هيدروژئولوژي يا آب شناسي

چرخه آب

در اواسط قرن هفدهم ،دانشمندان توانستند مقدار آب دريافتي زمين را به دقت اندازه گيري كنند ومقايسه اي ميان مقدار آن ،با مقدار آبي كه در رودها جريان دارد به عمل آورند.اين اندازه گيري ها نشان داد كه زمين شايد 5 برابر بيشتر از آنچه كه در رودها جريان دارد،آب دريافت مي كند. در اين صورت مسئله ،پيچيده تر شد((بقيه آب ها به كجا مي رود؟))

آب در حركتي مداوم است و از هوا به زمين واز زمين به هوا مي رود. به اين حركت دوره اي ،چرخه آب مي شود. همه ساله حدود 500 هزار كيلومتر مكعب آب تبخير مي شود وبه هوا مي رودكه در حدود 86 درصد آن ،از سطح اقيانوسهاست.بقيه از سطح خاك ،درياچه هاي ورودها به هوا بر مي خيزد.

متجاوز از 97 درصد ذخيره آب زمين در اقيانوسهاست و3 درصد باقي مانده ،مقدار زيادي در قطبين به صورت يخ ذخيره است.مقدار آب زير زميني در مقايسه با آب هاي سطحي ،بسيار زياد تر است در اين صورت آبي كه در اتمسفر وجود دارد در مقايسه با بقيه بسيار اندك است، زيرا كم بودن ظرفيت هوا براي نگهداري بخار آب سبب كاهش آب در اتمسفر مي شود.

- آب،وضع هواي زمين را تنظيم مي كند.اگر آب وجود نداشت، دماي هوا در طول روز به بيش از 100 ودر شب به كمتر از C 100- مي رسيد. در آنصورت اختلاف دماي فصل هاي مختلف نيز تفاوت دماي نقاط قطبي واستوايي بسيار بيشتر مي شد. آبها بخشي از انرژي خورشيد را جذب مي كنند و وقتي هوا سرد باشد،اين انرژي ذخيره شده به آهستگي آزاد مي شود. اين عمل همراه با اثر جريان هاي عمومي هوا كره در جابجايي به اختلاط هوا، موجب تعديل آب وهواي كلي زمين مي شود.

- آب ها از طريق ((فرسايش)) ،((حمل)) و((رسوبگذاري)) بيشترين تغييرات را در سطح زمين به وجود مي آورند.آبها به كمك ديگر عوامل طبيعي مثل باد، دائماً‌ سنگ هاي سطح زمين را مي فرسايندوآنها را در گوديهاي زمين ته نشين مي كنند.اين رسوبات سرانجام سنگ هاي رسوبي را به وجود مي آورند.

- آبكره از نظر تامين آب آشاميدني وكشاورزي ،توليد انرژي وحمل نقل ،فراهم آوردن غذا ومواد معدني ،نقش مهمي در زندگي انسان دارد.

شكل شناسي بستر اقيانوسها

تا چند دهه قبل اطلاعات زيادي از شكل بستر اقيانوسها در دست نبود.در گذشته براي اندازه گيري عمق اقيانوسها از ريسمان و وزنه استفاده مي شد كه كاري بس سخت وخسته كننده بود وبه همين جهت اطلاعاتي كمي از اين راه به دست مي آمد .اما از اواسط قرن بيستم ميلادي با استفاده از دستگاههايي كه زمان رفت وبرگشت امواج صوتي را از سطح تا كف دريا به آساني تعيين مي كرد.دانشمندان توانستند ژرفاي آب اقيانوسها را در هر نقطه به آساني وبه سرعت اندازه گيري كنند. به اين ترتيب نقشه بستر اقيانوسها تهيه شد. همچنين با بهره گيري از وسايل نمونه گيري از رسوبات بستر اقيانوسها،زيردريايي هاي كوچك تحقيقاتي ودستگاههاي حفاري پيشرفته كه قادرند تا اعماق چند هزارمتري زير كف دريا را حفر كنند.اطلاعات با ارزشي از رسوبات وسنگهاي بستر اقيانوسها به دست آمد.

مطالعات واندازه گيريها نشان مي دهدكه بستر اقيانوسها مانند سطح خشكي ها داراي پستي وبلنديها وعوارض متنوعي است. برخي ازمهمترين بخش هاي تشكيل دهنده بستر اقيانوس ها عبارتند از:

فلات قاره ،سراشيب قاره وخيزه قاره- فلات قاره بخش كم شيب حاشيه قاره هاست كه از خط ساحلي تا سراشيب قاره ،يعني جايي كه شيب بستر دريا ناگهان تغيير مي كند ادامه دارد. شيب فلات قاره در حدود 1/. درجه است. حداكثر عمق فلات قاره در نقاط مختلف سازمان است،ولي معمولاً‌ عمق 200 متر را براي آن در نظر مي گيرند .فلات قاره در اطراف برخي قاره ها داراي پهناي زياد(بيش از 1000 كيلومتر) ودر برخي مناطق بسيار باريك است.فلات قاره اگر چه در زير آب است ،از نظر زمين شناسي جز قاره به حساب مي آيد .حد زمين شناسي حوضه هاي اقيانوسي خط ساحلي نيست، بلمه سراشيب قاره است.در عصرهاي يخبندان كه سطح آب اقيانوسها پايين تر از سطح امروزي بوده،بخش هاي وسيعي از فلاتهاي قاره از زير آب خارج بوده اند.به همين جهت به نظر مي رسد كه بيشتر عوارش سطح فلات هاي قاره در عصر يخبندان ايجاد شده اند.فلات هاي قاره بيشتر از لايه هاي رسوبي ضخيم ساخته شده اند. اين رسوبات حاصل فرسايش خشكي هاي مجاورند كه در زمان هاي طولاني رويهم انباشته شده اند.

فلات قاره به بخش نسبتاً پرشيب تري از بستر اقيانوس(با شيب حدود 2 تا 6 درجه) منتهي مي شود كه به آن((سراشيب قاره)) مي گويند. در دامنه سراشيب قاره نيز معمولاً منطقه اي با شيب نسبتاً آرام، به نام ((خيز قاره)) وجود دارد كه سراشيب قاره را به حوضه عميق اقيانوسي متصل مي كند.

در سطح فلات قاره وسراشيب قاره ،دره هاي زير دريايي طويلي ديده مي شود كه تا اعماق دريا امتداد دارند. برخي از اين دره ها ادامه رودخانه هاي بزرگ در خشكيهاست. گرچه ممكن است بخش هاي فوقاني اين دره هاي زير دريايي توسط رود ودر خلال پايين بودن سطح آب دريا در عصرهاي يخبندان ايجاد شده باشند ،ولي اغلب اقيانوس شناسان معتقدند كه بخش هاي عميق تر اين دره ها به وسيله جريان هاي گل آلود پديد آمده اند. اين گونه جريان ها بر اثر لغزش رسوبات از سراشيب قاره ايجاد مي شوند وقدرت فرسايشي زيادي دارند. فلات قاره وسراشيب قاره را رويهم حاشيه قاره نيز مي گويند.

دشت مغاكي- دشت مغاكي مسطح ترين بخش حوضه هاي اقيانوسي را تشكيل مي دهد.هموار وعميق بودن اين مناطق باعث شده است كه به آنها دشت مغاكي گفته شود.

پشته هاي اقيانوسي- كف اقيانوس به تدريج از دشت مغاكي هزاران متر بالا مي آيد وكوههاي زيردريايي طويلي را مي سازد كه به آن پشته هاي اقيانوسي مي گويند. پشته هاي اقيانوسي واقع رشته كوههاي خطي بزرگي هستند كه به طول حدود 60 هزار كيلومتر در كف اقيانوس ها امتداد دارند. پشته مياني اقيانوس اطلس به طول 21000كيلومتر از شمال تا جنوب اين اقيانوس گسترده شده است. عرض پشته هاي اقيانوس 1000 تا1500 كيلومتر است وقله هاي آنها حدود 3000 متر از كف اقيانوس بالاتر است. پشته هاي اقيانوسي داراي شكل هاي متقارني هستند ودر امتداد محور مركزي آنها دره هاي عميقي وجود دارد.پشته هاي اقيانوسي محل فعاليتهاي آتشفشاني وزمين لرزه هاي فراوان است.

درازگودالهاي اقيانوسي- بستر اقيانوس آرام كاملاً‌با بستر اقيانوس اطلس متفاوت است به جاي فلات هاي قاره اي با شيب آرام، گودالهاي عميقي در امتداد حاشيه اقيانوس آرام يافت مي شودكه آن را درازگودال هاي اقيانوسي مي گويند. عميقترين بخش هاي اقيانوسي در همين درازگودالها قرار دارد.ژرفترين نقطه در اقيانوسها،در درازگودالها ماريانا در غرب اقيانوس آرام واقع است

كوههاي دريايي- كوههاي آتشفشاني بستر اقيانوسها را كوه دريايي مي خوانند كوههاي دريايي اغلب مخروطي شكل اند وبر اثر فعاليت هاي آتشفشاني زيردريايي تشكيل شده اند
شكل شناسي بستر اقيانوسها

تا چند دهه قبل اطلاعات زيادي از شكل بستر اقيانوسها در دست نبود.در گذشته براي اندازه گيري عمق اقيانوسها از ريسمان و وزنه استفاده مي شد كه كاري بس سخت وخسته كننده بود وبه همين جهت اطلاعاتي كمي از اين راه به دست مي آمد .اما از اواسط قرن بيستم ميلادي با استفاده از دستگاههايي كه زمان رفت وبرگشت امواج صوتي را از سطح تا كف دريا به آساني تعيين مي كرد.دانشمندان توانستند ژرفاي آب اقيانوسها را در هر نقطه به آساني وبه سرعت اندازه گيري كنند. به اين ترتيب نقشه بستر اقيانوسها تهيه شد. همچنين با بهره گيري از وسايل نمونه گيري از رسوبات بستر اقيانوسها،زيردريايي هاي كوچك تحقيقاتي ودستگاههاي حفاري پيشرفته كه قادرند تا اعماق چند هزارمتري زير كف دريا را حفر كنند.اطلاعات با ارزشي از رسوبات وسنگهاي بستر اقيانوسها به دست آمد.

مطالعات واندازه گيريها نشان مي دهدكه بستر اقيانوسها مانند سطح خشكي ها داراي پستي وبلنديها وعوارض متنوعي است. برخي ازمهمترين بخش هاي تشكيل دهنده بستر اقيانوس ها عبارتند از:

فلات قاره ،سراشيب قاره وخيزه قاره

فلات قاره بخش كم شيب حاشيه قاره هاست كه از خط ساحلي تا سراشيب قاره ،يعني جايي كه شيب بستر دريا ناگهان تغيير مي كند ادامه دارد. شيب فلات قاره در حدود 1/. درجه است. حداكثر عمق فلات قاره در نقاط مختلف سازمان است،ولي معمولاً‌ عمق 200 متر را براي آن در نظر مي گيرند .فلات قاره در اطراف برخي قاره ها داراي پهناي زياد(بيش از 1000 كيلومتر) ودر برخي مناطق بسيار باريك است.فلات قاره اگر چه در زير آب است ،از نظر زمين شناسي جز قاره به حساب مي آيد .حد زمين شناسي حوضه هاي اقيانوسي خط ساحلي نيست، بلمه سراشيب قاره است.در عصرهاي يخبندان كه سطح آب اقيانوسها پايين تر از سطح امروزي بوده،بخش هاي وسيعي از فلاتهاي قاره از زير آب خارج بوده اند.به همين جهت به نظر مي رسد كه بيشتر عوارش سطح فلات هاي قاره در عصر يخبندان ايجاد شده اند.فلات هاي قاره بيشتر از لايه هاي رسوبي ضخيم ساخته شده اند. اين رسوبات حاصل فرسايش خشكي هاي مجاورند كه در زمان هاي طولاني رويهم انباشته شده اند.

فلات قاره به بخش نسبتاً پرشيب تري از بستر اقيانوس(با شيب حدود 2 تا 6 درجه) منتهي مي شود كه به آن((سراشيب قاره)) مي گويند. در دامنه سراشيب قاره نيز معمولاً منطقه اي با شيب نسبتاً آرام، به نام ((خيز قاره)) وجود دارد كه سراشيب قاره را به حوضه عميق اقيانوسي متصل مي كند.

در سطح فلات قاره وسراشيب قاره ،دره هاي زير دريايي طويلي ديده مي شود كه تا اعماق دريا امتداد دارند. برخي از اين دره ها ادامه رودخانه هاي بزرگ در خشكيهاست. گرچه ممكن است بخش هاي فوقاني اين دره هاي زير دريايي توسط رود ودر خلال پايين بودن سطح آب دريا در عصرهاي يخبندان ايجاد شده باشند ،ولي اغلب اقيانوس شناسان معتقدند كه بخش هاي عميق تر اين دره ها به وسيله جريان هاي گل آلود پديد آمده اند. اين گونه جريان ها بر اثر لغزش رسوبات از سراشيب قاره ايجاد مي شوند وقدرت فرسايشي زيادي دارند. فلات قاره وسراشيب قاره را رويهم حاشيه قاره نيز مي گويند.

دشت مغاكي

دشت مغاكي مسطح ترين بخش حوضه هاي اقيانوسي را تشكيل مي دهد.هموار وعميق بودن اين مناطق باعث شده است كه به آنها دشت مغاكي گفته شود.

پشته هاي اقيانوسي

كف اقيانوس به تدريج از دشت مغاكي هزاران متر بالا مي آيد وكوههاي زيردريايي طويلي را مي سازد كه به آن پشته هاي اقيانوسي مي گويند. پشته هاي اقيانوسي واقع رشته كوههاي خطي بزرگي هستند كه به طول حدود 60 هزار كيلومتر در كف اقيانوس ها امتداد دارند. پشته مياني اقيانوس اطلس به طول 21000كيلومتر از شمال تا جنوب اين اقيانوس گسترده شده است. عرض پشته هاي اقيانوس 1000 تا1500 كيلومتر است وقله هاي آنها حدود 3000 متر از كف اقيانوس بالاتر است. پشته هاي اقيانوسي داراي شكل هاي متقارني هستند ودر امتداد محور مركزي آنها دره هاي عميقي وجود دارد.پشته هاي اقيانوسي محل فعاليتهاي آتشفشاني وزمين لرزه هاي فراوان است.

درازگودالهاي اقيانوسي

بستر اقيانوس آرام كاملاً‌با بستر اقيانوس اطلس متفاوت است به جاي فلات هاي قاره اي با شيب آرام، گودالهاي عميقي در امتداد حاشيه اقيانوس آرام يافت مي شودكه آن را درازگودال هاي اقيانوسي مي گويند. عميقترين بخش هاي اقيانوسي در همين درازگودالها قرار دارد.ژرفترين نقطه در اقيانوسها،در درازگودالها ماريانا در غرب اقيانوس آرام واقع است

كوههاي دريايي

كوههاي آتشفشاني بستر اقيانوسها را كوه دريايي مي خوانند كوههاي دريايي اغلب مخروطي شكل اند وبر اثر فعاليت هاي آتشفشاني زيردريايي تشكيل شده اند.

مرور آب و هوا و چرخه هيدرولوژي
در سه سال گذشته چندين توضيح در مورد رابطه بين جريانهاي اقيانوسي و آب و هوا به چاپ رسانده است. اين موضوع جنبه¬هاي بسياري دارد و در يك سري مقاله مروري در مورد رابطه بين آب و هوا و چرخه هيدرولوژي دسته¬بندي و به روز (Up to data) شده و در Nature به چاپ رسيده است (Rahms torf, S. 2002, Ocean Circulation and Climate during the last 120,000 Years, Nature, V.419, P. 207-219).
استفان را مسدورف سعي ميكند تا شواهد مبني بر تغييرات چرخه آب و هوايي سريع و شديد مثل دماي تغيير كرده هوا در بالاي پوشش يخي گرينلند و توده¬هاي يخي شمال آتلانتيك را تعيين سن كند. مرور ديگر ويژگيهاي طولاني مدت¬تر از ارتباطات بين اتمسفر، اقيانوسها، صفحات يخي، فرايندهاي جامد – زمين و نيروهاي نجومي در تغييرات آب و هوايي و سطح دريا در Ma 3 را مشخص مي¬كند. موضوع اصلي اين سيستم ارتباطي انتقال دهها ميليون متر مكعب ازمناطق حاره¬اي به قطب و از صفحات يخي به سطح درياها مي¬باشد (Lambeck, K., et al, 2002, Links between Climate and sea levels for Past three millions Years, Nature, V. 419,P.199-206)

عجایب آب
سالانه در رودخانه های جهان حدود ۴۰ هزاركیلومتر مكعب آب جریان می یابد و این رقمی است كه طی قرن بیستم حدود ۳ در صد افزایش داشته است. تاكنون اكثر محققین این تقصیر را بر گردن تغییرات آب و هوا انداخته اند.
● افزایش آب رودخانه ها در نتیجه افزایش CO۲
افزایش CO۲ اتمسفر منجر به افزایش آب رودخانه ها می شود.
تحقیقات اخیر گویای آن است كه گیاهان موجود در جهان به دلیل افزایش مقدار دی اكسید كربن به آب كمتری برای رشد نیاز دارند. نتایج این تحقیق جدید بیانگر آن است كه مقدار آب رودخانه ها شدیداً افزایش خواهد یافت و ریسك جاری شدن سیل بیشتر خواهد شد. نیكولا جدنی از مركز پیشگویی و تحقیق آب و هوای هادلی در انگلستان مسئول این تحقیق بوده است و در این باره اظهار می دارد كه «ما فكر می كنیم كه این موضوع باعث می شود سالانه ۲۰۰۰ كیلو متر مكعب به روان آب های جهان اضافه شود كه این عدد نسبتاً زیادی است.»
مقدار اضافی دی اكسیدكربن موجود در جو حاصل سوزاندن سوخت های فسیلی است. عقیده بر آن است كه افزایش غلظت این گاز باعث گرم شدن اتمسفر می شود. البته این موضوع باعث می شود كه گیاهان راحت تر این گاز را جذب كرده و از طریق فتوسنتز به بافت های گیاهی تبدیل كنند و برای این فرآیند از رطوبت كمتری بهره جویند.
در مقیاس های كم این بدان معنی است كه گیاهان رطوبت كمتری را از طریق منافذ موجود بر روی برگ های خود وارد هوا كنند. این موضوع در سطح یك سرزمین بدان معنی خواهد بود كه رطوبت بیشتری در خاك باقی بماند و احتمالاً وارد روان آب ها شود.
● عجایب آب
سالانه در رودخانه های جهان حدود ۴۰ هزاركیلومتر مكعب آب جریان می یابد و این رقمی است كه طی قرن بیستم حدود ۳ در صد افزایش داشته است. تاكنون اكثر محققین این تقصیر را بر گردن تغییرات آب و هوا انداخته اند.
اما جدنی می گوید كه اگر به كل سطح سیاره زمین نظر افكنیم متوجه می شویم كه تغییرات آب و هوا احتمالاً باعث كاهش بارندگی نیز شده باشد كه این با تئوری بالا همخوانی ندارد.
ایشان برای آنكه به یك چنین نتیجه ای دست یابند، چهار تئوری را برای توجیه افزایش جریان رودخانه ها مد نظر قرار دادند. برای هر یك از این تئوری ها، جدنی پیشگویی های هر تئوری را به كمك مدل های ارائه شده در مركز هادلی با روند تغییرات واقعی مقایسه كرده اند.
او این مقایسه را در دو سطح جهانی و منطقه ای انجام داده است.
چهار تئوری افزایش آب رودخانه ها به قرار زیر است:
۱- تغییرات اخیر در میزان بارندگی علت این موضوع است.
۲- تغییر در كاربری زمین باعث این بحث شده است.
۳- ذرات گرد و غبار ناشی از فعالیت های انسان ها باعث كاهش قدرت نور خورشید شده و از میزان تبخیر می كاهد.
۴- بهتر انجام شدن فتوسنتز ناشی از افزایش دی اكسید كربن در هوا علت موضوع بوده است.
● تاثیر دوگانه
جدنی در مصاحبه خود اظهار داشته است كه «تغییرات آب و هوا به خودی خود باعث كاهش مقداری از روان آب ها خواهد شد ولی تاثیر دی اكسیدكربن روی گیاهان باعث افزایش حدود ۵ درصدی روان آب ها می شود.» حال اگر این دو موضوع را با یكدیگر تركیب كنیم می توان افزایش حدود ۳ درصدی را مشاهده كرد كه این با الگوهای منطقه ای همخوانی دارد. پیتر كاكس از مركز اكولوژی و هیدرولوژی وینفریت انگلستان می گوید كه « این برای اولین بار است كه اثر دی اكسیدكربن بر روی گیاهان در مقیاس های بزرگ مورد بررسی قرار می گیرد.»
دامون ماتیوز از دانشگاه كلگری كانادا نیز اشاره داشته است كه ممكن است عوامل دیگری نیز در تغییر دبی رودخانه ها موثر بوده باشند. اما او نیز موافق است كه از بین تئوری های مهم تاكنون به نظر می رسد كه تغییر در فتوسنتز با واقعیت همخوانی بیشتری داشته است.

New scientist,۱۵Feb.۲۰۰۶
ترجمه: عبدالله مصطفایی
آفتاب

هیدرولوژی یا آب شناسی از دو کلمه Hydro به معنی آب و Logos به معنی شناسایی گرفته شده است.

دید کلی
هیدرولوژی علمی است که در مورد پیدایش خصوصیات و نحوه توزیع آب در طبیعت بحث می‌کند ولی عملا واژه هیدرولوژی به شاخه‌ای از جغرافیای فیزیکی اطلاق می‌شود که گردش آب در طبیعت را مورد بررسی قرار می‌دهد. انجمن علوم و فنون ایالات متحده تعریف زیر را برای هیدرولوژی برگزیده است:


هیدرولوژی علم مطالعه آب کره زمین است و در مورد پیدایش ، چرخش و توزیع آب در طبیعت خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آب ، واکنش‌های آب در محیط و ارتباط آن با موجودات زنده بحث می‌کند بنابراین ملاحظه می‌شود که هیدرولوژی در برگیرنده تمامی داستان آب است.

تاریخچه و تکامل آب شناسی
تا جایی که تاریخ نشان می‌دهد اولین تجارب آب شناسی مربوط به سومریها و مصریها در منطقه خاورمیانه است بطوری که قدمت سد سازی روی رودخانه نیل به 4000 سال قبل از میلاد مسیح می‌رسد در همین زمان فعالیتهای مشابهی در چین نیز وجود داشته است. از بدو تاریخ تا حدود 1400 سال بعد ازمیلاد مسیح فلاسفه و دانشمندان مختلفی از جمله هومر طالس ، افلاطون ، ارسطو و پلنی در مورد سیکل هیدرولوژی اندیشه‌های گوناگونی ارائه کرده‌اند و کم کم مفاهیم فلسفی هیدرولوژی جای خود را به مشاهدات علمی دادند.


سیر تحولی و رشد
شاید بتوان گفت هیدرولوژی جدید از قرن 17 با اندازه گیریهای مختلف آغاز شد در این دوره پرالت ترانست مقدار بارندگی تبخیر و صعود موئینه‌ای را در حوضه آبریز رودخانه سن اندازه گیری کند ماریوت با اندازه گیری سرعت و سطح مقطع جریان دبی رودخانه سن را در پاریس اندازه گیری کرد.


در قرن 18 مطالعات تجربی در زمینه‌های هیدرولوژی شکوفایی خاصی را پیدا کرد. بر اساس این مطالعات بود که بسیاری از اصول هیدرولیکی پایه گذاری گردید. از آن جمله می‌توان وسایلی مانند پیزو ستروبرنولی ، لوله پیتر ، جریان سنج ولت من ، لوله بوردا ، و نظریه‌هایی مانند نظریه برنولی ، (فرمول شزی و قوانین دالامبرت را نام برد. از آن زمان به بعد هیدرولوژی از جنبه کیفی به کمی سوق داده شده و اندازه گیری بسیاری از پدیده‌های هیدرولوژی امکان پذیر گردید.


قرن 19 را می‌توان دوره طلایی هیدرولوژی دانست در این زمان زمین شناسی نیز به عنوان یک علم تکمیل کننده در آبهای زیرزمینی وارد گردید. قانون دارسی و فرمولهای دو پوئی- تیم (Dmpmit-Thiem) نمونه‌ای از پیشرفت‌های آبهای زیرزمینی همراه با هیدرولوژی می‌باشد. در زمینه هیدرولوژی آبهای سطحی نیز بخصوص به هیدرومتری توجه فراوانی مبذول گردید. فرمولهای فرانسیس در مورد سرریزها ، گانگیه (Gangmillet) کوته (kmtter) و مانینگ (Manning) درباره جریان آب در کانالهای روباز از جمله این مواردند.


فعالیتهای دالتون در زمینه تبخیر نیز بسیار حائز نیز بسیار حائز اهمیت بود. گرچه قسمت اعظم هیدرولوژی جدید در قرن 19 پایه گذاری شد. ولی تا امروز هنوز هیدرولوژی علمی از تکامل زیادی برخوردار نبود.


در اواخر قرن 19 و بخصوص در 30 سال اول قرن 20 صدها فرمول تجربی پیشنهاد گردید که می‌بایست ضرایب و پارامترهای آنها بر اساس قضاوت و تجربه بدست می‌آمده و برای حل این مشکل در بسیاری از کشورها موسسات و انیستیتو‌های تحقیقی در زمینه هیدرولوژی تاسیس گردید. در این دوره دانشمندان زیادی ظهور کردند از جمله می‌توان در سال 1932 شرمن (Sherman) نظریه روش هیدروگراف واحد برای تخمین رواناب پیشنهاد کرد.


نظریه تیس (Thies) در حل مسائل مربوط به هیدرولوژی چاهها و روش پیشنهادی گامبل (Gammble) در سال 1941 برای تجزیه و تحلیل آماری داده‌ها و روشهای انیشتین (Einstein) را در مطالعات رسوب رودخانه‌ها نام برد. و از سال 1650 به بعد روشهای نظری در هیدرولوژی بسیار معمولی گردید بطوری که اکثر فرمولها و روشهای تجربی در قالب ریاضی در رد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.

زیرشاخه‌های هیدرولوژی
هیدرومتئورولوژی (Hydrometeorology) یا آب و هواشناسی
کاربرد هواشناسی را در مسائل هیدرولوژی مورد بررسی قرار می‌دهد. به عبارت دیگر هیدرومتئورولوژی را می‌توان علمی دانست که درباره مسائل مشترک بین هواشناسی و هیدرولوژی بحث می‌کند.

لیمنولوژی
علم مطالعه آبهای داخل خشکی (دریاچه‌ها و برکه‌ها و ...) را لیمنولوژی (Limnology) گویند. در این رابطه خصوصیات فیزیکی ، شیمیایی ، و بیولوژیکی آب توده‌های آب موجود در داخل خشکیها مورد مطالعه قرار می‌گیرد.

کرایولوژی
یخ شناسی یا کرایولوژی (Cryology) علمی است که در آن خصوصیات مختلف آب در حالت جامد (برف یا یخ) بررسی می‌شود. به زبان دیگر کرایولوژی علم یخ شناسی و بررسی یخچالهاست هرچند یخچال شناسی نیز امروزه خود علم جداگانه‌ای را تشکیل می‌دهد.

ژئوهیدرولوژی (geohydrology)
به معنی هیدرولوژی آبهای زیرزمینی یا علم مطالعه آبها در زیر زمین است که در مقابل آن علم مطالعه آب در سطح زمین که هیدرولوژی آبهای سطحی گفته می‌شود قرار دارد. غالبا دو واژه ژئوهیدرولوژی و هیدروژئولوژی باهم اشتباه می‌شوند. اما در اولی تکیه بر هیدرولوژی و در دومی تکیه بر زمین شناسی می‌باشد. در فارسی برای مطالعه آب در زیر زمین از واژه هیدروژئولوژی استفاده می‌شود.

پوتامولوژی
رودخانه شناسی یا پوتامولوژی (Potamology) مسائل مربوط به جریان آب در رودخانه را مورد بررسی قرار می‌دهد در این رابطه تاکید بر جنبه‌های فیزیکی موضوع است تا بیولوژیکی آن.

هیدروگرافی
علم مطالعه وضعیت و خصوصیات فیزیکی آب بخصوص در رابطه با مسائل کشتیرانی را هیدروگرافی (Hydrography ) گویند. مطالعه جزر و مد در دریاهای آزاد و نوسانات سطح آب و نیز موج شناسی در قلمرو این علم قرار دارد.

هیدرومتری
آب سنجی که به آن هیدرومتری (Hydrometry) نیز گفته می‌شود. علم اندازه گیری آب و مسائل مربوط به آن می‌باشد، در واقع این علم سنجشهای مختلف مرکز آب ، مقادیر جریان و موارد مشابه به آن را در برمی‌گیرد.

اقیانوس سنجی
در علم اقیانوس سنجی (Oceanolography) خصوصیات فیزیکی ، شیمیایی ، بیولوژیکی و دیگر ویژگیهای اقیانوس و دریاهای آزاد مورد مطالعه قرار می‌گیرد. این علم خود بخشی از دانش وسیع اقیانوس شناسی (Oceanology) به شمار می‌آید.

کاربردهای هیدرولوژی
امروزه این علم در طراحی و طرز عمل سازه‌های هیدرولیکی نظیر سدهای ذخیره‌ای و انحرافی ، کانالهای آبیاری و زهکشی و پل ، مهندسی رودخانه و کنترل سیلاب ، آبخیزداری ، جاده سازی ، طراحی تفرجگاه مسائل بهداشتی و فاضلاب شهری و صنعتی و زمینه‌های زیست محیطی بطور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ضرورت این علم (هیدرولوژی)
هر سال به سطح خشکیهای کره زمین حدود 110000 کیلومتر مکعب آب بصورت نزولات جوی فرو می‌ریزد در عوض 70000 کیلومتر مکعب آن بصورت تبخیر خارج می‌شود. تفاوت این دو رقم 40000 کیلومتر مکعب است که منابع تجدید شونده آب را تشکیل می‌دهند. مقدار سرانه آب تجدید شونده در سطح دنیا رقمی حدود 7400 متر مکعب در سال برای هر نفر است. اما این مقدار بطور یکنواخت تقسیم نشده است.


متخصصان هیدرولوژی رقم 1000 متر مکعب در سال برای هر نفر را مرز کم آبی یک کشور تعیین کرده‌اند. این رقم در مصر 30 در قطر 40 در لیبی 160 در عربستان 140 متر مکعب در سال برای هر نفر برآورد شده است. همگی جز کشورهای کم آب محسوب می‌شوند. در ایران این سرانه 1500 متر مکعب در سال تخمین زده شده است. با این حساب نمی‌توان ایران را یک کشور کم آب تلقی کرد. یکی از راههای سازگاری با خشکی استفاده بهینه از منابع آب است. باید سعی کرد که تا حد امکان از ریزشهای جوی ، جریان آبهای سطحی و منابع زیرزمینی به نحو مطلوب استفاده شود و این کار عملی نخواهد بود مگر با شناخت پدیده‌های هیدرولیکی.

اطلاعات اولیه
کره زمین از نظر آنکه دمای سطحی آن به قدری است که وجود آب را در هر سه حالت مایع ، جامد و گاز امکان‌پذیر می‌کند، در میان سیارات منظومه شمسی ، سیاره‌ای غیر عادی است. از این گذشته ، تا آنجا که می‌دانیم، کره زمین تنها جرم منظومه شمسی است که در آن اقیانوس‌هایی وجود دارد. در واقع ، بهتر این بود که گفته شود اقیانوس ، زیرا اقیانوس‌های آرام ، اطلس ، هند ، منجمد شمالی و منجمد جنوبی اقیانوس یکپارچه‌ای هستند پر از آب شور ، و می‌توان قاره‌های اروپا ، آسیا ، آفریقا و آمریکا و خشکیهای کوچکتری مانند قطب جنوب و استرالیا را جزیره‌های این اقیانوس یکپارچه پنداشت.

مشخصات اقیانوس یکپارچه
واقعیت‌های مربوط به این اقیانوس یکپارچه بسیار جالب‌توجه است. مساحت کل این اقیانوس 363 میلیون کیلومتر مربع است و بیشتر از 70 در صد سطح کره زمین را پوشانیده است. حجم این اقیانوس با توجه به اینکه عمق متوسط اقیانوسها 7/3 کیلومتر است، در حدود 1340 میلیون کیلومتر مکعب است. یعنی برابر با 15/0 حجم کل سیاره زمین است. این اقیانوس در برگیرنده 2/97 درصد H2O زمین است و چون در هر سال 3300000 کیلومترمکعب از آب اقیانوس تبخیر می‌شود و سپس به صورت باران یا برف بر زمین می‌بارد، در نتیجه چنین بارشهایی در حدود 8250000 کیلومترمکعب آب شیرین در زیر قاره‌ها و در حدود 1250000 کیلومتر آب شیرین در دریاچه‌ها و رودخانه‌ها گرد آمده است.

اهمیت اقیانوس
اقیانوس اهمیت ویژه‌ای در حیات دارد. تقریبا مسلم است که نخستین صورتهای حیات در اقیانوس‌ها ظاهر شده است و از لحاظ کمیت محض ، هنوز هم قسمت اعظم حیات در اقیانوس‌ها است. حیات در روی زمین محدود به چند مترمربع از سطح زمین است، (اگر چه پرندگان و سرنشینان هواپیماها گاهی از این حد و مرز بیرون می‌روند) و حال آنکه حیات در اقیانوس‌ها سراسر اقیانوس را تا اعماق 15 کیلومتری و در بعضی نقاط تا اعماق بیشتر ، اشغال می‌کند.

آگاهی انسان در مورد اقیانوس‌ها
آگاهی‌های انسان درباره اقیانوس‌ها ، و به خصوص کف آنها ، تا سالهای اخیر به همان اندازه آگاهیهای او از سیاره‌های دیگر بوده است. حتی آنچه امروزه اخترشناسان درباره سطح ماه می‌دانند، بیشتر از دانسته‌های زمین شناسان درباره سطح زیر اقیانوس‌های زمین است.

اقیانوس‌نگاران اولیه
اقیانوس شناسی (Oceanography) جدید را ماتیو فونتین موری (Mathew Fontaine Maury) ، افسر نیروی دریایی آمریکا ، کشف کرد. وی در آغاز سی سالگی ، در حادثه‌ای ناگوار پای خود را از دست داد. اما این حادثه ناگوار به نفع بشریت تمام شد. پس از این حادثه بود که موری متصدی انبار نقشه‌ها و وسایل نقشه‌برداری شد و کوشش خود را صرف نقشه‌برداری از جریانهای اقیانوس‌ها کرد.

موری پیشقدم همکاریهای بین المللی در مطالعات مربوط به اقیانوس شد و در کنفرانس تاریخی بین‌المللی که در سال 1853 در بروکسل تشکیل شد، چهره‌ای موثر بود. نخستین کتاب درسی خود را درباره اقیانوس‌نگاری ، به نام جغرافیای فیزیکی دریا ، در سال 1955 منتشر کرد. (فرهنگستان علوم دریایی در آناپولیس (Annapolis مرکز ایالت مریلند در آمریکا) به افتخار کارهای بزرگ وی به 'قصر موری' (Maury Hall) ملقب شد.

(جریان کرومول
بعد از موری ، جریانهای اقیانوسی به طور کامل نقشه‌برداری شدند. این جریانها به وسیله اثر کوریولیس در اقیانوس‌های نیمکره شمالی دوایر عظیمی ‌در جهت حرکت عقربه‌های ساعت طی می‌کنند و در اقیانوس‌های نیمکره جنوبی دوایر عظیمی‌ در خلاف جهت حرکت عقربه‌های ساعت می‌پیمایند. جریانی که در امتداد خط استوا حرکت می‌کند، تحت تاثیر اثر کوریولیس قرار نمی‌گیرد و ممکن است مسیری مستقیم طی کند. چنین جریان مستقیمی‌ در اقیانوس آرام واقع است و چندین کیلومتر در امتداد استوا به طرف مشرق طی می‌کند. این جریان به افتخار کاشف آن ، تونزند کرومول (Townsend Cromwell) ، اقیانوس شناس آمریکایی ، جریان کرومول نامیده شده است.

آیا اعماق اقیانوس‌ها ، آرام است؟
اقیانوس‌نگارها جریانهای کندی را در اعماق اقیانوس‌ها کشف کرده‌اند. دلایل غیر مستقیمی‌ نشان می‌دهد که اعماق اقیانوس‌ها نمی‌تواند آرام باشد. یکی از این دلایل این است که موجودات بالای دریا ، پیوسته کانیهای غذایی ، یعنی فسفاتها و نیتراتها ، را مصرف می‌کنند و پس از مرگ ، این مواد را با پیکر خود به اعماق دریا می‌برند. اگر جریانی وجود نداشت تا این مواد را دوباره به سطح دریا بیاورد، سطح دریا از وجود این کانیها تهی می‌شد.

دلیل دیگر آن است که اگر جریانهایی برای انتقال اکسیژن وجود نداشت، اکسیژنی که از هوا جذب می‌شد، نمی‌توانست به اعماق دریا نفوذ کند و در نتیجه بر اثر کاهش مقدار اکسیژن ، ادامه حیات در اعماق دریا امکان‌پذیر نبود. در واقع ، معلوم شده است که اکسیژن در عمیق‌ترین نقاط دریا نیز دارای غلظت مناسبی است. وجود اکسیژن در این نقاط فقط با این تصور قابل توضیح است که در اقیانوس مناطقی وجود دارد که آبهای سطحی سرشار از اکسیژن را به طرف پایین می‌کشد. علت پیدایش این جریانهای قائم اختلاف دماست.

آب سطحی اقیانوس در نواحی قطبی سرد می‌شود و بنابراین به طرف پایین کشیده می‌شود. این جریان دائمی ‌آبی که به پایین کشیده می‌شود، در سراسر بستر اقیانوس انتشار می‌یابد. بنابراین ، حتی در مناطق استوایی ، آب اعماق اقیانوس بسیار سرد و دمای آن نزدیک نقطه انجماد است. آب سرد اعماق اقیانوس عاقبت به طرف سطح آب بالا می‌آید، زیرا جای دیگر برای رفتن ندارد. آب ، پس از آنکه دوباره به سطح اقیانوس رسید، گرم و به طرف قطب شمال یا قطب جنوب کشیده می‌شود و در آنجا دوباره به طرف پایین کشانده می‌شود.

حیات در اعماق دریا
شگفت‌انگیز است که در عمق دریا نیز حیات وجود دارد. تقریبا تا یک قرن پیش تصور می‌شد که حیات در اقیانوس‌ها محدود به مناطق سطحی آنها است. مدیترانه ، مرکز اصلی تمدن متمادی ، در واقع در قسمتهای بسیار عمیق نسبتا عاری از حیات است، اما اگر چه این دریا نیمه کویر ، یعنی گرم و کم اکسیژن است. ادوارد فوربر (Edward Forber) ، طبیعی‌دان انگلیسی ، در دهه 1840 از عمق 2100 متری آن توانست ستاره دریایی زنده به دست آورد.

سپس معلوم شد که کابل تلگرافی که در سال 1860 از کف دریای مدیترانه از عمق 1600 متری گذرانده بودند، از مرجانها و گونه‌های دیگر پوشانده شده است. دنیای زندگی زیر آبی به هیچ وجه منطقه وهم‌آور سکوت نیست. هیدروفون (Hidrophen یا گوشی زیر آبی) در سالهای اخیر نشان داده است که صداهای تیک تیک ، خرخر ، ناله و صداهای دیگر موجودات دریایی به قدری زیاد است که سرسام‌آورتر از شلوغترین مکانهای روی خشکی است.

منابع جدید کانی
با دست یافتن آدمی‌ به پایین‌ترین عمق دریا ، منبع جدید و با ارزشی از مواد کانی ممکن است، به دست آید. ظاهرا در مناطق وسیعی از بستر اقیانوس آرام منابعی سرشار از منگنز و مقادیر قابل توجهی کبالت ، نیکل و مس پراکنده است.

آب‌شناسی (دانش هیدرولوژی) در ایران باستان

جهش امپراتوری شكوهمند ایرانیان در زمان هخامنشیان و تعالی و ترقی آن در زمان ساسانیان، و دیرپایی این تمدن مدیون دانش آب‌شناسی ایرانیان یود.
مردمان ایران‌زمین از دیرباز به ارزش آب به عنوان ماده‌ای زندگی‌بخش و ارزشمند آگاهی داشتند. نیاز طبیعی بشر به آب، وضع جغرافیایی فلات ایران و كمیابی این مایع گرانبها، ارزش این ماده را نزد ایرانیان صدچندان نموده و آن را در جایگاه والایی قرار می‌داده است. برای آنكه به ارزش والای آب در دیدگاه ایرانیان باستان پی ببریم، كافی است كه نیم‌نگاهی به اوستای زرتشت اندازیم.
آناهیتا، ایزد آب‌ها، كه گردونه او را در آسمانها چهار اسب ابر و باران و ژاله و شبنم میكشیدند، یكی از بزرگ ایزدان پیش از زرتشت بود، و نیایشگاههای او در كنگاور (كرمانشاه) و بیشابور (فارس) نمایان است، در اوستا مورد ستایش بسیار بوده و هم مرتبه میترا (مهر) و اورمزد (اهورامزدا) قرار می‌گیرد. آب در آیین زرتشت پاك است و مظهر پاكی و باید كه همچنان پاك باقی بماند. زرتشت از اهورامزدا درخواست می‌كند كه رودها را از آبی به سترگی شانه اسب لبالب نموده و به پیروان خویش می‌‌آموزد كه آلوده نمودن آب، به هر شكل و گونه‌اش، خلاف دین و اهریمنی است. اینچنین است كه شناخت آب در ایران‌باستان با وابسته داشتن صفات ویژه به آن و ارجمند داشتن این ماده زندگی‌بخش آغاز می‌شود. هنوز هم بازمانده آیین‌های ایزد آب‌ها در جای‌جای ایران برگزار می‌شود كه برای نمونه می‌توان به مراسم جوی‌روبی و بیل‌گردانی در دامنه آتشكده آتش‌كوه در نیمور، محلات اشاره نمود.
در ایران‌باستان، صدها سال پیش از آنكه نخستین فرضیه‌های مربوط به آب‌شناسی ارائه شود، به گونه‌ای شگفت‌آور و باورنكردنی، پاسخ یكی از مهمترین و دشوارترین مسائل مربوط به یافتن آب و آب‌های زیرزمینی یافته شده بود. سنگ‌نوشته‌ها و لوح‌های باز مانده از ایران باستان، بیانگر این است كه مردمان ایران‌زمین آب‌های زیرزمینی را با كندن كاریزهای دراز و بسیار عمیق برآورده به روستاها و شهرهای خود می‌رساندند. اینكه نخست‌گاه این كاریز كجا بوده و در چه مناطقی به آب می‌توان دست یافت و اینكه كاریز چگونه باید ساخته شود، شاید مهمترین مساله‌ای بوده است كه بشر از آغاز تمدن تا كنون در دانش آب‌یاری و آب‌رسانی با آن روبرو بوده است. پرفسور هانری گوبلو كه بیش از ۳۰ سال بر روی قنات‌های ایران بررسی و مطالعه انجام داده است در كتاب قنات، فنی برای دستیابی به آب ،عظمت قناتهای ایران را برابر با دیوار چین می‌داند. مجموعه طول قناتهای ایران بیش از چهارصد هزار كیلومتر، بیش از فاصله زمین تا ماه، و قنات گناباد به طول سی‌وپنج كیلومتر و ژرفنای بیش از سیصد متر و چاه‌هایی با فواصل منظم پنجاه متری، از زمان هخامنشیان، یك شاهكار بی‌نظیر در سراسر جهان است. چندتن از دانشمندان امریكایی مانند اف.دیكسی در نوشتار یك كتابچه علمی برای سازماندهی آب، ام.ا.باتلر در كتاب آبیاری به كمك قنات در ایران، سی.اف.تولمان در كتاب آب‌های زیرزمینی، ژی.بی.كرسی در كتاب قنات و كاریز، ژی.بیژلیبین‌كت در كتاب آب‌شناسی و هانری گوبلو در كتاب‌های آبیاری در كالیفرنیا و قنات، فنی برای دستیابی به آب خود همگی بر این باورند كه قنات‌های لوس‌آنجلس و پاسادانای كالیفرنیا، همچنین قنات‌های شیلی و مكزیك، در زمان سلطه اسپانیایی‌ها، توسط مهندسان، متخصصان و كارگران ایرانی ساخته شده است.
به خاطر داشته باشیم كه تمدن‌های باستانی همگی در كنار رودهای بزرگ، همانند نیل، دجله، فرات، سند، گنگ، هوانگهو، یانگ‌تسه و ... شكل گرفتند اما تنها تمدنی كه به دور از هرگونه رودخانه عظیم شكل گرفت و مالك‌الرقاب جهان باستان شد، ایران بود. جهش چشمگیر امپراتوری ایران مدیون قنات بود. در زمان هخامنشیان، اگر كسی زمین بایری را با احداث قنات آب‌یاری می‌كرد، تا پنج نسل از پرداخت هرگونه مالیات معاف بود. به گواهی تاریخ مصر، دریاسالار پارسی اسكیلاكس هخامنشی هنگام اقامت در مصر، فنون احداث كاریز را به مصریان آموخت. در زمان ساسانیان، رساله مدیگان هزاردادستان، در شرح ساخت و لایروبی قنات و كاریز، و استفاده هوشمندانه از آن، تالیف شده است.
در نوشته‌های دانشمندان ایرانی پس از اسلام، به نكته‌ای شایان توجه بر می‌خوریم و آن اینكه بسیاری از دانشمندان ایرانی در دوران اسلامی، هریك به گونه‌ای، به جنبه‌های گوناگون دانش آب‌شناسی پرداخته‌اند. دانش آب‌شناسی در آن دوران نیز مانند امروز دربردارنده بررسی دوره گردش آب یا چرخه آب (سیكل آب) در طبیعت، جریان آب در روی زمین، آب‌های زیرزمینی، چشمه‌ها، دریاچه‌ها، دریاها و اقیانوس‌‌ها و چگونگی دگرگونی‌های كمی و كیفی آب‌های آنها می‌شده است.
دانشمند بزرگ ایرانی، ابوریحان بیرونی در آثارالباقیه، در باره زیاد و كم شدن آب رودخانه‌ها، چشمه‌سارها و كاریزها می‌گوید:
زیاد شدن آب‌ها در جمیع اودیه و انهار به یك حالت نیست، بلكه اختلاف بزرگی با هم دارند. چنانكه جیحون هنگامی آبش زیاد می‌شود كه دجله و فرات رو به كمی گذارد و علت این است كه هر رودخانه‌ای كه سرچشمه آن در نواحی سردسیر باشد، آب آن در تابستان زیادتر و در زمستان كمتر است، زیرا بیشتر آب‌های اصلی آن از چشمه‌سارها گردمی‌آید و رطوبت‌‌هایی كه در كوه‌هایی كه این رودخانه‌ها از آن بیرون می‌آید و یا از آن می‌گذرد سبب زیادت و نقصان آب این رودخانه‌ها می‌شود.
دیگر اندیشمند بزرگ ایران، ابوعلی سینا در دانشنامه علایی (طبیعیات) در باره جذر و مد دریاها و اثر ماه بر آن گوید:روشنایی و قوت‌ها كه از آفتاب و ستارگان است در این عالم اثر كند و ظاهرتر اثر آن آفتابست و آن ماه كه آب دریاها را مد كند.و هم او درباره پدیده‌های بارندگی گوید:و اما بخار چون از گرمگاه برخیزد جنبش وی گرانتر بود و چون به آن جایگاه رسد از هوا كه سرد بود، سرمای آن جایگاه او را ببندد. ... و هرگاه كه بخار زمین بفسرد، ابر شود ... و این را سه حكم بود. یا اندك بود، كه و را گرمی آفتاب بروی افتن، زود متفرق كند. یا قوی بود، كه آفتاب اندر وی فعل نتواند كردن، كه پراكندش، پس چون گردآید، و یك اندر دیگر نشیند، و خاصه كه باد گردآورش دیگر بار آب شود، و فروجهد، پس اگر سرما اندریابدش، پیش از آن كه قطره‌ها بزرگ شود و برف بود.
دانشمند ایرانی سده پنجم هجری، ابوحاتم اسماعیل اسفزاری خراسانی، كه برای نخستین بار در جهان پدیده‌های جوی و هواشناسی را در كتاب خود به نام آثار علوی (Meteorology)، گردآوری نموده و او را به حق باید پدر دانش هواشناسی نام داد، در باره بخار و باران و برف و شبنم می‌گوید:
هرگه كه حرارتی از تابش خورشید یا از جوهر آتش به آب رسد، مدتی با او بماند، آب مستحیل شود، و از جای خود برخیزد، و به سوی بالا بر شود، آن را بخار گویند، چون گرما بر بخار مستولی شود، آن بخار جوهر هوا گردد. ... و اگر برودتی بر آن بخار مستولی شود، جوهر آب گردد، و قصد زمین كند، آنگاه آن را باران گویند، پس اگر هوا ساكن بود، آن دانه‌ها خردباران (drizzle) بود و اگر متحرك بود، آن دانه‌های خرد به یكدیگر بپیوندند بزرگ گردند ((rain تا به رگبار رسند(shower). ... و اگر برودتی به افراط بر آن غالب آید جوهر برف باشد ... هرگاه كه هوا سرد باشد و سرما بر بخار مستولی گردد، آن هوا آب شود و بر صورت قطره‌های آب از برگ‌ها بیاویزد، آن را شبنم (صقیع - dew ) خوانند ... .
وی همچنین مطالعات و بررسی‌هایی در باره چگالی آب‌های گوناگون از مناطق مختلف انجام داده است. ریاضی‌دان و مهندس بزرگ سده پنجم هجری، محمد بن حسین كرجی، دیدگاه‌های بسیار جالبی در باره آب‌شناسی دارد و در كتاب خود استخراج آب‌های پنهانی، انباط المیا الخفیه، به بررسی روش‌ها و قواعد مربوط به تشخیص آب‌های زیرزمینی می‌پردازد. او می‌گوید:
خدای بزرگ در روی زمین آبی ساكن آفرید، كه همچون گردش خون در بدن جانوران در جریان است. این آب با افزایش و كاهش بارندگی، افزون و كم نمی‌شود (چرخه آب در طبیعت) ... این آب بیشتر شكاف‌های درون زمین را پر می‌كند، و تا آنجا كه مانعی سخت در سر راهش وجود نداشته باشد، هر قسمت به قسمت دیگر می‌پیوندد ... آب‌هایی كه در زیر زمین قرار دارند نیز در بعضی مواضع مانند رودها جاری هستند و در بعضی موارد دیگر مانند دریا ساكن و آرامند.
در نزهت‌نامه علایی، دانشنامه بزرگ فارسی، تالیف شهمردان‌بن‌ابی‌الخیر رازی، در سده ششم هجری، مطالب گوناگون و جالبی در باره آب‌شناسی آمده است.
آب، مد و جزر دریای پارس از عجایب است و به شبانه روز دو دفعه زیادت و نقصان گیرد، و در سیر ماه بسته است ... و جای هست كه مقدار پنجاه ارش زمین خشك به وقت مد آب، بالا گیرد به هر دفعتی، ... .
ناوخدای، بزرگ‌ بن شهریار رامهرمزی، دریانورد بزرگ ایرانی در سده چهارم هجری، كه سفرهای اكتشافی فراوانی به شرق انجام داد، در كتاب بسیار جالبی به نام عجایب الهند، شرح كاملی از توفان‌های دریای هند، مانسون، ارائه نموده است. دریانورد معاصر او ابهره كرمانی نیز، كه در آن روزگار هفت سفر دریایی به چین و شرق دور داشته است نیز، مانسون هند و تیفون چین (هاریكن‌ها یا سایكلون‌های شرق آسیا)، را در نوشته‌های خود شرح داده است. جیهانی، وزیر دودمان سامانیان نیز اطلاعات خویش را در باره این توفان و همزمانی آن با بادهای ۱۲۰ روزه سیستان، در كتابی گردآوری نموده است. سلیمان سیرافی و مهران وهب سیرافی از دریانوردان ایرانی سده سوم و چهارم هجری، كه سفرهایی به چین و هند داشته‌اند، و همچنین سهل بن آبان دریانورد ایرانی سده ششم هجری كه سفرهایی به هند و شرق افریقا داشته ‌است، و سلیمان مهری دریانورد سده نهم هجری، نیز در سفرنامه‌های خود به باران‌های موسمی هند و منشا احتمالی آنها، اشاره كرده‌اند.
مسعودی مورخ ایرانی در كتاب التنبیه و الاشراف، به ذكر منشا رودها و دریاها پرداخته و از بسیار از پدیده‌های آبی سرزمین ایران، سخن رانده است. توصیف زیبا و دقیق ناصرخسرو در سفرنامه‌اش، از فانوس‌های دریایی (خشاب‌های) دریای پارس، نمایانگر دانش آب‌شناسی و دریانوردی ایرانیان است.
اشاره كوتاهی به این مساله چندان دور از تدبیر نیست كه سد كوریت در نزدیكی طبس در خراسان جنوبی كه در زمان هخامنشیان، در منطقه‌ای فوق‌العاده، ساخته شده و یكبار در زمان ساسانیان نوسازی و بار دیگر به فرمان و اندیشه خواجه نصیرالدین توسی، در اوج شكوفایی مكتب مراغه، دیواره آن، بر روی شالوده هخامنشیان، كاملا بازسازی شده است، با ارتفاع بیش از ۶۴ متر، بیشتر از شش صد سال، بلندترین سد جهان بوده است.
در دوران هخامنشیان بیش از ۶۰ سد در ایران ساخته شد و این جدای از پل- بند‌های این دوره است. در زمان ساسانیان پل و بند شوشتر با درازای بیش از پانصد متر ساخته شد. تاریخ نام سازنده این پل و همچنین سد شادروان (Shadervan) شوشتر را یك مهندس ایرانی به نام برانوش پارسی ثبت كرده‌است. پل‌دخترهایی كه در سراسر ایران از جمله سروستان و میانه به چشم می‌خورند منسوب به آناهیتا، ایزد آب‌ها بوده‌اند.
اختراع سه نوع آسیاب آبی، نمایانگر دانش و بینش ژرف ایرانیان باستان در كلیه علوم از جمله آب‌شناسی است. نخست آسیاب تنوره یا آسیاب نورس یا آسیاب پره، با محوری عمودی و پره‌های قاشقی، دوم آسیاب چرخی كه رومیان به آن آسیاب ویترویان نام نهادند، با محور افقی كه نام مخترع آن را مهرداد ثبت نموده‌اند، و سوم آسیاب شناور، كه با پره‌های بزرگ پارویی دوران می‌كرده است و در رودخانه‌های خراسان، خوزستان و میانرودان به تعداد زیادی ساخته شده بوده است، و بازمانده آن هنوز در شوشتر خودنمایی می‌كند.
دستگاه پالایش آب چغازنبیل (زنگه ویل - شهر زنگه)، نخستین و قدیمی‌ترین دستگاه پالایش آب در جهان است كه برابر با قانون ظروف مرتبط آب گل‌آلود رودخانه كرخه را به آبی سالم و گوارا تبدیل می‌نموده است. و آب‌انبارهای كویری ایران هم كه خود حدیث مفصلی است. و این چكیده خود اندكی است از دانش آب‌شناسی ایرانیان كه از دسترس چپاولگران زمانه و چنگ‌ورزان بیگانه در امان مانده و به ما رسیده. باشد كه ما شایستگی و بایستگی میراث‌داری آنان را داشته باشیم. در سال ۱۲۸۹ رودخانه زاینده‌رود خشكید. مردم در آن چاهی كندند به قرب سی زرع و آبی به زحمت می‌كشیدند برای مشروبات. (تاریخ مسعودی)

جعفر سپهری
منبع :
تاریخ علم در ایران مهدی فرشاد
تاریخ علم جورج سارتون
آب و هوای باستانی ایران محمدتقی سیاه‌پوش
زندگی و مهاجرت نژاد آریا فریدون جنیدی
قنات، فنی برای دستیابی به آب هانری گوبلو
شبکه فیزیکی هوپا

دريا
آب بسیار که محوطه وسیعی را فرا گیرد و به اقیانوس راه دارد را دریا گویند؛ مجموع آب های شور که جزء اعظم کره زمین را می پوشاند و تقریباً سه چهارم سطح زمین را در بر گرفته و در نیمکره جنوبی بیشتر از نیمکره شمالی زمین را فرا گرفته است.
عنوان دریا معمولاً برای دریاچه های شور هم که فاقد مجرای خروجی طبیعی اند نیز استفاده می شود، مانند دریای خزر که دریاچه ای بزرگ است، و دریاچه گالیله که یک دریاچه کوچک با آب شیرین و مجرای خروجی طبیعی است.
عمق دریاها مختلف و تغییر پذیر است و در بعضی نقاط بین ۱۲،۰۰۰ تا ۱۵،۰۰۰ متر می باشد. ته دریاها مانند سطح زمین ناصاف و غیر مسطح می باشد و در زیر آب دره هایی موجود است شبیه به دره هایی که در کوه های بسیار مرتفع مشاهده می کنیم و جزیره های کوچک و کم وسعت نیز قله های کوه های مرتفع زیر دریا هستند.
● دریاهای منشعب از اقیانوس
لیستی از دریاها که به وسیله اقیانوس ها تقسیم شده اند:
▪ اقیانوس آرام (کبیر)
▪ اقیانوس آرام بزرگترین اقیانوس جهان می باشد. وسعت این اقیانوس حدود ۱۶۶ کیلومترمربع و عمق متوسط آن ۴۱۸۸ مترمی باشد و دریاهای منشعب از آن عبارتند از:
۱ـ دریای برینگ
۲ـ دریای کرتز
۳ـ دریای اختسک
۴ـ دریای چین شرقی
۵ـ دریای چین جنوبی
۶ـ دریای سولو
۷ـ دریای فیلیپین
۸ـ دریای فلورز
۹ـ دریای باندا
۱۰ـ دریای تاسمانی
۱۱ـ دریای زرد
۱۲ـ دریای کرال
۱۳ـ دریای مرجان
۱۴ـ خلیج کالیفرنیا
۱۵ـ خلیج آلاسکا
▪ اقیانوس اطلس
وسعت اقیانوس اطلس حدود ۸۳ میلیون کیلومتر مربع در بین قاره امریکا و قاره های اروپا و آفریقا واقع است. عمیق ترین ناحیه این اقیانوس ۹۲۰۰ متر و در شرق جزیره پورتوریکو است.
دریاهای منشعب از این اقیانوس عبارتند از:
۱ـ دریای شمال
۲ـ دریای بالتیک
۳ـ دریای مدیترانه
۴ـ دریای آدریاتیک
۵ـ دریای سیاه
۶ـ دریای جونین
۷ـ دریای لیگورین
۸ـ دریای مرمره
۹ـ دریای کریت
۱۰ـ دریای لابرادور
۱۱ـدریای مانش
۱۲ـ خلیج گینه
۱۳ـ خلیج بیسکای
۱۴ـ خلیج مکزیک
۱۵ـ خلیج جیمز
۱۶ـ خلیج هودسن
▪ اقیانوس هند
وسعت اقیانوس هند در حدود ۷۵ کیلومتر مربع است. عمیق ترین ناحیه این اقیانوس در جنوب جزیره جاوه اندونزی و به عمق ۷۴۵۰ متر می باشد.
دریاهای منشعب از این اقیانوس عبارتند از:
۱ـ دریای سرخ
۲ـ دریای عمان
۳ـ دریای عرب
۴ـ دریای جاوه
۵ـ دریای آندامان
۶ـ خلیج عدن
۷ـ خلیج فارس
۸ـ خلیج بنگال
▪ اقیانوس منجمد شمالی
وسعت اقیانوس منجمد شمالی در حدود ۱۵ کیلومتر مربع است. در بیشتر مواقع سال آب های این اقیانوس یخ بسته اند. این اقیانوس به وسیله تنگه برینگ با اقیانوس آرام و از طریق دریای گروئلند با اقیانوس اطلس ارتباط پیدا می کند.
۱ـ دریاهای منشعب از آن عبارتند از:
۲ـ دریای بارنتز
۳ـ دریای کارا
۴ـ دریای لاپتف
۵ـ دریای سفید
۶ـ دریای لینکلن
۷ـ دریای بوفورت
۸ـ دریای گروئلند
▪ اقیانوس منجمد جنوبی
وسعت اقیانوس منجمد جنوبی حدود ۲۰کیلومتر مربع است. و در اکثر مواقع سال یخ بسته است. دریاهای منشعب از این اقیانوس عبارتند از:
۱ـ دریای ودل
۲ـ دریای رز
۳ـ خلیج مارگریت
۴ـ خلیج فار
۵ـ خلیج سالزبرگر
● دریاهای محصور در خشکی یا دریاچه ها
۱ـ دریای آرال
۲ـ دریای گالیله
۳ـ دریای خزر

شبکه رشد