هیدرولوژی کیفیت آب
هیدرولوژی کیفیت آب به مطالعه چگونگی کنترل کیفیت شیمیایی و فیزیکی آبهای سطحی و زیرزمینی و انتقال املاح و آلایندهها از طریق حوضههای آبریز توسط فرآیندهای هیدرولوژیکی میپردازد.
Definition
هیدرولوژی کیفیت آب مطالعه وضعیت شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی آب شیرین است که توسط فرآیندهای هیدرولوژیکی کنترل میشود، از جمله منابع، انتقال و تبدیل اجزای محلول و ذرهای از طریق حوضههای آبریز.
Scope
این موضوع شامل شیمی طبیعی آبها، بارگذاری و انتقال مواد مغذی، رسوبات و آلایندهها، و چگونگی تأثیر مسیرهای جریان و ذخیرهسازی بر کیفیت آب در یک حوضه آبریز است. این یک رویکرد متمرکز بر هیدرولوژی برای کیفیت آب است؛ اکوتوکسیکولوژی آبی و مهندسی تصفیه خارج از این حوزه قرار میگیرند، و عنوان برای تمایز آن از حوزههای مرتبط در اقیانوسشناسی و علوم خاک و آب مشخص شده است.
Core questions
- فرآیندهای هیدرولوژیکی چگونه شیمی آبهای طبیعی را کنترل میکنند؟
- مواد مغذی، رسوبات و آلایندهها چگونه از طریق حوضههای آبریز منتقل میشوند؟
- مسیرهای جریان و ذخیرهسازی چگونه کیفیت جریان و آب زیرزمینی را شکل میدهند؟
- تهدیدات اصلی برای کیفیت آب شیرین کدامند؟
Key concepts
- شیمی یونهای اصلی
- بارگذاری مواد مغذی و رسوبات
- آلودگی منابع نقطهای و غیرنقطهای
- روابط غلظت-دبی
- مسیرهای جریان و زمان ماندگاری
- یوتروفیکاسیون و تهدیدات آب شیرین
Key theories
- شیمی آبهای طبیعی
- ترکیب آبهای طبیعی منعکسکننده سنگها و خاکهایی است که با آنها در تماس هستند، هوازدگی، اختلاط و زمان ماندگاری؛ سنتز هم تفسیر شیمی یونهای اصلی را که زیربنای هیدروشیمی است، بنیان نهاد.
- انتقال املاح و آلایندهها در حوضه آبریز
- بارهای مواد مغذی، رسوبات و آلایندهها توسط رواناب و جریان زیرسطحی به آبها منتقل میشوند، با غلظتهایی که با دبی تغییر میکنند؛ این امر مسیرهای جریان هیدرولوژیکی را به کیفیت آب مشاهدهشده مرتبط میکند.
Mechanisms
آب کیفیت خود را هنگام حرکت در حوضه آبریز به دست میآورد: باران گازهای اتمسفری را حل میکند، آب نفوذی با خاکها و سنگها واکنش داده و یونهای محلول را به دست میآورد، و رواناب رسوبات، مواد مغذی و آلایندهها را با خود حمل میکند. مسیر جریان و زمان ماندگاری تعیین میکند که چه مقدار واکنش و اختلاط رخ میدهد، بنابراین کیفیت در یک جریان یا چاه منعکسکننده مشارکتهای یکپارچه منابع و مسیرهای مختلف است که اغلب به طور سیستماتیک با دبی تغییر میکند.
Clinical relevance
هیدرولوژی کیفیت آب زیربنای حفاظت از منابع آب آشامیدنی، مدیریت آلودگی مواد مغذی و رسوبات و یوتروفیکاسیون، تنظیم تخلیههای نقطهای و غیرنقطهای، و ارزیابی سلامت اکوسیستم آب شیرین و امنیت آب انسان است.
History
تفسیر شیمی آبهای طبیعی، که در مجلدات USGS هم کدگذاری شده است، هیدروشیمی را بنیان نهاد؛ نگرانی فزاینده در مورد آلودگی از اواسط قرن بیستم این حوزه را به انتقال مواد مغذی و آلایندهها، آلودگی منابع غیرنقطهای، و اخیراً، ارزیابیهای جهانی تهدیدات کیفیت آب شیرین و تنوع زیستی گسترش داد.
Key figures
- John D. Hem
- Charles J. Vorosmarty
- David R. Maidment
Related topics
Seminal works
- hem1985
- maidment1993
- vorosmarty2010
Frequently asked questions
- چرا کیفیت آب با جریان رودخانه تغییر میکند؟
- شرایط جریان مختلف، منابع و مسیرهای متفاوتی را فعال میکند: جریانهای بالا میتوانند رسوبات و آلایندههای سطحی را شستشو دهند و شیمی جریان پایه را رقیق کنند، در حالی که جریانهای پایین تحت سلطه آب زیرزمینی هستند، بنابراین غلظت بسیاری از اجزا به طور سیستماتیک با دبی تغییر میکند.
- آلودگی منابع غیرنقطهای چیست؟
- این نوع آلودگی به صورت پراکنده از مناطق وسیع وارد آبها میشود، مانند مواد مغذی و آفتکشهایی که از زمینهای کشاورزی شسته میشوند یا رواناب از سطوح شهری، به جای اینکه از یک لوله تخلیه واحد باشد؛ ماهیت پراکنده و هیدرولوژیکی آن مدیریت آن را دشوارتر از منابع نقطهای میکند.