Hydrologi

Hydrologi (fra gr. ὕδωρ: hydōr, «vatn» og λόγος: logos, «lære») er studiet av vannkretsløpet og vannressursene i hydrosfæren. Studiet av vann i berggrunn og jord kalles hydrogeologi. Faget er en disiplin av geovitenskapene.
Hydrologi defineres som en geofysisk vitenskapen om vannet på jorden, vannets opptreden, sirkulasjon og fordeling, samt fysiske egenskaper og omgivelsenes reaksjoner. Hele vannets sirkulasjonssyklus på jorden er omfattet i begrepet. Dette er en definisjon fra det amerikanske University Council on Water Resources fra 1967.

Kuriosa – Mot normalt!

Leif Juster sitt berømte revyinnslag fra 1945 dreide seg om disse normalperiodene for meteorologiske og hydrologiske observasjoner. I innslaget personifiserer han en oppbrakt mann som irriterer seg over at værvarslet i radioen har en henvisning til normal nedbørsmengde. Den aldrende mannen raljerer over det tilsynelatende ubegripelige i at det skal være noen normal mengde regn. Perioden som da ble henvist til var normalperioden 1901–1930.

Nedbørsmåling

Nedbørsmåling er viktig både i meteorologisk og hydrologisk sammenheng. I en nedbørmåler benyttes et kar eller annen oppsamler for regnvann. Det som blir målt er antall mm nedbør som faller, som er det samme som hvor mye nedbør vil legge seg på bakken om ikke noe renner vek, fordamper eller infiltreres. Nedbørobservasjoner gjøres med datainnsamling fra mange målestasjoner i hele verden og dataene registreres typisk pr. dag og pr. måned. Det gjøres også observasjoner for korter tidsperioder som minutter og timer.

Avløp og vannføring

I en rekke vassdrag i Norge har det vært ført datainnsamling av målinger av vannstand av NVE. Slike målesteder kalles for vannmerker. Hensikten er å bestemme vannføringen i elva, som m³/s vann forbi et snitt, ved at det er et direkte forhold mellom vannføring og vannstand. Imidlertid er det et problem at vannstrømningen, og dermed vannføringen, er sterkt varierende i elvens tverrsnitt. Størst vil vannhastigheten være øverst og midt i elva, minst nede ved bunnen og ved breddene. 
Den lengste måleserien i Norge er for Glomma ved Øyeren, der målingene startet i 1852. Måling med en centimeterskala fastmontert og manuell avlesning har vært vanlig, men nå er mer automatiske metoder vanlige. En automatisk stasjon for avlesning kalles for en limnigrafstasjon. Nedenfor er det en lenke til en målestasjon i Junkerdalselva i Nordland fylke med oppdatering flere ganger i døgnet. Målinger må foretaes ofte, typisk daglig og over flere år for å finne midlere vannføring, flomvannsføring, lavvannsføring og andre karakteristiske størrelser. En kurve som viser vannføringen som funksjon av tiden, for eksempel årets måneder, kalles hydrogram.

Oppsamlingmetoden

Er den aller enkleste måte å måle vannføringen i en liten bekk på. Det skjer ved at alt vannet i bekken samles i en renne og et passe stort kar med kjent volum settes under. Med stoppeklokken måles tiden det tar å fylle opp karet.

Måling med Flygel

Denne metoden brukes for store elvetverrsnitt, og går ut på at vannhastigheten på flere punkter i elvetverrsnittet måles med en liten propell. Propellen står på et lite torpedoformet hus med tellerverk eller generator for måling av omdreiningshastighet. Denne er igjen montert på en håndholdt stang eller wire. Målingene kan skje ved vading ut i elva, med båt eller fra en bru. Ved måling må vannhastigheten i punktene registreres for samme vannstand, i tillegg må hele tverrsnitt for elv måles slik at arealet er kjent. Målingene må foretaes flere ganger med forskjellige vannstander for vannmerket. Dataene bearbeides og det kan konstrueres en såkalt vannføringskurve som viser sammenheng mellom vannstand og vannføring. Kurven vil typisk vare parabelformet. Målingene må gjøres i et sted der elvevannet strømmer mest mulig jevnt, og der det ikke er innsnevringer nedenfor målestedet som påvirket vannstanden ovenfor.

Andre metoder

Det er utviklet metoder for vannføring ved hjelp av fargestoff, der konsentrasjonen av fargestoffet gir en sammenheng med vannføringen for en gitt mengde farge. Radioaktive isotoper har vært benyttet på samme måte. Metoden med fargestoff eller radioaktive isotoper kalles den relative fortynningsmetoden og den utviklet av de norske hydrologene J. Aastad og R. Søgnen på 1920-tallet. Det er i de senere årene også utviklet metoder der dopplerprinsippet tas i bruk.