Hidrologi Kualitas Air

Hidrologi kualitas air mempelajari bagaimana proses hidrologi mengontrol kualitas kimia dan fisik air permukaan dan air tanah serta transportasi zat terlarut dan polutan melalui daerah aliran sungai.

Definition

Hidrologi kualitas air adalah studi tentang kondisi kimia, fisik, dan biologis air tawar yang dikendalikan oleh proses hidrologi, termasuk sumber, transportasi, dan transformasi konstituen terlarut dan partikulat melalui daerah aliran sungai.

Scope

Topik ini mencakup kimia alami air, pembebanan dan transportasi nutrien, sedimen, dan polutan, serta bagaimana jalur aliran dan penyimpanan mengatur kualitas air di seluruh daerah aliran sungai. Ini adalah perlakuan kualitas air yang berfokus pada hidrologi; ekotoksikologi akuatik dan rekayasa pengolahan berada di luar cakupannya, dan slug tersebut memenuhi syarat untuk membedakannya dari bidang terkait dalam oseanografi dan ilmu tanah-dan-air.

Core questions

• Bagaimana proses hidrologi mengontrol kimia air alami?
• Bagaimana nutrien, sedimen, dan polutan diangkut melalui daerah aliran sungai?
• Bagaimana jalur aliran dan penyimpanan membentuk kualitas sungai dan air tanah?
• Apa saja ancaman utama terhadap kualitas air tawar?

Key concepts

• Kimia ion utama
• Pembebanan nutrien dan sedimen
• Polusi sumber titik dan non-titik
• Hubungan konsentrasi-debit
• Jalur aliran dan waktu tinggal
• Eutrofikasi dan ancaman air tawar

Key theories

Kimia air alami

Komposisi air alami mencerminkan batuan dan tanah yang bersentuhan dengannya, pelapukan, pencampuran, dan waktu tinggal; sintesis Hem menetapkan interpretasi kimia ion utama yang mendasari hidrokimia.

Transportasi zat terlarut dan polutan daerah aliran sungai

Beban nutrien, sedimen, dan kontaminan dikirim ke perairan melalui limpasan dan aliran bawah permukaan, dengan konsentrasi bervariasi sesuai debit; ini menghubungkan jalur aliran hidrologi dengan kualitas air yang diamati.

Mechanisms

Air memperoleh kualitasnya saat bergerak melalui daerah aliran sungai: hujan melarutkan gas atmosfer, air yang meresap bereaksi dengan tanah dan batuan untuk mendapatkan ion terlarut, dan limpasan membawa sedimen, nutrien, dan polutan. Jalur aliran dan waktu tinggal menentukan seberapa banyak reaksi dan pencampuran terjadi, sehingga kualitas di sungai atau sumur mencerminkan kontribusi terintegrasi dari berbagai sumber dan jalur, seringkali bervariasi secara sistematis dengan debit.

Clinical relevance

Hidrologi kualitas air mendasari perlindungan sumber air minum, pengelolaan polusi nutrien dan sedimen serta eutrofikasi, regulasi pembuangan titik dan non-titik, dan penilaian kesehatan ekosistem air tawar serta keamanan air bagi manusia.

History

Interpretasi kimia air alami, yang dikodifikasi dalam volume USGS Hem, membentuk hidrokimia; kekhawatiran yang meningkat terhadap polusi sejak pertengahan abad ke-20 memperluas bidang ini ke transportasi nutrien dan kontaminan, polusi non-titik, dan, baru-baru ini, penilaian global terhadap ancaman terhadap kualitas air tawar dan keanekaragaman hayati.

Key figures

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

Seminal works

• hem1985
• maidment1993
• vorosmarty2010

Frequently asked questions

Mengapa kualitas air berubah seiring dengan aliran sungai?

Kondisi aliran yang berbeda mengaktifkan sumber dan jalur yang berbeda: aliran tinggi dapat membersihkan sedimen dan polutan permukaan serta mengencerkan kimia aliran dasar, sementara aliran rendah didominasi oleh air tanah, sehingga konsentrasi banyak konstituen bervariasi secara sistematis dengan debit.

Apa itu polusi non-titik?

Ini adalah polusi yang masuk ke perairan secara difus dari area yang luas, seperti nutrien dan pestisida yang terbawa dari lahan pertanian atau limpasan dari permukaan perkotaan, bukan dari satu pipa pembuangan; sifatnya yang difus dan didorong secara hidrologi membuatnya lebih sulit dikelola daripada sumber titik.