هيدرولوجيا جودة المياه
تدرس هيدرولوجيا جودة المياه كيف تتحكم العمليات الهيدرولوجية في الجودة الكيميائية والفيزيائية للمياه السطحية والجوفية، وفي انتقال المواد المذابة والملوثات عبر مستجمعات المياه.
Definition
هيدرولوجيا جودة المياه هي دراسة الحالة الكيميائية والفيزيائية والبيولوجية للمياه العذبة كما تتحكم بها العمليات الهيدرولوجية، بما في ذلك مصادر ونقل وتحول المكونات الذائبة والجسيمية عبر مستجمعات المياه.
Scope
يغطي هذا الموضوع الكيمياء الطبيعية للمياه، وتحميل ونقل المغذيات والرواسب والملوثات، وكيف تتحكم مسارات التدفق والتخزين في جودة المياه عبر مستجمع مائي. إنه المعالجة التي تركز على الهيدرولوجيا لجودة المياه؛ أما علم السموم البيئية المائية وهندسة المعالجة فتقع خارج نطاقه، وقد تم تحديد المصطلح لتمييزه عن المجالات ذات الصلة في علم المحيطات وعلوم التربة والمياه.
Core questions
- كيف تتحكم العمليات الهيدرولوجية في كيمياء المياه الطبيعية؟
- كيف يتم نقل المغذيات والرواسب والملوثات عبر مستجمعات المياه؟
- كيف تشكل مسارات التدفق والتخزين جودة مجاري المياه والمياه الجوفية؟
- ما هي التهديدات الرئيسية لجودة المياه العذبة؟
Key concepts
- كيمياء الأيونات الرئيسية
- تحميل المغذيات والرواسب
- التلوث من المصادر النقطية وغير النقطية
- علاقات التركيز-التصريف
- مسارات التدفق ووقت الإقامة
- التخثث وتهديدات المياه العذبة
Key theories
- كيمياء المياه الطبيعية
- يعكس تركيب المياه الطبيعية الصخور والتربة التي تتصل بها، والتجوية، والاختلاط، ووقت الإقامة؛ وقد أرسى تركيب Hem تفسير كيمياء الأيونات الرئيسية الذي يقوم عليه علم الكيمياء المائية.
- انتقال المواد المذابة والملوثات في مستجمعات المياه
- يتم توصيل أحمال المغذيات والرواسب والملوثات إلى المياه عن طريق الجريان السطحي والتدفق تحت السطحي، مع تباين التركيزات مع التصريف؛ وهذا يربط مسارات التدفق الهيدرولوجية بجودة المياه المرصودة.
Mechanisms
تكتسب المياه جودتها أثناء تحركها عبر مستجمع المياه: يذيب المطر الغازات الجوية، وتتفاعل المياه المتسربة مع التربة والصخور لاكتساب أيونات مذابة، ويجرف الجريان السطحي الرواسب والمغذيات والملوثات. يحدد مسار التدفق ووقت الإقامة مقدار التفاعل والاختلاط الذي يحدث، لذا فإن الجودة عند مجرى أو بئر تعكس المساهمات المتكاملة للمصادر والمسارات المختلفة، وغالبًا ما تتغير بشكل منهجي مع التصريف.
Clinical relevance
تدعم هيدرولوجيا جودة المياه حماية مصادر مياه الشرب، وإدارة تلوث المغذيات والرواسب والتخثث، وتنظيم التصريفات النقطية وغير النقطية، وتقييم صحة النظم البيئية للمياه العذبة وأمن المياه البشري.
History
أرسى تفسير كيمياء المياه الطبيعية، الذي تم تدوينه في مجلدات Hem's USGS، علم الكيمياء المائية؛ وقد أدى الاهتمام المتزايد بالتلوث منذ منتصف القرن العشرين إلى توسيع المجال ليشمل نقل المغذيات والملوثات، والتلوث من المصادر غير النقطية، ومؤخرًا، التقييمات العالمية للتهديدات التي تواجه جودة المياه العذبة والتنوع البيولوجي.
Key figures
- John D. Hem
- Charles J. Vorosmarty
- David R. Maidment
Related topics
Seminal works
- hem1985
- maidment1993
- vorosmarty2010
Frequently asked questions
- لماذا تتغير جودة المياه مع تدفق النهر؟
- تنشط ظروف التدفق المختلفة مصادر ومسارات مختلفة: يمكن أن تؤدي التدفقات العالية إلى جرف الرواسب والملوثات السطحية وتخفيف كيمياء التدفق الأساسي، بينما تهيمن المياه الجوفية على التدفقات المنخفضة، لذا تختلف تركيزات العديد من المكونات بشكل منهجي مع التصريف.
- ما هو التلوث من المصادر غير النقطية؟
- هو التلوث الذي يدخل المياه بشكل منتشر من مناطق واسعة، مثل المغذيات والمبيدات الحشرية التي تُجرف من الأراضي الزراعية أو الجريان السطحي من الأسطح الحضرية، بدلاً من أن يأتي من أنبوب تصريف واحد؛ وطبيعته المنتشرة والمدفوعة هيدرولوجيًا تجعل إدارته أصعب من المصادر النقطية.