Hidrología de la calidad del agua

La hidrología de la calidad del agua estudia cómo los procesos hidrológicos controlan la calidad química y física del agua superficial y subterránea, y el transporte de solutos y contaminantes a través de las cuencas.

Definition

La hidrología de la calidad del agua es el estudio de la condición química, física y biológica del agua dulce controlada por procesos hidrológicos, incluyendo las fuentes, el transporte y la transformación de constituyentes disueltos y particulados a través de las cuencas.

Scope

Este tema abarca la química natural de las aguas, la carga y el transporte de nutrientes, sedimentos y contaminantes, y cómo las vías de flujo y el almacenamiento rigen la calidad del agua en una cuenca. Es el tratamiento de la calidad del agua centrado en la hidrología; la ecotoxicología acuática y la ingeniería de tratamiento quedan fuera de su alcance, y el término se califica para distinguirlo de áreas relacionadas en oceanografía y ciencia del suelo y el agua.

Core questions

• ¿Cómo controlan los procesos hidrológicos la química de las aguas naturales?
• ¿Cómo se transportan los nutrientes, los sedimentos y los contaminantes a través de las cuencas?
• ¿Cómo influyen las vías de flujo y el almacenamiento en la calidad del agua superficial y subterránea?
• ¿Cuáles son las principales amenazas para la calidad del agua dulce?

Key concepts

• Química de iones mayores
• Carga de nutrientes y sedimentos
• Contaminación de fuentes puntuales y no puntuales
• Relaciones concentración-descarga
• Vías de flujo y tiempo de residencia
• Eutrofización y amenazas para el agua dulce

Key theories

Química de las aguas naturales

La composición de las aguas naturales refleja las rocas y suelos con los que entran en contacto, la meteorización, la mezcla y el tiempo de residencia; la síntesis de Hem estableció la interpretación de la química de iones mayores que subyace a la hidroquímica.

Transporte de solutos y contaminantes en cuencas

Las cargas de nutrientes, sedimentos y contaminantes llegan a las aguas por escorrentía y flujo subsuperficial, con concentraciones que varían con la descarga; esto vincula las vías de flujo hidrológico con la calidad del agua observada.

Mechanisms

El agua adquiere su calidad a medida que se mueve a través de la cuenca: la lluvia disuelve los gases atmosféricos, el agua que se infiltra reacciona con los suelos y las rocas para obtener iones disueltos, y la escorrentía arrastra sedimentos, nutrientes y contaminantes. La trayectoria del flujo y el tiempo de residencia determinan la cantidad de reacción y mezcla que se produce, por lo que la calidad en un arroyo o pozo refleja las contribuciones integradas de diferentes fuentes y vías, a menudo variando sistemáticamente con la descarga.

Clinical relevance

La hidrología de la calidad del agua sustenta la protección de las fuentes de agua potable, la gestión de la contaminación por nutrientes y sedimentos y la eutrofización, la regulación de las descargas puntuales y no puntuales, y la evaluación de la salud de los ecosistemas de agua dulce y la seguridad hídrica humana.

History

La interpretación de la química del agua natural, codificada en los volúmenes del USGS de Hem, estableció la hidroquímica; la creciente preocupación por la contaminación a partir de mediados del siglo XX amplió el campo al transporte de nutrientes y contaminantes, la contaminación de fuentes no puntuales y, más recientemente, las evaluaciones globales de las amenazas a la calidad y la biodiversidad del agua dulce.

Key figures

• John D. Hem
• Charles J. Vorosmarty
• David R. Maidment

Seminal works

• hem1985
• maidment1993
• vorosmarty2010

Frequently asked questions

¿Por qué cambia la calidad del agua con el caudal del río?

Diferentes condiciones de flujo activan diferentes fuentes y vías: los flujos altos pueden arrastrar sedimentos y contaminantes superficiales y diluir la química del flujo base, mientras que los flujos bajos están dominados por el agua subterránea, por lo que las concentraciones de muchos constituyentes varían sistemáticamente con la descarga.

¿Qué es la contaminación de fuentes no puntuales?

Es la contaminación que entra en las aguas de forma difusa desde amplias áreas, como nutrientes y pesticidas arrastrados de tierras de cultivo o escorrentía de superficies urbanas, en lugar de una única tubería de descarga; su naturaleza difusa e impulsada hidrológicamente la hace más difícil de gestionar que las fuentes puntuales.