دورة الماء أو الهيدرولوجيا: المراحل والأهمية - بيئة - 2026

و المياه دورة أو الدورة الهيدرولوجية هي تداول من الماء على الأرض المتغيرة بين الدول السائلة، الغازية والصلبة. في حركة الدورة الدموية هذه ، ينتقل الماء بين الغلاف المائي والغلاف الجوي والغلاف الصخري والغلاف الجليدي.

هذه العملية أساسية للحياة على الأرض لأن نسبة كبيرة من الخلايا تتكون من الماء. في البشر ، 60٪ من الجسم عبارة عن ماء ، وتصل النسبة إلى 70٪ في المخ و 90٪ في الرئتين.

تشمل دورة المياه الكتلة الكاملة لمياه الكوكب ، سواء السطحية أو الجوفية ، في الأنهار والمحيطات والهواء وفي الكائنات الحية. أكثر خصائص الماء صلة بالدورة الهيدرولوجية هي نقطة الغليان ونقطة التجمد.

درجة الغليان أو درجة الحرارة التي ينتقل عندها السائل إلى الغاز هي 100 درجة مئوية عند مستوى سطح البحر (تتناقص مع الارتفاع). في حين أن درجة التجمد أو درجة الحرارة التي يمر عندها الماء من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة هي 0 درجة مئوية.

خاصية بارزة أخرى هي طابعها كمذيب عالمي ، حيث أن السائل هو الذي يذيب معظم المواد (الأيونات القطبية والجزيئات). الماء ، الذي يتكون من ذرتين من الهيدروجين وواحدة من الأكسجين ، له قطب موجب (هيدروجين) وقطب سالب (أكسجين).

يمر هذا العنصر في دورة الماء بستة مراحل: التبخر والنتح ، التكثيف ، هطول الأمطار ، الجريان السطحي ، التسلل والدوران. الطاقة التي تحرك دورة المياه هي الطاقة الشمسية ، والقوة الأساسية الأخرى هي الجاذبية ، والتي تتيح هطول الأمطار والجريان السطحي والتسلل.

مراحل دورة الماء

دورة المياه. المصدر: Malama مراحل دورة الماء ليست متسلسلة بشكل صارم ، أي أنه لا يمر كل جزيء ماء بالضرورة خلال كل دورة في الدورة. يشكل الجمع بين جميع المراحل تدفقًا مغلقًا أو دورة تتضمن تبخر الماء ودوره في الغلاف الجوي.

في وقت لاحق ، يتكثف الماء ويتراكم ، ويدور عبر الأنهار أو يتراكم في البحيرات والمحيطات ، حيث يحدث تبخر جديد. جزء آخر يمتد من الأرض ، ويتبخر جزء منه ويتسلل أو يتراكم أو يدور تحت الأرض.

في المتوسط ​​، يتم تجديد كل مياه الغلاف الجوي كل 8 أيام ، ويتم تجديد مياه الأنهار كل 16 إلى 180 يومًا. في المقابل ، تبقى المياه في بحيرة أو نهر جليدي لمدة تصل إلى 100 عام أو أكثر.

1- التبخر والتعرق

التبخر هو تحويل الماء من حالة سائلة إلى حالة غازية عن طريق زيادة درجة حرارته. هذه الزيادة في درجة الحرارة ناتجة عن التسخين الناتج عن الإشعاع الشمسي ، وخاصة الأشعة فوق البنفسجية.

وبالمثل ، فإن الحرارة المشعة (الأشعة تحت الحمراء) من الأرض والأشياء الموجودة على سطحها تساهم في تسخين المياه.

يتبخر الماء عندما يصل إلى 100 درجة مئوية أو أقل حسب الضغط الجوي. يتكون تغويز الماء هذا من جزيئات الماء المشحونة بالطاقة الحركية ، مما يزيد من حركتها ويوسع الماء.

عندما تنفصل الجزيئات عن بعضها البعض ، يفقد الماء التماسك المخصص له بخصائصه السائلة وينكسر التوتر السطحي. كونها أخف وزنا ، يرتفع الماء المتحول إلى غاز في الغلاف الجوي كبخار ماء.

درجة الحرارة والرطوبة النسبية والرياح

في جميع الحالات تقريبًا ، لا تصل درجة حرارة الماء في المحيطات والأنهار وفي التربة إلى 100 درجة مئوية ، ولكن يحدث التبخر ، لأنه في طبقة من الماء توجد جزيئات تسخن أكثر من غيرها وتكسر التوتر السطحي. يتبخر.

إذا كان الهواء جافًا جدًا (رطوبة نسبية منخفضة) ، فإن جزيئات الماء التي تنجح في كسر التوتر السطحي ستميل إلى المرور بسهولة أكبر في الهواء. من ناحية أخرى ، إذا كانت هناك رياح ، فسيؤدي ذلك إلى سحب طبقة بخار الماء التي تتراكم على الماء.

أعلى معدل تبخر يحدث في المحيطات ، حيث يبلغ معدل التبخر سبعة أضعاف معدل التبخر عن سطح الأرض.

التبخر Edaphic

من المياه التي تتسرب إلى التربة ، يصل جزء منها إلى طبقة المياه الجوفية (المنطقة المشبعة). بينما يتم تسخين جزء آخر أثناء انتقاله عبر المنطقة غير المشبعة ويتبخر عائداً إلى السطح.

عرق

تحتاج النباتات إلى الماء لعمليات التمثيل الغذائي الخاصة بها ، والتي تحصل عليها من التربة في معظم الحالات. يفعلون ذلك من خلال جذورهم وعندما يصلون إلى الأوراق ، ويستخدم جزء لعملية التمثيل الضوئي.

ومع ذلك ، فإن حوالي 95٪ من الماء الذي تمتصه النباتات يتم إطلاقه في البيئة على شكل بخار ماء في العرق. يتم إطلاق بخار الماء من خلال الثغور في البشرة الورقية.

2- التكثيف

إنه مرور الغاز إلى الحالة السائلة ، والذي يحدث على السطح بسبب انخفاض درجة الحرارة. مع انخفاض درجة الحرارة ، تقلل جزيئات الماء طاقتها الحركية وتترابط أكثر مع بعضها البعض لتتكثف.

قطرات الماء بسبب التكثف. المصدر: نيكول لوبيز تتطلب هذه العملية وجود جزيئات يلتصق بها الماء ويجب أن تكون درجة حرارة هذه الجسيمات أقل من درجة حرارة تشبع الماء. في ظل هذه الظروف ، يتم الوصول إلى نقطة الندى أو درجة حرارة الندى ، أي درجة الحرارة التي يتكثف عندها الماء.

تشكيل السحابة

تشكيل السحابة المصدر: Arun Kulshreshtha يرتفع الهواء عند تسخينه وفي هذه العملية ينقل بخار الماء الناتج عن التبخر على سطح الأرض. عندما ترتفع درجة حرارته تنخفض حتى تصل إلى نقطة الندى وتتكثف.

وهكذا ، تتشكل قطرات صغيرة من الماء يصل قطرها بين 0.004 و 0.1 مم ، والتي تحملها الرياح وينتهي بها الأمر بالتصادم مع بعضها البعض. يؤدي تراكم نقاط التكثيف هذه إلى تكوين سحب تولد هطول الأمطار عند وصولها إلى تشبعها بالمياه.

الصقيع

إذا كانت درجة الحرارة منخفضة جدًا ، يتولد الصقيع ، أي طبقة من المقاييس أو الإبر في قطع صغيرة من الجليد. ينتج هذا عن طريق الترسيب المباشر لبخار الماء على السطح ، وليس عن طريق الترسيب.

3- هطول الأمطار

هطول أمطار. المصدر: كاسيني 83 الترسيب هو سقوط الماء المكثف في صورة سائلة أو صلبة من الغلاف الجوي إلى سطح الأرض. وكلما تراكم الماء المكثف في الغلاف الجوي على شكل غيوم يزداد وزنه حتى لا يستطيع تجنب قوة الجاذبية.

تمطر

المطر هو ترسيب المياه في حالة سائلة ، وهو مهم للغاية لأنه يوزع المياه العذبة على سطح الأرض. 91٪ من المياه التي تترسب تعود مباشرة إلى المحيطات ، 9٪ تذهب إلى الكتل القارية لتغذية الأحواض العائدة إلى المحيط.

نيفادا

إذا كانت درجة الحرارة في الطبقات العليا من الغلاف الجوي منخفضة بدرجة كافية ، فإن الماء المكثف يتبلور إلى رقاقات ثلجية. مع زيادة حجمها وتراكمها ، ينتهي بها الأمر بالتعجيل بفعل قوة الجاذبية والتسبب في تساقط الثلوج.

وابل

وهي عبارة عن أحجار جليدية يبلغ قطرها 5 و 50 ملم أو أكبر ، وتتشكل حول جزيئات المواد المعلقة. عندما يصل الجليد المتراكم حول الجسيمات إلى وزن كافٍ ، فإنه يترسب.

4- الجريان السطحي

يمكن أن تسقط المياه المترسبة مباشرة على جسم مائي (بركة أو نهر أو بحيرة أو محيط) أو على الأرض. وبالمثل ، يمكن أن تفيض المسطحات المائية ، أي أن جزءًا من المياه الموجودة تتسرب من حدود الاحتواء.

تسمى هذه العملية التي يتم من خلالها توليد تيار من المياه نتيجة فيضان حاوية أو قناة الجريان السطحي. يتم إنشاء هذا عندما تكون كمية الماء التي تترسب أو تفيض بالحاوية أكبر من قدرة تسلل التربة.

5- التسلل

التسلل هو العملية التي يخترق بها الماء التربة من خلال مسامها وشقوقها. يعتمد معدل التسرب أو كمية المياه التي تمكن من اختراق التربة في وقت معين على عوامل مختلفة.

على سبيل المثال ، في التربة الرملية ذات الجزيئات الخشنة التي تترك مسامًا أكبر في بعضها البعض ، سيكون التسلل أكبر. بينما في التربة الطينية ، التي تحتوي على جزيئات دقيقة ، يكون التسلل أقل.

طبقات التربة

تتكون التربة من آفاق أو طبقات مختلفة مرتبة واحدة فوق الأخرى ، ولكل منها خصائصها الخاصة. هناك تربة يكون أفق سطحها أو أفقها A شديد النفاذية ، في حين أن بعض الآفاق السفلية أقل نفاذية.

إذا التقى الماء المتسرب بطبقة غير منفذة ، فإنه يتراكم عليها أو يدور أفقيًا. هذا يشكل المسطحات المائية الجوفية أو طبقات المياه الجوفية ، والتي لها أهمية كبيرة كمصدر للمياه العذبة.

تقدر كمية المياه الجوفية على مستوى العالم بـ 20 ضعف المياه السطحية على الأرض. هذا الجسم المائي هو ما يحافظ على التدفق الأساسي للأنهار ويوفر المياه للنباتات.

الينابيع

يمكن للمياه المتراكمة في باطن الأرض إيجاد طرق للخارج وتشكيل الينابيع. بمعنى آخر ، مصدر طبيعي للمياه يتدفق من الأرض مكونًا بركًا أو أنهارًا.

6- الدورة الدموية

يتم احتواء الكثير من المياه في المحيطات والبحيرات والخزانات الجوفية ، أو مجمدة في القطبين أو في الجبال العالية. ومع ذلك ، فإن جزءًا ذي صلة يتم تداوله بشكل دائم ، مما يعطي ديناميكيات لدورة المياه.

تيارات الهواء

تؤدي الاختلافات في درجات الحرارة بين نقاط الغلاف الجوي للأرض إلى تهجير الكتل الهوائية. تؤدي عمليات النزوح هذه بدورها إلى اختلافات في الضغط الجوي وتنتج الرياح التي تحمل بخار الماء.

ترتفع كتل الهواء الساخن من سطح الأرض باتجاه الطبقات العليا من الغلاف الجوي. وبالمثل ، يتحرك الهواء أفقيًا من مناطق الضغط العالي إلى مناطق الضغط المنخفض.

تيارات المحيط

في المحيطات ، يكون الماء في حركة دورانية مستمرة ، مكونًا تيارات بحرية. يتم تحديدها من خلال حركات الدوران والترجمة للأرض.

الأنهار

تتدفق المياه التي تترسب على الجبال إلى أسفل بسبب الجاذبية بعد الخطوط الكنتورية للتضاريس. في هذه العملية ، يتم تشكيل القناة من خلال التأثير التآكل للماء نفسه ويتم توجيهها من خلاله. بهذه الطريقة ، تتشكل مجاري مائية يمكن أن تكون مؤقتة أو دائمة.

تجميد الماء

جزء من الماء الذي يترسب على الأرض لا يدور ، لأنه ثابت على شكل جليد. في مياه البحر تكون نقطة التجمد أقل من 0 درجة مئوية بسبب المحتوى العالي من الأملاح (بشكل عام -2 درجة مئوية).

من ناحية أخرى ، إذا لم تكن هناك جزيئات يتشبث بها الماء ، تنخفض درجة التجمد إلى - 42 درجة مئوية.

أهمية دورة المياه

سائل حيوي

الكائنات الحية تتطلب الماء لتعيش ، في الواقع تتكون الخلايا الحية من نسبة عالية من الماء. الماء ، كونه مذيبًا عالميًا ، والقدرة على إذابة كمية كبيرة من المواد المذابة ، فهو ضروري في التفاعلات الكيميائية الحيوية الخلوية.

مراحل مختلفة من الماء. المصدر: BE إن دورة المياه ، من خلال هطول الأمطار ومن خلال الأنهار والبحيرات وطبقات المياه الجوفية ، توفر المياه اللازمة للحياة. الإنتاج الأولي من خلال التمثيل الضوئي هو العملية التي تضمن تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة مفيدة للحياة.

التمثيل الضوئي غير ممكن بدون الماء ، سواء في حالة العوالق (الكائنات المائية) أو في النباتات الأرضية.

تنظيم درجة الحرارة

تعد كتل المياه الموجودة على الأرض ، وكذلك دورانها في الدورة الهيدرولوجية ، منظمًا حراريًا. تسمح الحرارة النوعية العالية للماء بامتصاص الحرارة تدريجيًا وكذلك إطلاقها تدريجيًا.

وبالمثل ، فإن الكائنات الحية تنظم حرارة أجسامها عن طريق نقلها إلى ماء الجسم وفقدانها من خلال العرق.

معالجة المياه

عندما يتبخر الماء ، فإنه يحرر الملوثات والأملاح الذائبة ، بحيث يصبح ماءًا نقيًا ونقيًا عندما يترسب. ومع ذلك ، هناك غازات وجزيئات ملوثة في الغلاف الجوي ناتجة عن أنشطة بشرية يمكن أن تؤثر على جودته.

الأحداث المناخية

تحدد دورة المياه أو تساهم في وجود سلسلة من الظواهر المناخية مثل المطر وتساقط الثلوج وعواصف البَرَد. بنفس الطريقة ، فإنه يحدد مظهر الضباب ، والفيضانات الدورية للأنهار أو التغيرات في درجة الحرارة على سطح الأرض.

الآثار السلبية

لدورة المياه أيضًا آثار سلبية معينة على البشر ، مثل الرشح والتعرية والكوارث الاجتماعية والطبيعية.

ترشيح

يتكون من غسل أو سحب العناصر الغذائية الموجودة في التربة بسبب تأثير المذيبات للمياه التي تتسرب. في التربة الزراعية ذات القدرة المنخفضة على الاحتفاظ بالمغذيات ، تسبب هذه الظاهرة إفقار التربة.

التعرية

إنه فقدان التربة أو تآكل الصخور نتيجة للعمل الميكانيكي للرياح أو الماء. مياه الجريان السطحي لها قوة تآكل عالية للتربة والصخور ، اعتمادًا على الخصائص الهيكلية والمعدنية لهذه.

في التربة الجرداء ذات المنحدرات الشديدة الواقعة في مناطق هطول الأمطار الغزيرة ، يكون التآكل مرتفعًا. فقدان التربة نتيجة لهذا السبب له تأثير اقتصادي كبير على إنتاج الغذاء.

الكوارث الاجتماعية والطبيعية

يمكن أن تتسبب الأمطار الغزيرة وكذلك تساقط الثلوج بكثافة وعواصف البَرَد الغزيرة في حدوث آثار سلبية كبيرة على الهياكل والمجتمعات البشرية. وبنفس الطريقة ، يؤدي فيضان الأنهار وارتفاع مستوى سطح البحر إلى حدوث فيضانات في المناطق المأهولة بالسكان ومناطق الزراعة.

يغير الإنسان بأفعاله الدورات الطبيعية ويسبب كوارث مثل الاحتباس الحراري أو بناء منشآت في مناطق عالية الخطورة.

المراجع

1. كالو ، ب. (محرر) (1998). موسوعة علم البيئة والإدارة البيئية.
2. مارغاليف ، ر. (1974). علم البيئة. إصدارات أوميغا.
3. Ordoñez-Gálvez، JJ (2011). الدورة الهيدرولوجية. التمهيدي الفني. الجمعية الجغرافية ليما.
4. ستيرلنج ، تي إم وهيرنانديز ريوس ، آي (2019). النتح - حركة الماء عبر النباتات. مكتبة علوم التربة والنباتات. درس الطباعة.
5. Vera، C. and Camilloni، I. (s / f). دورة المياه. يكتشف. برنامج تدريبي للوسائط المتعددة. وزارة التربية والعلوم والتكنولوجيا.