Published in: الجغرافيا

علم الهيدرولوجيا وأهميته في فهم دورة المياه

Author أ. بيان درويش

Published on: 7 أبريل، 2024

أ. بيان درويش

تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

ما هو علم الهيدرولوجيا؟

يعرف علم الهيدرولوجيا بأنه العلم الذي يبحث في حدوث وتشكل المياه، وتوزيعها، ودراسة حركتها في الطبيعة تحت وفوق سطح الأرض، ودراسة العمليات الفيزيائية والكيميائية المرافقة لحركة المياه، والعمليات البيولوجية وتفاعلاتها مع الأوساط المحيطة به، والتي تؤثر في حركة المياه.

كما يبحث علم الهيدرولوجيا في توزع المياه على سطح الأرض، وتغيراتها زمنياً ومكانياً في الغلاف المائي، والغلاف الصخري والحيوي، والذي يعدُّ الخزانات الأساسية للدورة الهيدرولوجية، وقد بني علم الهيدرولوجيا على أسسٍ رياضية، وفيزيائية، وكيميائية، وبيولوجية. ^[1]

ما هي أهداف علم الهيدرولوجيا وعلاقته مع العلوم الأخرى؟

الهدف منه النظرة الشمولية للدورة الهيدرولوجية العامة، وعلاقتها بالأنظمة المناخية، والترب، والغطاء النباتي، ومن أهداف علم الهيدرولوجيا أيضاً فهم الأسس الفيزيائية للعميات الهيدرولوجية، مثل: فهم عملية التبخر، وذوبان الثلوج، وعملية التسرب، وإعادة التوزيع.

أما علاقته مع العلوم الأخرى، فيعتمد علم الهيدرولوجيا في أبحاثه على علوم عديدة، كالفيزياء، والكيمياء، والجيولوجيا، والرياضيات، والإحصاء الاحتمالي، وعندما ينتقل الماء إلى الهواء (الغلاف الجوي) يرتبط علم الهيدرولوجيا بعلومٍ أخرى، كعلم الطقس، والمناخ، والأرصاد الجوية.

أما عندما نتعامل مع المياه السطحية، فنكون بحاجةٍ إلى علومٍ عديدة، كعلم المجاري المائية السطحية، وعلم الثلج والجليد (الجليديات)، وعلم المحيطات، وعندما تتعامل الهيدرولوجيا مع المياه الجوفية تشمل المجالات التالية: علم شكل الأرض (Geomorphology)، علم الزراعة (Agronomy).

وعلى اعتبار أن الماء يتأثر بالنبات والحيوان، فإن علم الهيدرولوجيا، وهو أحد علوم البيولوجيا (Plant Ecology) يمتدُّ إلى العالم النباتي، وعلم نمو وتطور الأشجار، وهو العلم الذي يبحث في نمو وتطور الأشجار، وهو فرعٌ من علم الغابات.

علم الهيدرولوجيا له تطبيقاتٌ عمليةٌ كثيرة في تصميم المنشآت المائية، وتزويد المياه، ومعالجتها، والتخلص من النفايات، والري، والصرف، والطاقة المائية، والتحكم بالفيضانات، والملاحة، والتحكم بالحت والترسيب، وعلم الصيد والأعمال البحرية، وغيرها. ^[2]

ما هي أهمية علم الهيدرولوجيا؟

تكمن أهميتها من خلال الدراسة العلمية لحركة المياه، وتوزيعها، وجودتها على سطح الأرض فوقه وتحته، حيث يستخدم علماء الهيدرولوجيا فهمهم لمعرفة طرق إدارة هذا المورد الحيوي، حيث يعتمد علماء الهيدرولوجيا على فهم وتفسير كيفية تفاعل الماء مع البيئة.

بما في ذلك كيفية انتقاله من سطح الأرض إلى الغلاف الجوي، ومن ثم عودته إلى الأرض، ويمكنهم التنبؤ بالفيضانات، والجفاف، وموعد هطول الأمطار، ومن خلال دراسة الهيدرولوجيا يمكن للعلماء المساعدة في تطوير ممارسات الإدارة المستدامة للمياه، وتحسين أنظمة إمدادات المياه وتوزيعها، وحماية النظم البيئية والمجتمعات البشرية من الآثار السلبية للكوارث المرتبطة بالمياه. ^[2]

ما هي الدورة الهيدرولوجية؟

يمكننا تعريف الدورة الهيدرولوجية (Hydrological cycle) بأنها سلسلة الحوادث التي تصف تاريخ الماء، وتعرف أيضاً بدورة الماء غير المنتهية بين المحيطات، والغلاف الجوي، والأرض، وتشمل هذه الدورة أغلفة الأرض جميعها (الغلاف الجوي، الغلاف البيولوجي، الغلاف المائي، الغلاف الصخري). ^[3]

كيف تتشكل الدورة الهيدرولوجية؟

هي العملية الطبيعة التي تشكل الحركة المستمرة للماء على الأرض، وهي تشمل تبخر الماء من السطح الأرضي، والمحيطات، والبحيرات، والأنهار، والبدء في عملية الغليان ليكون في صورة تبخر، ثم صعود البخار إلى الجو، فيؤدي إلى تكوين السحب، ومن ثم يمطر البخار من السحب إلى الأرض.

ويتساقط فيما بعد ليكون على هيئة أمطار، أو ثلوج، أو ضباب، أو ندى، ويتجمع في التربة أو على سطح الأرض، ويتدفق في طرقٍ مختلفة ليصل إلى الأنهار، والبحيرات، والمحيطات، وبهذا تتحول المياه الجافة إلى المياه الجارية، وتبقى الدورة مستمرة في حركتها دون انقطاع.

علماً أنه ليس للدورة المائية نقطة انطلاق، ولكن المحيطات تعدُّ أفضل مكانٍ لها لتنطلق منها، حيث تعدُّ الشمس المحرك الأساسي لدورة الماء لأنها تقوم بعملية تسخين المياه، وتقوم التيارات الهوائية المتصاعدة بأخذ بخار الماء إلى أعلى داخل الغلاف الجوي، حيث تتسبّب أيضاً درجات الحرارة الباردة في تكثيف بخار الماء، وتحويله إلى سحب فقط. ^[4]

ما هو علم المياه الجوفية؟

هي المياه الموجودة بين طبقات الأرض على مرّ الزمان في المنطقة المُشبعة والمخزونة في مسام وشقوق القشرة الأرضية، حيث تعتبر المياه الجوفية واحدةً من أهمّ مصادر المياه التي يتمّ تخزينها في باطن الأرض، وخصوصاً في المسامات الدقيقة بين الرمال، والأتربة، والفتات الصخري. تعدُّ المياه الجوفية العنصر الخفي في دورة المياه الطبيعية، فهي لا تظهر على سطح الأرض كالأنهار إلا في بعض الأحيان عند تدفقها على شكل ينابيع. ^[5]

ما هي أهمية المياه الجوفية؟

تشكل المياه الجوفية حوالي 30 بالمئة من المياه العذبة المتواجدة على الكرة الأرضية، أما ما تبقى، فهو موزعٌ على النحو الآتي: 69 بالمئة على شكل أشكال جليدية، وجبال ثلجية، وجليديات، و1 بالمئة فقط على شكل أنهار وبحيرات، مما يجعل ثلث استهلاك الإنسان من المياه الجوفية العذبة.

فهي مصدرٌ حيويٌّ للبشرية، حيث توفر مياه الشرب كلياً أو جزئياً، وقد يصل الاستهلاك البشري في بعض المناطق بنسبة 100 بالمئة، وتشكل دوراً رئيسياً في الاقتصاد، والمصدر الأساسي للصناعة، الأغذية، الري وفي مجال الزراعة بشكلٍ كبيرٍ جداً، حيث يعتمد المزارعين على المياه الجوفية بنسبةٍ تقارب 43 بالمئة من كمية المياه المستخدمة.

ولكنها تعتبر مصدراً بديلاً للمياه في حال شحّ مياه الأمطار أو انخفاضٍ في المنسوب السنوي للأمطار، ويعدُّ تحسين جودتها أمراً ضرورياً للممارسات الزراعية المستدامة، والحدّ من التأثير البيئي للزراعة، حيث تعتبر المياه الجوفية عنصراً بيئياً حاسماً في دورة المياه وجودتها، ولها تأثيرٌ مباشرٌ على المياه السطحية والنظم البيئية. ^[6]

 كيف يمكننا الحفاظ على المياه الجوفية؟

توجد العديد من الطرق التي يمكن اتباعها من أجل الحفاظ على جودة ومصادر المياه الجوفية: ^[2]

1- الاهتمام بتحسين الري الزراعي بالطرق المناسبة التي تسمح بتوفير المياه، وتجنُّب التبخر والضياع.

2- استخدام أساليب وتكنولوجيا حديثة من أجل تحلية المياه المالحة.

3- العمل على توفير استخدام المياه الجوفية وتخزينها.

4- العمل على إقامة السدود والخزانات المائية.

5- الاهتمام بالنباتات والأشجار في المناطق الجافة، وتشجيع نمو النبات الأخضر في الأراضي القاحلة الخالية من النباتات والحشائش.