هیدرولوژی چیست؟

درحال مشاهده: هیدرولوژی چیست؟

ادعونی اهدای خون

هیدرولوژی چیست؟

۱۳۸۹/۰۹/۱۱

0:0

امیرحسین ستوده بیدختی

بر اساس آخرین مطالعات تا کنون ۵ میلیارد سال از عمر زمین می گذرد و شواهد نشان می دهد که آب از همان ابتدای تشکیل کره زمین نقش مهمی در تحول و قابل سکونت کردن آن به عنوان تنها سیاره قابل زیست داشته است . با تشکیل اقیانوسها و در یاها و تشگیل بخار از روی آنها و ایجاد ابر و بارندگی و به طور کلی 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 که از سنگهای آذرین سرد شده تشکیل شده بود در اثر تماس با هوا و جو تحت تأ ثیر پدیده هوازدگی قرار گرفت و تغییرات همزمان آب ، دما و یخبندان باعث تکه تکه شدن سنگها شده وجاری شدن آبها آنها را جابه جا کرده و دشتهای وسیعی را که دارای پوشش خاک بودند به وجود آوردند . این پوشش خاکی 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 کردند بتدریج با پیشرفت تمدن و گذشت زمان از آن برای گردش آسیابها ، کشاورزی و حمل و نقل نیز استفاده کرد.
همزمان با پیشرفت تمدنها استفاده از آب نیز شکل تازه ای به خود گرفت به طوری که در بسیاری از زمینه ها ، از کشاورزی گرفته تا صنعت و از همه مهمتر تولید انرژی از آب استفاده می شود و امروزه دسترسی به آب کافی و با کیفیت مناسب در زمان و مکان مناسب مد نظر می باشد و هرگونه کمبود 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 شبکه های آبیاری و زهکشی ، آبخیز داری ، مهار سیل و تغذیه آبهای زیر زمینی انجام می دهند .

سیکل (چرخة) هیدرولوژی

گردش آب درطبیعت که به آن سیکل هیدرولوژی یا چرخة آب گفته می شود، عبارت است از حرکت وجابجائی آب درقسمتهای مختلف کره زمین. این سیکل یک چرخش ساده نیست بلکه مجموعه ای از حرکات وچرخشهای مختلف تحت تأثیر نیروی متفاوتی از جمله نیروی جاذبه ، نیروی ثقل، تغییرات فشار وانرژی خورشیدی می باشد.این چرخش درسه بخش مختلف کره 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 کیلومتر صورت می گیرد که ۱۵کیلومترآن دراتمسفر وتنها ۱ کیلومترآن درداخل لیتوسفر قراردارد.

سیکل هیدرولوژی درواقع یک سیکل بدون ابتدا وانتها می باشد. بدین ترتیب که آب ازسطح دریاها وخشکیها 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 ممکن 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- درخاک نفوذ می کنند.

مقداری از آب که در داخل خاک نفوذ می کند یا براثر تبخیر به هوا برمی گردد یا وارد منابع آب زیر زمینی می شود که 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 سیکل هیدرولوژییا گردش آب در طبیعت را تکمیل می کند .درشکل ۱ که نموداری از چرخه هیدرولوژی می باشد نقل وانتقالات آب در طبیعت را نشان میدهد. همانطور که شکل۱ نشان میداد عناصر مهم گردش آب در طبیعت را بارندگی P) -( رواناب(R)-تبخیر(E) -تعرق(T) -نفوذ(I) -وجریانهای زیرزمینی(G) تشکیل می دهند

بارندگی: PRECIPITATION

بارندگی مقدار آبی است که از سطح خشکی ها ودریاها تبخیر می شود ودرداخل جو بطور موقت بصورت بخار ذخیره میگردد. این بخار آب موجود درجو طی فرآیندهای فیزیکی مختلف متراکم (CONDENSATION) می شود وبه شکل ابر در می آیدکه پس از اشباع شدن ، قطرات آب با ذرات یخ تشکیل شده بصورت برف ، باران، تگرگ وغیره که جمعاً نزولات جوی یا بارندگی گفته می شوند دوباره به زمین برمی گردند. بارندگی پدیده ای است که انسان کمتر در آن می تواند دخل وتصرف کند.

تبخیر:EVAPORATION

تبخیر پدیده ای است که از هرگونه سطح مرطوب مانند سطوح آزاد آب یا سطح مرطوب خاک 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 کرد که هرچه میزان آن بیشتر باشد سرعت تبخیر نیز بیشتر است.

اهمیت آب در ایران :

ایران با توجه به موقعیت خاص جغرافیایی که در بین مدار ۲۵تا۴۰ درجه عرض شمالی و ۴۴تا ۶۴ درجه طول شرقی واقع شده است از مناطق خشک جهان به شمار میرود زیرا میزان متوسط بارندگی سالانه آن کمتر از یک سوم متوسط بارندگی کره زمین (۸۶۰) می باشد . این مقدار بارندگی هم در سطح کشور به طور یکنواخت توزیع نشده است به علت کمبود میزان بارندگی به جز نواحی شمالی و شمال غرب و تا حدودی غرب کشور رود خانه های دائمی کم تر وجود دارد . در سطح کشور مناطقی وجود دارد که نه تنها با کمبود آب سطحی مواجه هستند بلکه آب زیر زمینی آنها هم شور است.البته این کمبود آب در کشور ما مربوط به عصر حاضر نبوده بلکه در گذشته نیز مردم با کمبود آب مواجه بوده اند وجود سدها و بندهای تاریخی کشور دلیلی بر این ادعاست .اما از آنجایی که در گذشته سطح توقع مردم به علت پایین بودن شرایط زندگی کم بوده است ، قرنها بطور هماهنگ از منابع آب و خاک استفاده کرده اند و آب مورد نیاز را از طروق مختلف به دست آورده اند و مسئله کمبود آن مطرح نبوده و مسئله اصلی روش های بهره برداری از آن بوده است . اما در عصر حاضر از یک طرف کمبود 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 تکنولوژی مسئله نیاز به آب و کمبود 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 کار 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 امکان 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 کم بوده و طول دوره آماری آنها با توجه به سال تأسیس کوتاه می باشد اما در کشور های پیشرفته طول دوره آماری به بیش از ۱۵۰ سال می رسد . در کشور ما تهداد ایستگاههای که دارای آمار بیش از ۵۰ سال می باشند بسیا رکم است و تنها شامل ایستگاههایی است که بر روی رودخانه های جاجرود ، لار و گلپایگانو یکی دو رودخانه دیگر است ، می باشد. امروزه در سطح کشور ایستگاههای اندازه گیری دبی آب زیاد بوده ودر حال گسترش می باشد.

نه تنها تعداد ایستگاهها و طول دوره آماری مهم است بلکه تععن دقیق ایستگاههای هیدرومتری اهمیت زیادی دارد که حتما باید توسط متخصصان این امر تعیین شود.

حوضه هاي آبخيز کشور

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

حوضه خليج فارس و درياي عمان
اين حوضه آبخيز با مساحت 437،150 كيلومتر مربع يكي از پهناورترين حوضه آبخيز‌هاي ايران محسوب مي‌گردد و رودخانه‌هاي غرب، جنوب غربي و جنوب زيرحوضه 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 زيرحوضه 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 حوضه 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 زيرحوضه فقط به اين نکته بسنده مي شود که رودهاي دشت خوزستان به تنهائي 30 درصد منابع آب کشور را دارا مي باشند.

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

حوضه آبخيز درياچه نمك قم
مساحت حوضه 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 حوضه 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.

حوضه آبخيز اصفهان و سيرجان
اين حوضه كه از زير حوضه ‌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 حوضه با مساحت 31،000 كيلومتر مربع از حوضهاي فرعي درياچة كافتر، درياچة بختگان و درياچة مهارلو تشكيل شده و رودخانة كر مهمترين رود اين منطقه محسوب مي‌شود.
- حوضه آبخيز جازموريان
حوضه 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.

- حوضه دشت کوير
اين حوضه که يکي از کم بارش ترين حوضه 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 حوضه به حبله‌رود ( واقع در گرمسار) و كال‌شور جاجرم كه يكي از طويل‌ترين رودخانه‌هاي ايران است، مي‌توان اشاره نمود.

حوضه آبخيز كوير لوت
مساحت اين حوضه كه حوضة كوير لوت از زيرحوضه ‌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.

حوضه اردستان و يزد و كرمان
اين حوضه 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 حوضه آبخيز آن حالت سيلخيزي و رودها حالت فصلي دارند و رودهاي كشف‌رود و جام‌رود از مهمترين آنها بشمار مي‌آيند.

- حوضه هامون
اين حوضه 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 حوضه نيز از جمله كم‌باران‌ترين و خشك‌ترين حوضه‌هاي ايران محسوب مي‌شود و رودهاي هيرمند و ماشكل مهمترين رودهاي آن بشمار مي‌آيند.