وتبلغ المساحة الكلية للتجمعات المائية فوق اليابسة 3% من مساحتها أما الجليديات فتغطي 10% من مساحة اليابسة.

إن توزع المياه واليابسة غير منتظم على سطح الأرض, فالقسم الأكبر من اليابسة يقع في النصف الشمالي من الكرة الأرضية, حيث تشغل اليابسة 39% من سطحه بينما تشغل اليابسة 19% من مساحة نصف الكرة الجنوبي هذا التوزع الغير منتظم لليابسة والمياه يؤثر بوضوح في حركة الهواء والدورة الهيدرولوجية.