ديد کلي

هيدرولوژي يا آب شناسي از دو کلمه Hydro به معني آب و Logos به معني شناسايي گرفته شده است.آب‌شناسي يا هيدرولوژي يا ئيدرولوژي به معناي وسيع کلمه، علم آب است. هيدرولوژي علمي است که در مورد پيدايش خصوصيات و نحوه توزيع آب در طبيعت بحث مي‌کند ولي عملا واژه هيدرولوژي به شاخه‌اي از جغرافياي فيزيکي اطلاق مي‌شود که گردش آب در طبيعت را مورد بررسي قرار مي‌دهد. انجمن علوم و فنون ايالات متحده تعريف زير را براي هيدرولوژي برگزيده است:
هيدرولوژي علم مطالعه آب کره زمين است و در مورد پيدايش ، چرخش و توزيع آب در طبيعت خصوصيات فيزيکي و شيميايي آب ، واکنش‌هاي آب در محيط و ارتباط آن با موجودات زنده بحث مي‌کند بنابراين ملاحظه مي‌شود که هيدرولوژي در برگيرنده تمامي داستان آب است.

تاريخچه و تکامل آب شناسي

تا جايي که تاريخ نشان مي‌دهد اولين تجارب آب شناسي مربوط به سومريها و مصريها در منطقه خاورميانه است بطوري که قدمت سد سازي روي رودخانه نيل به 4000 سال قبل از ميلاد مسيح مي‌رسد در همين زمان فعاليتهاي مشابهي در چين نيز وجود داشته است. از بدو تاريخ تا حدود 1400 سال بعد ازميلاد مسيح فلاسفه و دانشمندان مختلفي از جمله هومر طالس ، افلاطون ، ارسطو و پلني در مورد سيکل هيدرولوژي انديشه‌هاي گوناگوني ارائه کرده‌اند و کم کم مفاهيم فلسفي هيدرولوژي جاي خود را به مشاهدات علمي دادند.

سير تحولي و رشد

شايد بتوان گفت هيدرولوژي جديد از قرن 17 با اندازه گيريهاي مختلف آغاز شد در اين دوره پرالت ترانست مقدار بارندگي تبخير و صعود موئينه‌اي را در حوضه آبريز رودخانه سن اندازه گيري کند ماريوت با اندازه گيري سرعت و سطح مقطع جريان دبي رودخانه سن را در پاريس اندازه گيري کرد.
در قرن 18 مطالعات تجربي در زمينه‌هاي هيدرولوژي شکوفايي خاصي را پيدا کرد. بر اساس اين مطالعات بود که بسياري از اصول هيدروليکي پايه گذاري گرديد. از آن جمله مي‌توان وسايلي مانند پيزو ستروبرنولي ، لوله پيتر ، جريان سنج ولت من ، لوله بوردا ، و نظريه‌هايي مانند نظريه برنولي ، (فرمول شزي و قوانين دالامبرت را نام برد. از آن زمان به بعد هيدرولوژي از جنبه کيفي به کمي سوق داده شده و اندازه گيري بسياري از پديده‌هاي هيدرولوژي امکان پذير گرديد.
قرن 19 را مي‌توان دوره طلايي هيدرولوژي دانست در اين زمان زمين شناسي نيز به عنوان يک علم تکميل کننده در آبهاي زيرزميني وارد گرديد. قانون دارسي و فرمولهاي دو پوئي- تيم (Dmpmit-Thiem) نمونه‌اي از پيشرفت‌هاي آبهاي زيرزميني همراه با هيدرولوژي مي‌باشد. در زمينه هيدرولوژي آبهاي سطحي نيز بخصوص به هيدرومتري توجه فراواني مبذول گرديد. فرمولهاي فرانسيس در مورد سرريزها ، گانگيه (Gangmillet) کوته (kmtter) و مانينگ (Manning) درباره جريان آب در کانالهاي روباز از جمله اين مواردند.
فعاليتهاي دالتون در زمينه تبخير نيز بسيار حائز نيز بسيار حائز اهميت بود. گرچه قسمت اعظم هيدرولوژي جديد در قرن 19 پايه گذاري شد. ولي تا امروز هنوز هيدرولوژي علمي از تکامل زيادي برخوردار نبود.
در اواخر قرن 19 و بخصوص در 30 سال اول قرن 20 صدها فرمول تجربي پيشنهاد گرديد که مي‌بايست ضرايب و پارامترهاي آنها بر اساس قضاوت و تجربه بدست مي‌آمده و براي حل اين مشکل در بسياري از کشورها موسسات و انيستيتو‌هاي تحقيقي در زمينه هيدرولوژي تاسيس گرديد. در اين دوره دانشمندان زيادي ظهور کردند از جمله مي‌توان در سال 1932 شرمن (Sherman) نظريه روش هيدروگراف واحد براي تخمين رواناب پيشنهاد کرد.
نظريه تيس (Thies) در حل مسائل مربوط به هيدرولوژي چاهها و روش پيشنهادي گامبل (Gammble) در سال 1941 براي تجزيه و تحليل آماري داده‌ها و روشهاي انيشتين (Einstein) را در مطالعات رسوب رودخانه‌ها نام برد. و از سال 1650 به بعد روشهاي نظري در هيدرولوژي بسيار معمولي گرديد بطوري که اکثر فرمولها و روشهاي تجربي در قالب رياضي در رد تجزيه و تحليل قرار گرفت.

هيدرولو‍‍‍‍‍ژي

بر اساس آخرين مطالعات تا کنون 5 ميليارد سال از عمر زمين مي گذرد و شواهد مشان مي دهد که آب از همان ابتداي تشکيل کره زمين نقش مهمي در تحول و قابل سکونت کردن آن به عنوان تنها سياره قابل زيست داشته است . با تشکيل اقيانوسها و در ياها و تشگيل بخار از روي آنها و ايجاد ابر و بارندگي و به طور کلي گردش آب در طبيعت و جاري شدن آب در رودخانه ها و بازگشت مجدد آن به طروق مختلف به اقيانوسها ، ابتدا زندگي اوليه با گياهان و جانداران پست آغاز شد و سپس گياهان و حيوانات عالي به وجود آمدند.
پوسته زمين که از سنگهاي آذرين سرد شده تشکيل شده بود در اثر تماس با هوا و جو تحت تأ ثير پديده هوازدگي قرار گرفت و تغييرات همزمان آب ، دما و يخبندان باعث تکه تکه شدن سنگها شده وجاري شدن آبها آنها را جابه جا کرده و دشتهاي وسيعي را که داراي پوشش خاک بودند به وجود آوردند . اين پوشش خاکي همراه با آب قابل دسترس در طبيعت محيط مناسبي را براي رشد گياهان فراهم شد و محيط مناسب براي زندگي بشر آماده و مهيا گرديد . انسانهاي نخستين از آب تنها براي شرب استفاده مي کردند بتدريج با پيشرفت تمدن و گذشت زمان از آن براي گردش آسيابها ، کشاورزي و حمل و نقل نيز استفاده کرد.
همزمان با پيشرفت تمدنها استفاده از آب نيز شکل تازه اي به خود گرفت به طوري که در بسياري از زمينه ها ، از کشاورزي گرفته تا صنعت و از همه مهمتر توليد انرژي از آب استفاده مي شود و امروزه دسترسي به آب کافي و با کيفيت مناسب در زمان و مکان مناسب مد نظر مي باشد و هرگونه کمبود آب را مانعي در جهت توسعه پايدار مي داند به همين دليل هرساله سرمايه هاي زيادي براي توسعه منابع آب و طرحهاي مرتبط با آن مثل سدسازي و احداث شبکه هاي آبياري و زهکشي ، آبخيز داري ، مهار سيل و تغذيه آبهاي زير زميني انجام مي دهند .

سيکل (چرخة) هيدرولوژي

گردش آب درطبيعت که به آن سيکل هيدرولوژي يا چرخة آب گفته مي شود، عبارت است از حرکت وجابجائي آب درقسمتهاي مختلف کره زمين. اين سيکل يک چرخش ساده نيست بلکه مجموعه اي از حرکات وچرخشهاي مختلف تحت تأثير نيروي متفاوتي از جمله نيروي جاذبه ، نيروي ثقل، تغييرات فشار وانرژي خورشيدي مي باشد.اين چرخش درسه بخش مختلف کره زمين يعني اتمسفر(هواسپهر) ياچون هيدروسفر يا آب سپهر، ليتوسفريا سنگ سپهر صورت مي گيرد. آب درداخل وبين اين سرلايه درلايه اي به ضخامت 16 کيلومتر صورت مي گيرد که 15کيلومترآن دراتمسفر وتنها 1 کيلومترآن درداخل ليتوسفر قراردارد.
سيکل هيدرولوژي درواقع يک سيکل بدون ابتدا وانتها مي باشد. بدين ترتيب که آب ازسطح درياها وخشکيها تبخير شده وارد اتمسفر مي گردد وسپس دوباره بخارآب واردشده به جو طي فرآيندهاي گوناگون به صورت نزولات جوي يا برسطح زمين ويا بر سطح درياها واقيانوسها فرو مي ريزد. پس نزولات جوي ممکن است با سه حالت روبرو شوند:
1- قبل از رسيدن به سطح زمين توسط شاخ وبرگ گياهان گرفته مي شوند(برگاب،باران گيرش)
2- درسطح زمين جاري مي شوند(رواناب)
3- درخاک نفوذ مي کنند.
مقداري از آب که در داخل خاک نفوذ مي کند يا براثر تبخير به هوا برمي گردد يا وارد منابع آب زير زميني مي شود که سرانجام از طريق چشمه ها ويا تراوش به داخل رودخانه ها مجدداً در سطح زمين ظاهر مي گردد. درتمام اين موارد آب با تبخير وبازگشت مجدد به اتمسفر سيکل هيدرولوژييا گردش آب در طبيعت را تکميل مي کند .درشکل 1 که نموداري از چرخه هيدرولوژي مي باشد نقل وانتقالات آب در طبيعت را نشان ميدهد. همانطور که شکل1 نشان ميداد عناصر مهم گردش آب در طبيعت را بارندگي (P)- رواناب(R)-تبخير(E) -تعرق(T) -نفوذ(I) -وجريانهاي زيرزميني(G) تشکيل مي دهند

بارندگي: PRECIPITATION

بارندگي مقدار آبي است که از سطح خشکي ها ودرياها تبخير مي شود ودرداخل جو بطور موقت بصورت بخار ذخيره ميگردد. اين بخار آب موجود درجو طي فرآيندهاي فيزيکي مختلف متراکم (CONDENSATION) مي شود وبه شکل ابر در مي آيدکه پس از اشباع شدن ، قطرات آب با ذرات يخ تشکيل شده بصورت برف ، باران، تگرگ وغيره که جمعاً نزولات جوي يا بارندگي گفته مي شوند دوباره به زمين برمي گردند. بارندگي پديده اي است که انسان کمتر در آن مي تواند دخل وتصرف کند.

تبخير:EVAPORATION

تبخير پديده اي است که از هرگونه سطح مرطوب مانند سطوح آزاد آب يا سطح مرطوب خاک وگياه صورت مي گيرد. طي اين فرآيند آب مايع به بخار تبديل مي شود ومجدداً آب به جو زمين برمي. از عوامل مؤثر براين فرآيند مي توان به دماي هوا، سرعت باد، تابش خورشيد اشاره کرد که هرچه ميزان آن بيشتر باشد سرعت تبخير نيز بيشتر است.

اهميت آب در ايران :

ايران با توجه به موقعيت خاص جغرافيايي که در بين مدار 25تا40 درجه عرض شمالي و 44تا 64 درجه طول شرقي واقع شده است از مناطق خشک جهان به شمار ميرود زيرا ميزان متوسط بارندگي سالانه آن کمتر از يک سوم متوسط بارندگي کره زمين (860) مي باشد . اين مقدار بارندگي هم در سطح کشور به طور يکنواخت توزيع نشده است به علت کمبود ميزان بارندگي به جز نواحي شمالي و شمال غرب و تا حدودي غرب کشور رود خانه هاي دائمي کم تر وجود دارد . در سطح کشور مناطقي وجود دارد که نه تنها با کمبود آب سطحي مواجه هستند بلکه آب زير زميني آنها هم شور است.البته اين کمبود آب در کشور ما مربوط به عصر حاضر نبوده بلکه در گذشته نيز مردم با کمبود آب مواجه بوده اند وجود سدها و بندهاي تاريخي کشور دليلي بر اين ادعاست .اما از آنجايي که در گذشته سطح توقع مردم به علت پايين بودن شرايط زندگي کم بوده است ، قرنها بطور هماهنگ از منابع آب و خاک استفاده کرده اند و آب مورد نياز را از طروق مختلف به دست آورده اند و مسئله کمبود آن مطرح نبوده و مسئله اصلي روش هاي بهره برداري از آن بوده است . اما در عصر حاضر از يک طرف کمبود آب قابل استفاده و از طرف ديگر افزايش رشد جمعيت و مصرف آب و از همه مهمتر بالا رفتن سطح زندگي و ماشيني و صنعتي شدن و رشد تکنولوژي مسئله نياز به آب و کمبود آن رابيش از پيش مطر ح مي سازد :

مسائل شناخت آبهاي سطحي :

? براي جلوگيري از هدر رفتن آبهاي سطحي و خسارات ناشي از آنها دو کار زير بنايي عبارت است از :
1- تأمين نيروي انساني
2- تأسيس ايستگاههاي اندازه گيري آب و آمار برداري مرتب از آنها
امروزه هيچ طرح عمراني و زير بنايي بدون استفاده از آمار در زمينه هاي مختلف امکان پذير نمي باشد . لذا آمار مورد استفاده بايد دقيق و داراي قابليت اعتماد باشد و همچجنين تعداد سالهاي آماري نيز زياد باشد .
ايستگاههاي اندازه گيري دبي رو دخانه ها در ايران از سال 1325 تأسيس شده اند اما تعداد آنها کم بوده و طول دوره آماري آنها با توجه به سال تأسيس کوتاه مي باشد اما در کشور هاي پيشرفته طول دوره آماري به بيش از 150 سال مي رسد . در کشور ما تهداد ايستگاههاي که داراي آمار بيش از 50 سال مي باشند بسيا رکم است و تنها شامل ايستگاههايي است که بر روي رودخانه هاي جاجرود ، لار و گلپايگانو يکي دو رودخانه ديگر است ، مي باشد. امروزه در سطح کشور ايستگاههاي اندازه گيري دبي آب زياد بوده ودر حال گسترش مي باشد.
نه تنها تعداد ايستگاهها و طول دوره آماري مهم است بلکه تععن دقيق ايستگاههاي هيدرومتري اهميت زيادي دارد که حتما بايد توسط متخصصان اين امر تععن شود
هيدرولوژي علمي است که در مورد پيدايش خصوصيات و نحوه توزيع آب در طبيعت بحث مي‌کند ولي عملا واژه هيدرولوژي به شاخه‌اي از جغرافياي فيزيکي اطلاق مي‌شود که گردش آب در طبيعت را مورد بررسي قرار مي‌دهد. انجمن علوم و فنون ايالات متحده تعريف زير را براي هيدرولوژي برگزيده است:
هيدرولوژي علم مطالعه آب کره زمين است و در مورد پيدايش ، چرخش و توزيع آب در طبيعت خصوصيات فيزيکي و شيميايي آب ، واکنش‌هاي آب در محيط و ارتباط آن با موجودات زنده بحث مي‌کند بنابراين ملاحظه مي‌شود که هيدرولوژي در برگيرنده تمامي داستان آب است.

معرفي هيدرولوژي و زير شاخه هاي آن

هيدرولوژي علمي است که در مورد پيدايش خصوصيات و نحوه توزيع آب در طبيعت بحث مي‌کند ولي عملا واژه هيدرولوژي به شاخه‌اي از جغرافياي فيزيکي اطلاق مي‌شود که گردش آب در طبيعت را مورد بررسي قرار مي‌دهد. انجمن علوم و فنون ايالات متحده تعريف زير را براي هيدرولوژي برگزيده است:
هيدرولوژي علم مطالعه آب کره زمين است و در مورد پيدايش ، چرخش و توزيع آب در طبيعت خصوصيات فيزيکي و شيميايي آب ، واکنش‌هاي آب در محيط و ارتباط آن با موجودات زنده بحث مي‌کند بنابراين ملاحظه مي‌شود که هيدرولوژي در برگيرنده تمامي داستان آب است.

زيرشاخه‌هاي هيدرولوژي :

هيدرومتئورولوژي (Hydrometeorology) يا آب و هواشناسي

کاربرد هواشناسي را در مسائل هيدرولوژي مورد بررسي قرار مي‌دهد. به عبارت ديگر هيدرومتئورولوژي را مي‌توان علمي دانست که درباره مسائل مشترک بين هواشناسي و هيدرولوژي بحث مي‌کند.

ليمنولوژي

علم مطالعه آبهاي داخل خشکي (درياچه‌ها و برکه‌ها و ...) را ليمنولوژي (Limnology) گويند. در اين رابطه خصوصيات فيزيکي ، شيميايي ، و بيولوژيکي آب توده‌هاي آب موجود در داخل خشکيها مورد مطالعه قرار مي‌گيرد.

کرايولوژي

يخ شناسي يا کرايولوژي (Cryology) علمي است که در آن خصوصيات مختلف آب در حالت جامد (برف يا يخ) بررسي مي‌شود. به زبان ديگر کرايولوژي علم يخ شناسي و بررسي يخچالهاست هرچند يخچال شناسي نيز امروزه خود علم جداگانه‌اي را تشکيل مي‌دهد.

ژئوهيدرولوژي (geohydrology)

به معني هيدرولوژي آبهاي زيرزميني يا علم مطالعه آبها در زير زمين است که در مقابل آن علم مطالعه آب در سطح زمين که هيدرولوژي آبهاي سطحي گفته مي‌شود قرار دارد. غالبا دو واژه ژئوهيدرولوژي و هيدروژئولوژي باهم اشتباه مي‌شوند. اما در اولي تکيه بر هيدرولوژي و در دومي تکيه بر زمين شناسي مي‌باشد. در فارسي براي مطالعه آب در زير زمين از واژه هيدروژئولوژي استفاده مي‌شود.

پوتامولوژي

رودخانه شناسي يا پوتامولوژي (Potamology) مسائل مربوط به جريان آب در رودخانه را مورد بررسي قرار مي‌دهد در اين رابطه تاکيد بر جنبه‌هاي فيزيکي موضوع است تا بيولوژيکي آن.

هيدروگرافي

علم مطالعه وضعيت و خصوصيات فيزيکي آب بخصوص در رابطه با مسائل کشتيراني را هيدروگرافي (Hydrography ) گويند. مطالعه جزر و مد در درياهاي آزاد و نوسانات سطح آب و نيز موج شناسي در قلمرو اين علم قرار دارد.

هيدرومتري

آب سنجي که به آن هيدرومتري (Hydrometry) نيز گفته مي‌شود. علم اندازه گيري آب و مسائل مربوط به آن مي‌باشد، در واقع اين علم سنجشهاي مختلف مرکز آب ، مقادير جريان و موارد مشابه به آن را در برمي‌گيرد.

اقيانوس سنجي

در علم اقيانوس سنجي (Oceanolography) خصوصيات فيزيکي ، شيميايي ، بيولوژيکي و ديگر ويژگيهاي اقيانوس و درياهاي آزاد مورد مطالعه قرار مي‌گيرد. اين علم خود بخشي از دانش وسيع اقيانوس شناسي (Oceanology) به شمار مي‌آيد.

کاربردهاي هيدرولوژي:

امروزه اين علم در طراحي و طرز عمل سازه‌هاي هيدروليکي نظير سدهاي ذخيره‌اي و انحرافي ، کانالهاي آبياري و زهکشي و پل ، مهندسي رودخانه و کنترل سيلاب ، آبخيزداري ، جاده سازي ، طراحي تفرجگاه مسائل بهداشتي و فاضلاب شهري و صنعتي و زمينه‌هاي زيست محيطي بطور گسترده‌اي مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

ضرورت علم هيدرولوژي:

هر سال به سطح خشکيهاي کره زمين حدود 110000 کيلومتر مکعب آب بصورت نزولات جوي فرو مي‌ريزد در عوض 70000 کيلومتر مکعب آن بصورت تبخير خارج مي‌شود. تفاوت اين دو رقم 40000 کيلومتر مکعب است که منابع تجديد شونده آب را تشکيل مي‌دهند. مقدار سرانه آب تجديد شونده در سطح دنيا رقمي حدود 7400 متر مکعب در سال براي هر نفر است. اما اين مقدار بطور يکنواخت تقسيم نشده است.
متخصصان هيدرولوژي رقم 1000 متر مکعب در سال براي هر نفر را مرز کم آبي يک کشور تعيين کرده‌اند. اين رقم در مصر 30 در قطر 40 در ليبي 160 در عربستان 140 متر مکعب در سال براي هر نفر برآورد شده است. همگي جز کشورهاي کم آب محسوب مي‌شوند. در ايران اين سرانه 1500 متر مکعب در سال تخمين زده شده است. با اين حساب نمي‌توان ايران را يک کشور کم آب تلقي کرد. يکي از راههاي سازگاري با خشکي استفاده بهينه از منابع آب است. بايد سعي کرد که تا حد امکان از ريزشهاي جوي ، جريان آبهاي سطحي و منابع زيرزميني به نحو مطلوب استفاده شود و اين کار عملي نخواهد بود مگر با شناخت پديده‌هاي هيدروليکي.

آب‌شناسي (دانش هيدرولوژي) در ايران باستان:

جهش امپراتوري شکوهمند ايرانيان در زمان هخامنشيان و تعالي و ترقي آن در زمان ساسانيان، و ديرپايي اين تمدن مديون دانش آب‌شناسي ايرانيان يود.
مردمان ايران‌زمين از ديرباز به ارزش آب به عنوان ماده‌اي زندگي‌بخش و ارزشمند آگاهي داشتند. نياز طبيعي بشر به آب، وضع جغرافيايي فلات ايران و کميابي اين مايع گرانبها، ارزش اين ماده را نزد ايرانيان صدچندان نموده و آن را در جايگاه والايي قرار مي‌داده است. براي آنکه به ارزش والاي آب در ديدگاه ايرانيان باستان پي ببريم، کافي است که نيم‌نگاهي به اوستاي زرتشت اندازيم.
آناهيتا، ايزد آب‌ها، که گردونه او را در آسمانها چهار اسب ابر و باران و ژاله و شبنم مي‌کشيدند، يکي از بزرگ ايزدان پيش از زرتشت بود، و نيايشگاه‌هاي او در کنگاور (کرمانشاه) و بيشابور (فارس) نمايان است، در اوستا مورد ستايش بسيار بوده و هم مرتبه ميترا (مهر) و اورمزد (اهورامزدا) قرار مي‌گيرد. آب در آيين زرتشت پاک است و مظهر پاکي و بايد که همچنان پاک باقي بماند. زرتشت از اهورامزدا درخواست مي‌کند که رودها را از آبي به سترگي شانه اسب لبالب نموده و به پيروان خويش مي‌آموزد که آلوده نمودن آب، به هر شکل و گونه‌اش، خلاف دين و اهريمني است. اينچنين است که شناخت آب در ايران‌باستان با وابسته داشتن صفات ويژه به آن و ارجمند داشتن اين ماده زندگي‌بخش آغاز مي‌شود. هنوز هم بازمانده آيين‌هاي ايزد آب‌ها در جاي‌جاي ايران برگزار مي‌شود که براي نمونه مي‌توان به مراسم جوي‌روبي و بيل‌گرداني در دامنه آتشکده آتش‌کوه در نيمور، محلات اشاره نمود.
در ايران‌باستان، صدها سال پيش از آنکه نخستين فرضيه‌هاي مربوط به آب‌شناسي ارائه شود، به گونه‌اي شگفت‌آور و باورنکردني، پاسخ يکي از مهمترين و دشوارترين مسائل مربوط به يافتن آب و آب‌هاي زيرزميني يافته شده بود. سنگ‌نوشته‌ها و لوح‌هاي باز مانده از ايران باستان، بيانگر اين است که مردمان ايران‌زمين آب‌هاي زيرزميني را با کندن کاريزهاي دراز و بسيار عميق برآورده به روستاها و شهرهاي خود مي‌رساندند. اينکه نخست‌گاه اين کاريز کجا بوده و در چه مناطقي به آب مي‌توان دست يافت و اينکه کاريز چگونه بايد ساخته شود، شايد مهمترين مساله‌اي بوده است که بشر از آغاز تمدن تا کنون در دانش آب‌ياري و آب‌رساني با آن روبرو بوده است. پرفسور هانري گوبلو که بيش از 30 سال بر روي قنات‌هاي ايران بررسي و مطالعه انجام داده است در کتاب قنات، فني براي دستيابي به آب ،عظمت قناتهاي ايران را برابر با ديوار چين مي‌داند. مجموعه طول قناتهاي ايران بيش از چهارصد هزار کيلومتر، بيش از فاصله زمين تا ماه، و قنات گناباد به طول سي‌وپنج کيلومتر و ژرفناي بيش از سيصد متر و چاه‌هايي با فواصل منظم پنجاه متري، از زمان هخامنشيان، يک شاهکار بي‌نظير در سراسر جهان است. چندتن از دانشمندان آمريکايي مانند اف.ديکسي در نوشتار يک کتابچه علمي براي سازماندهي آب، ام.ا.باتلر در کتاب آبياري به کمک قنات در ايران، سي.اف.تولمان در کتاب آب‌هاي زيرزميني، ژي.بي.کرسي در کتاب قنات و کاريز، ژي.بيژليبين‌کت در کتاب آب‌شناسي و هانري گوبلو در کتاب‌هاي آبياري در کاليفرنيا و قنات، فني براي دستيابي به آب خود همگي بر اين باورند که قنات‌هاي لوس‌آنجلس و پاساداناي کاليفرنيا، همچنين قنات‌هاي شيلي و مکزيک، در زمان سلطه اسپانيايي‌ها، توسط مهندسان، متخصصان و کارگران ايراني ساخته شده است.
به خاطر داشته باشيم که تمدن‌هاي باستاني همگي در کنار رودهاي بزرگ، همانند نيل، دجله، فرات، سند، گنگ، هوانگهو، يانگ‌تسه و ... شکل گرفتند اما تنها تمدني که به دور از هرگونه رودخانه عظيم شکل گرفت و مالک‌الرقاب جهان باستان شد، ايران بود. جهش چشمگير امپراتوري ايران مديون قنات بود. در زمان هخامنشيان، اگر کسي زمين بايري را با احداث قنات آب‌ياري مي‌کرد، تا پنج نسل از پرداخت هرگونه ماليات معاف بود. به گواهي تاريخ مصر، درياسالار پارسي اسکيلاکس هخامنشي هنگام اقامت در مصر، فنون احداث کاريز را به مصريان آموخت. در زمان ساسانيان، رساله مديگان هزاردادستان، در شرح ساخت و لايروبي قنات و کاريز، و استفاده هوشمندانه از آن، تاليف شده است.
در نوشته‌هاي دانشمندان ايراني پس از اسلام، به نکته‌اي شايان توجه بر مي‌خوريم و آن اينکه بسياري از دانشمندان ايراني در دوران اسلامي، هريک به گونه‌اي، به جنبه‌هاي گوناگون دانش آب‌شناسي پرداخته‌اند. دانش آب‌شناسي در آن دوران نيز مانند امروز دربردارنده بررسي دوره گردش آب يا چرخه آب (سيکل آب) در طبيعت، جريان آب در روي زمين، آب‌هاي زيرزميني، چشمه‌ها، درياچه‌ها، درياها و اقيانوس‌ها و چگونگي دگرگوني‌هاي کمي و کيفي آب‌هاي آنها مي‌شده است.
دانشمند بزرگ ايراني، ابوريحان بيروني در آثارالباقيه، در باره زياد و کم شدن آب رودخانه‌ها، چشمه‌سارها و کاريزها مي‌گويد:
زياد شدن آب‌ها در جميع اوديه و انهار به يک حالت نيست، بلکه اختلاف بزرگي با هم دارند. چنانکه جيحون هنگامي آبش زياد مي‌شود که دجله و فرات رو به کمي گذارد و علت اين است که هر رودخانه‌اي که سرچشمه آن در نواحي سردسير باشد، آب آن در تابستان زيادتر و در زمستان کمتر است، زيرا بيشتر آب‌هاي اصلي آن از چشمه‌سارها گردمي‌آيد و رطوبت‌هايي که در کوه‌هايي که اين رودخانه‌ها از آن بيرون مي‌آيد و يا از آن مي‌گذرد سبب زيادت و نقصان آب اين رودخانه‌ها مي‌شود.
ديگر انديشمند بزرگ ايران، ابوعلي سينا در دانشنامه علايي (طبيعيات) در باره جذر و مد درياها و اثر ماه بر آن گويد:روشنايي و قوت‌ها که از آفتاب و ستارگان است در اين عالم اثر کند و ظاهرتر اثر آن آفتابست و آن ماه که آب درياها را مد کند.و هم او درباره پديده‌هاي بارندگي گويد:و اما بخار چون از گرمگاه برخيزد جنبش وي گرانتر بود و چون به آن جايگاه رسد از هوا که سرد بود، سرماي آن جايگاه او را ببندد. ... و هرگاه که بخار زمين بفسرد، ابر شود ... و اين را سه حکم بود. يا اندک بود، که و را گرمي آفتاب بروي افتن، زود متفرق کند. يا قوي بود، که آفتاب اندر وي فعل نتواند کردن، که پراکندش، پس چون گردآيد، و يک اندر ديگر نشيند، و خاصه که باد گردآورش ديگر بار آب شود، و فروجهد، پس اگر سرما اندريابدش، پيش از آن که قطره‌ها بزرگ شود و برف بود.
دانشمند ايراني سده پنجم هجري، ابوحاتم اسماعيل اسفزاري خراساني، که براي نخستين بار در جهان پديده‌هاي جوي و هواشناسي را در کتاب خود به نام آثار علوي (Meteorology)، گردآوري نموده و او را به حق بايد پدر دانش هواشناسي نام داد، در باره بخار و باران و برف و شبنم مي‌گويد:
هرگه که حرارتي از تابش خورشيد يا از جوهر آتش به آب رسد، مدتي با او بماند، آب مستحيل شود، و از جاي خود برخيزد، و به سوي بالا بر شود، آن را بخار گويند، چون گرما بر بخار مستولي شود، آن بخار جوهر هوا گردد. ... و اگر برودتي بر آن بخار مستولي شود، جوهر آب گردد، و قصد زمين کند، آنگاه آن را باران گويند، پس اگر هوا ساکن بود، آن دانه‌ها خردباران (drizzle) بود و اگر متحرک بود، آن دانه‌هاي خرد به يکديگر بپيوندند بزرگ گردند ((rain تا به رگبار رسند(shower). ... و اگر برودتي به افراط بر آن غالب آيد جوهر برف باشد ... هرگاه که هوا سرد باشد و سرما بر بخار مستولي گردد، آن هوا آب شود و بر صورت قطره‌هاي آب از برگ‌ها بياويزد، آن را شبنم (صقيع - dew ) خوانند ... .
وي همچنين مطالعات و بررسي‌هايي در باره چگالي آب‌هاي گوناگون از مناطق مختلف انجام داده است. رياضي‌دان و مهندس بزرگ سده پنجم هجري، محمد بن حسين کرجي، ديدگاه‌هاي بسيار جالبي در باره آب‌شناسي دارد و در کتاب خود استخراج آب‌هاي پنهاني، انباط الميا الخفيه، به بررسي روش‌ها و قواعد مربوط به تشخيص آب‌هاي زيرزميني مي‌پردازد. او مي‌گويد:
خداي بزرگ در روي زمين آبي ساکن آفريد، که همچون گردش خون در بدن جانوران در جريان است. اين آب با افزايش و کاهش بارندگي، افزون و کم نمي‌شود (چرخه آب در طبيعت) ... اين آب بيشتر شکاف‌هاي درون زمين را پر مي‌کند، و تا آنجا که مانعي سخت در سر راهش وجود نداشته باشد، هر قسمت به قسمت ديگر مي‌پيوندد ... آب‌هايي که در زير زمين قرار دارند نيز در بعضي مواضع مانند رودها جاري هستند و در بعضي موارد ديگر مانند دريا ساکن و آرامند.
در نزهت‌نامه علايي، دانشنامه بزرگ فارسي، تاليف شهمردان‌بن‌ابي‌الخير رازي، در سده ششم هجري، مطالب گوناگون و جالبي در باره آب‌شناسي آمده است.
آب، مد و جزر درياي پارس از عجايب است و به شبانه روز دو دفعه زيادت و نقصان گيرد، و در سير ماه بسته است ... و جاي هست که مقدار پنجاه ارش زمين خشک به وقت مد آب، بالا گيرد به هر دفعتي، ... .
ناوخداي، بزرگ‌ بن شهريار رامهرمزي، دريانورد بزرگ ايراني در سده چهارم هجري، که سفرهاي اکتشافي فراواني به شرق انجام داد، در کتاب بسيار جالبي به نام عجايب الهند، شرح کاملي از توفان‌هاي درياي هند، مانسون، ارائه نموده است. دريانورد معاصر او ابهره کرماني نيز، که در آن روزگار هفت سفر دريايي به چين و شرق دور داشته است نيز، مانسون هند و تيفون چين (هاريکن‌ها يا سايکلون‌هاي شرق آسيا)، را در نوشته‌هاي خود شرح داده است. جيهاني، وزير دودمان سامانيان نيز اطلاعات خويش را در باره اين توفان و همزماني آن با بادهاي 120 روزه سيستان، در کتابي گردآوري نموده است. سليمان سيرافي و مهران وهب سيرافي از دريانوردان ايراني سده سوم و چهارم هجري، که سفرهايي به چين و هند داشته‌اند، و همچنين سهل بن آبان دريانورد ايراني سده ششم هجري که سفرهايي به هند و شرق آفريقا داشته ‌است، و سليمان مهري دريانورد سده نهم هجري، نيز در سفرنامه‌هاي خود به باران‌هاي موسمي هند و منشا احتمالي آنها، اشاره کرده‌اند.
مسعودي مورخ ايراني در کتاب التنبيه و الاشراف، به ذکر منشا رودها و درياها پرداخته و از بسيار از پديده‌هاي آبي سرزمين ايران، سخن رانده است. توصيف زيبا و دقيق ناصرخسرو در سفرنامه‌اش، از فانوس‌هاي دريايي (خشاب‌هاي) درياي پارس، نمايانگر دانش آب‌شناسي و دريانوردي ايرانيان است.
اشاره کوتاهي به اين مساله چندان دور از تدبير نيست که سد کوريت در نزديکي طبس در خراسان جنوبي که در زمان هخامنشيان، در منطقه‌اي فوق‌العاده، ساخته شده و يکبار در زمان ساسانيان نوسازي و بار ديگر به فرمان و انديشه خواجه نصيرالدين توسي، در اوج شکوفايي مکتب مراغه، ديواره آن، بر روي شالوده هخامنشيان، کاملا بازسازي شده است، با ارتفاع بيش از 64 متر، بيشتر از شش صد سال، بلندترين سد جهان بوده است.
در دوران هخامنشيان بيش از 60 سد در ايران ساخته شد و اين جداي از پل- بند‌هاي اين دوره است. در زمان ساسانيان پل و بند شوشتر با درازاي بيش از پانصد متر ساخته شد. تاريخ نام سازنده اين پل و همچنين سد شادروان (Shadervan) شوشتر را يک مهندس ايراني به نام برانوش پارسي ثبت کرده‌است. پل‌دخترهايي که در سراسر ايران از جمله سروستان و ميانه به چشم مي‌خورند منسوب به آناهيتا، ايزد آب‌ها بوده‌اند.
اختراع سه نوع آسياب آبي، نمايانگر دانش و بينش ژرف ايرانيان باستان در کليه علوم از جمله آب‌شناسي است. نخست آسياب تنوره يا آسياب نورس يا آسياب پره، با محوري عمودي و پره‌هاي قاشقي، دوم آسياب چرخي که روميان به آن آسياب ويترويان نام نهادند، با محور افقي که نام مخترع آن را مهرداد ثبت نموده‌اند، و سوم آسياب شناور، که با پره‌هاي بزرگ پارويي دوران مي‌کرده است و در رودخانه‌هاي خراسان، خوزستان و ميانرودان به تعداد زيادي ساخته شده بوده است، و بازمانده آن هنوز در شوشتر خودنمايي مي‌کند.
دستگاه پالايش آب چغازنبيل (زنگه ويل - شهر زنگه)، نخستين و قديمي‌ترين دستگاه پالايش آب در جهان است که برابر با قانون ظروف مرتبط آب گل‌آلود رودخانه کرخه را به آبي سالم و گوارا تبديل مي‌نموده است. و آب‌انبارهاي کويري ايران هم که خود حديث مفصلي است. و اين چکيده خود اندکي است از دانش آب‌شناسي ايرانيان که از دسترس چپاولگران زمانه و چنگ‌ورزان بيگانه در امان مانده و به ما رسيده. باشد که ما شايستگي و بايستگي ميراث‌داري آنان را داشته باشيم. در سال 1289 رودخانه زاينده‌رود خشکيد. مردم در آن چاهي کندند به قرب سي زرع و آبي به زحمت مي‌کشيدند براي مشروبات. (تاريخ مسعودي)

کليات هيدرولوژي ايران

در يك ويژه نامه ترويجي آب و امنيت غذائي (وزارت جهاد كشاورزي، 1381) به نقل ازگزارش صندوق جمعيت ملل متحد آمده است كه طي 70 سال گذشته جمعيت جهان 3 برابر و مصرف آب در جهان 6 برابر شده است. ساليانه به جمعيت جهان 75 ميليون نفر افزوده مي شود و پيش بيني مي شود كه جمعيت كشورهاي توسعه نيافته و كم توسعه يافته طي 50 سال آتي نيز از رشدي 300 درصدي فراتر رود. پيش بيني هاي خوش بينانه تا سال 2050 ميلادي جمعيت جهان را7.9 ميليارد نفر برآورد نموده اند، اين در حالي است كه برخي پيشگوئي ها خبر از جمعيت 10.9 ميليار نفري در جهان دارند. نظريه اي بينابين اين رقم را 9.3ميليارد نفر برآوردمي كند. همان منبع اضافه مي نمايد كه در سال 1381 جمعيت ايران نيز از مرز 70 ميليون فراتر رفت. با در نظر گرفتن اينكه متوسط بارش ساليانه در ايران چيزي حدود يك سوم ميزان جهاني آن است (مهدوي 1378)؛ مي توان گفت مبحث آب توجه ويژه اي را مي طلبد. (قابل ذکر است که همين مقدار ناچيز بارندگي نيز از توزيع مکاني يکساني برخوردار نميباشد بطوريکه در 28 درصد از سطح کشور مقدار بارش متوسط سالانه کمتر از 100 ميلي متر بوده واين مقدار در96 درصد از سطح کشور از 200 ميلي مترنيز کمترمي باشد). اقليم فراخشک در 15 استان کشور ، در 7 استان و در 10 استان اقليم غالب است، بنابراين مسئله بالا بودن تبخير و تعرق نيز محدوديتي مضاعف محسوب مي شود. (براي مشاهده جزئيات اينجا کليک کنيد.) با آنکه کشور ايران حدود 1.1 درصد از خشکي هاي جهان را به خود اختصاص داده است صرفا 0.34 درصد از آبهاي جهان را در اختيار دارد. مسئله ريزشي فصلي اين بارش و پارکندگي نامنظم آن هم خود مبحث جداگانه اي است.

عامل	ايران	جهان
بارندگي	242	860
تبخير و تعرق پتانسيل	900	1132
تبخير و تعرق واقعي	180	485

آمارمطالعات وزارت نيرو ميانگين حجم بارندگي در ايران را سالانه 400 ميليارد متر مکعب برآورد نموده است که از اين ميزان 310 ميليارد متر مکعب درسطح 870 هزار کيلومتر مربع از حوزه هاي آبخيز کوهستاني و90 ميليار متر مکعب در سطح 778کيلومتر مربع مناطق دشتي مي باشد. در مناطق کوهستاني در اثر تبخير و تعرق بطور متوسط هرساله 200 ميليارد متر مکعب ودر مناطق دشتي 84 ميليارد متر مکعب آب از دسترس خارج مي شودکه جمعا 71 درصد از حجم بارش را شامل مي شود. از حجم باقيمانده نيز 59 ميليارد متر مکعب مناطق کوهستاني و 2 ميليارد متر مکعب در مناطق دشتي نفوذ مي نمايد. حجم آب باقيمانده نيز 51 ميليارد متر مکعب در مناطق کوهستاني و 4 در مناطق دشتي به شکل رواناب ظاهر مي شود.حجم آبهاي زير زميني کشور در حدود 35 ميليار متر مکعب برآورد گرديده است که حدود 30 ميليارد مترمکعب آن مربوط به مخازن آبرفتي و حدود 5 ميليارد متر مکعب برآود شده است. با فرض قابليت بهربرداري از 60 درصد اين مخازن امکان تا حدود 80 ميليارد متر مکعب وجود خواهد داشت. بخش کشاورزي با اختصاص 88.88 درصد، آب شرب با اختصاص 6.67 درصد و بخش صنعت با 4.45 درصد مهمترين مصارف آب در ايران مي باشند

حوزه هاي آبخيز کشور ايران عبارتند از:

1- حوزه آبخيز درياي خزر
2- حوزه آبخيز خليج فارس و درياي عمان
3-حوزه آبخيز درياچه اروميه
4- حوزه آبخيز درياچه نمك قم
5- حوزه آبخيز اصفهان و سيرجان
6- حوزه آبخيز نيريز يا بختگان
7- حوزه آبخيز جازموريان
8- حوزه آبخيز دشت كوير
9- حوزه آبخيز كوير لوت
10- حوزه آبخيز اردستان و يزد و كرمان
11- حوضة صحراي قره‌قوم
12- حوزه آبخيز هامون

حوزه آبخيز درياي خزر

اين حوزه آبخيز كه مساحت آن به 173،300 كيلومتر مربع مي‌رسد، داراي شيب زياد بوده و بيشترين اختلاف ارتفاع حوزه آبخيز‌هاي كشور را كه بالغ بر 5500 متر است، به خود اختصاص داده است. در اين محدوده سيزده رودخانه با مساحت حوزه آبخيز بيش از هزار کليومتر مربع وجود دارد که رودخانه‌هاي ارس، سفيدرود، هراز و اترك از نظر وسعت حوزه آبخيز و ويژگيهاي اقليمي و تداوم آبدهي متفاوت از حوزه ديگر مي باشند. رودهاي فوق داراي حوزه آبخيز‌هاي كوهستاني وسيعي هستند و پوشش گياهي غالب آنها جنگلي است.

حوزه خليج فارس و درياي عمان

اين حوزه آبخيز با مساحت 437،150 كيلومتر مربع يكي از پهناورترين حوزه آبخيز‌هاي ايران محسوب مي‌گردد و رودخانه‌هاي غرب، جنوب غربي و جنوب زيرحوزه هاي سرچشمه گرفته از كوههاي زاگرس و بشاگرد و بلوچستان را در بر مي‌گيرد. جمعاً 29 رودخانه با مساحت بيش از 1000 كيلومتر مربع در اين زيرحوزه وجود دارد كه يا به درون كشور عراق جريان مي‌يابند و پس از پيوستن به رودخانة دجله به خليج فارس مي‌ريزند و يا بطور مستقيم به خليج مزبور و يا درياي عمان وارد مي‌گردند. برخي ازبزگترين رودخانه‌هاي اين حوزه آبخيز به ترتيب از شمال تا جنوب خاوري عبارتند از: سيروان، كرخه، كارون، جراحي، زهره، هله، موند، كل، ميناب و سرباز.
در باب اهميت اين زيرحوزه فقط به اين نکته بسنده مي شود که رودهاي دشت خوزستان به تنهائي 30 درصد منابع آب کشور را دارا مي باشند.

حوزه آبخيز درياچه اروميه

مساحت اين حوزه درياجه اروميه 50،850 كيلومتر مربع است در اين حوزه درياجه اروميه هشت رودخانه با مساحت آبريز بيش از هزار كيلومتر مربع وجود دارد و زرينه‌رود بزرگترين و مهمترين آنها بشمار مي‌آيد.

حوزه آبخيز درياچه نمك قم

مساحت حوزه درياچة نمك قم 89،650 كيلومتر مربع است و بخش بسيار ناچيز و كوچكي از آن نيز به درياچة حوض‌سلطان و كوير ميغان و دشت جنوبي قزوين وارد مي‌گردد. رودخانه‌هاي جاجرود، كرج، شور، قره‌چاي و قمرود به اين حوزه زهکشي مي شوند در اين محدوده شش رودخانه با مساحت بيش از هزار كيلومتر مربع وجود دارد كه رودخانة شور و قره‌چاي و قمرود بزرگترين آنها محسوب مي‌شوند.

حوزه آبخيز اصفهان و سيرجان

اين حوزه كه از زير حوزه ‌هاي كوچك باتلاق گاوخوني، كوير ابركوه، شوره‌زار مروس و كوير سيرجان تشكيل يافته است، داراي 90،700 كيلومتر مربع مساحت است و زاينده‌رود بزرگترين رودخانة آن بشمار مي‌آيد. انتقال آب کارون از طريق تونل کوهرنگ به زاينده رود از وقايعي است که بر بيلان هيدرولوژيک اين محدوده تاثير دارد.

حوضة نيريز يا بختگان

اين حوزه با مساحت 31،000 كيلومتر مربع از حوز‌هاي فرعي درياچة كافتر، درياچة بختگان و درياچة مهارلو تشكيل شده و رودخانة كر مهمترين رود اين منطقه محسوب مي‌شود.

حوزه آبخيز جازموريان

حوزه جازموريان با مساحتي برابر 69،600 كيلومتر مربع در جنوب شرقي ايران و بين رشته‌كوههاي بشاگرد (در جنوب) و جبال بارز (در شمال) جاي دارد و آبهاي سطحي آن كلاً به هامون جزموريان مي‌ريزد. در اين حوضه پنج رودخانه با مساحت آبريز بيش از هزار كيلومتر مربع وجود دارد كه هليل‌رود بزرگترين آنهاست.

حوزه دشت کوير

اين حوزه که يکي از کم بارش ترين حوزه هاي کشور محسوب مي شود از حوضه‌هاي كوچكتري چون كوير حاج علي‌قلي، كوير نمك و دشت گناباد تشكيل مي‌يابد و مساحت آن به 227،400 كيلومتر مربع بالغ مي‌گردد.. از رودخانه‌هاي قابل توجه اين حوزه به حبله‌رود ( واقع در گرمسار) و كال‌شور جاجرم كه يكي از طويل‌ترين رودخانه‌هاي ايران است، مي‌توان اشاره نمود.

حوزه آبخيز كوير لوت

مساحت اين حوزه كه حوضة كوير لوت از زيرحوزه ‌هاي كوچك‌تري چون نمكزار طبس، دغ محمد‌آباد، كوير ساغند، شوره‌زارهاي شمال خاوري شهرستان بافق و كوير سرجنگل تشكيل يافتهو يکي از كم‌باران‌ترين و خشك‌ترين حوضه‌هاي ايران است به199،000 كيلومتر مربع بالغ مي‌گردد و از مهمترين رودخانه‌هاي آن كه اغلب سيلابي و فصلي هستند مي‌توان به رودخانة تهرود واقع در استان كرمان اشاره كرد.

حوزه اردستان و يزد و كرمان

اين حوزه كه با مساحت 99،800 كيلومتر مربع يكي از خشك‌ترين و بي‌آب‌ترين حوضه‌هاي ايران بشمار مي‌آيد، از زيرحوزضه‌هاي كوچك‌تري چون دغ‌سرخ، كوير سياه‌كو، كوير درانجير، دشت جنوب خاوري يزد، شنزار كشكوئيه، دشت كويرات و شنزارهاي جنوب كرمان تشكيل يافته است.

حوضة صحراي قره‌قوم

-مساحت اين حوضه 43،550 كيلومتر مربع است و يكي از حوضه‌هاي كم‌بارش ايران محسوب مي‌گردد. به همين دليل حوزه آبخيز آن حالت سيلخيزي و رودها حالت فصلي دارند و رودهاي كشف‌رود و جام‌رود از مهمترين آنها بشمار مي‌آيند.

حوزه هامون

اين حوزه که در شرق کشور واقع گرديده است مساحتي برابر با 109،850 كيلومتر مربع داراست و از حوضه‌هاي كوچك‌تري چون نمكزار خواف، دغ‌ شكافته، دغ بالا، دغ پترگان، دغ توندي، درياچة نمكزار، درياچة هامون صابري، لورگ‌شتران، درياچة هامون، هامون گودزره، درياچة كرگي، هامون ماشكل و نمكزاركپ تشكيل يافته است. اين حوزه نيز از جمله كم‌باران‌ترين و خشك‌ترين حوضه‌هاي ايران محسوب مي‌شود و رودهاي هيرمند و ماشكل مهمترين رودهاي آن بشمار مي‌آيند.
منابع:
http://sinab84.ir
http://kavoshsazand.persianblog.ir
http://www.iauase.com
http://matinfar20.persianblog.ir
http://daneshnameh.roshd.ir
http://rud.ir
ويکي‌پديا
/خ