علم المياه أو الهيدرولوجيا ، هي دراسة توزع وحركة المياه على سطح الأرض وتحت سطحها، وكذلك تأثير النشاط البشري على توفر المياه وظروفها.
وبما أن المياه هي شرطٌ أساسيٌّ مطلوبٌ لكلِّ حياةٍ على كوكب الأرض، كان لا بدَّ من دراسة حركة المياه ومدى توافرها ونوعيتها من قبل علماء وأخصائيي الهيدرولوجيا، وبالتحديد يدرس علماء الهيدرولوجيا الخواص الكيميائية، والتفاعلات البيولوجية، والعمليات الفيزيائية التي تحكم دورة الماء على سطح الأرض.
وعن المقصود بدورة الماء أو الدورة الهيدرولوجية، فهي العملية التي يتم فيها تدوير المياه ياستمرارٍ حول الأرض، أو هي الطريق الدوراني المغلق الذي تسلكه المياه على سطح الأرض بشكلٍ مستمر. وهو أمرٌ معقدٌ ومتشعبٌ حيث تسلك المياه عدّة مساراتٍ مختلفةٍ وبمعدلاتٍ مختلفةٍ.
لكن يمكن تبسيطها بعدةٍ عباراتٍ : يتبخر الماء من المحيطات والبحار، ويتكثف كغيومٍ، ثم تتحرك الغيوم فوق اليابسة، ويتساقط الماء ويترسب، من هناك يمكن أن تتجمع المياه الجوفية، التي بدورها إما تتبخر مرةً أخرى، أو تدخل مجرى نهرٍ أو بحيرة، وفي النهاية ستجد طريقها إلى المحيط، إما بالتساقط مطرًا، أو التدفق السريع كالنهر، أو التسرب ببطءٍ شديد كالمياه الجوفية.
في الحقيقة لا تقتصر دورة المياه على انتقال المياه فقط، بل تنقل معها حرارة المياه من مكانٍ لآخر، وخاصةً إلى القطبين ، عن طريق التبخر والتكاثف الذي يُعتبر عمليةً مُنتجةً للحرارة، حيث تشير الدراسات أنه بدون هذه الحركة المستمرة للمياه، لكانت درجات حرارة الكوكب أخفض، ولكانت المناطق البعيدة عن خط الاستواء غير قابلةٍ للحياة بسبب برودتها.
تتيح هذه الدراسة الكثير من التسهيلات والمنافع للمجتمعات، مثل حساب مخزون المياه، وتتطلب هذه العملية تتبع أين تذهب كل المياه في مستجمعات المياه، وإنشاء معادلاتٍ رياضيةٍ بين المتوفر والمُستَهلك من المياه، لفهم فائض المياه والعجز، وبمجرد الانتهاء من هذه الميزانية، يمكن استخدامها من قبل مهندسي ومخططي المدن لحساب مدى توافر مياه الشرب، والمزارعين لحساب احتياجات الري وتوافره، والصناعيين لحساب ما إذا كان بإمكانهم إنتاج عناصر معينة، وشركات التعدين لتحديد ما إذا كانت الحفريات مجديةً من حيث التكلفة.
كما يمكن للعلماء أن يقوموا بدراسة الفيضانات. وتشمل هذه الدراسة إنشاء الخرائط للسهول التي يُتَوَقع أن تشملها الفياضانات، والتنبؤ بما قد يحدث في ظلِّ سيناريوهاتٍ معينةٍ.
يدرس علماء المياه أيضًا التلوث، فيبحثون مصادره وآليات انتقاله. من التلوث الناتج عن النفايات البشرية، أو التلوث الناتج عن الأعمال النفطية،حيث يتم فحص المياه الجوفية والمياه السطحية لمعرفة كيف ينتقل الملوث وكيف يتفاعل في الطبيعة، ويتم استخدام البيانات التي حصلوا عليها، لتحديد أين ستنتهي الملوثات، وما إذا كانت ضارةً بالبيئة المائية.
ويقسم عمل علماء المياه إلى عدة أقسام أهمها: العمل الميداني، والعمل المخبري، وعمل النمذجة، وبتضافر هذه الأجزاء الثلاثة تنتجُ صورة أكثر وضوحًا للدورة الهيدرولوجية ويساعد في اتخاذ القرارات اللازمة والمناسبة المتعلقة بالأمن المائي للبلدان.
يشمل القسم الهيدرولوجي الكثير من الأخصائيين من علماء، وفيزيائيين، ومهندسين، ومديري موارد المياه، ويختلف هذا القسم عن مجتمعات علوم المحيطات والغلاف الجوي، لأن الهيدرولوجيا تركز على المياه السطحية والمياه الجوفية في البيئات الأرضية.
ويسعى علماء الهيدرولوجيا دائماً إلى تحسين جودة المياه وزيادة إمكانية وصولنا إليها، حتى نتمكن من الاستمرار في الاستفادة منها بكلِّ الطرق الضرورية لحياتنا.