수질 수문학
수질 수문학은 수문학적 과정이 지표수와 지하수의 화학적, 물리적 품질 및 집수역을 통한 용질과 오염물질의 이동을 어떻게 제어하는지 연구합니다.
Definition
수질 수문학은 집수역을 통한 용해 및 입자 구성 요소의 원천, 이동 및 변형을 포함하여 수문학적 과정에 의해 제어되는 담수의 화학적, 물리적, 생물학적 상태를 연구하는 학문입니다.
Scope
이 주제는 물의 자연적인 화학적 특성, 영양분, 퇴적물 및 오염물질의 부하 및 이동, 그리고 유동 경로와 저장이 집수역 전반의 수질을 어떻게 조절하는지를 다룹니다. 이는 수질에 초점을 맞춘 수문학적 접근 방식이며, 수생 생태독성학 및 처리 공학은 이 범주에 포함되지 않습니다. 이 용어는 해양학 및 토양-수문학 분야의 관련 영역과 구별하기 위해 한정적으로 사용됩니다.
Core questions
- 수문학적 과정은 자연수의 화학적 특성을 어떻게 제어하는가?
- 영양분, 퇴적물 및 오염물질은 집수역을 통해 어떻게 이동하는가?
- 유동 경로와 저장은 하천 및 지하수 수질을 어떻게 형성하는가?
- 담수 수질에 대한 주요 위협은 무엇인가?
Key concepts
- 주요 이온 화학
- 영양분 및 퇴적물 부하
- 점오염원 및 비점오염원 오염
- 농도-유량 관계
- 유동 경로 및 체류 시간
- 부영양화 및 담수 위협
Key theories
- 자연수의 화학
- 자연수의 구성은 접촉하는 암석과 토양, 풍화 작용, 혼합 및 체류 시간을 반영합니다. Hem의 종합 연구는 수문 화학의 기초가 되는 주요 이온 화학 해석을 확립했습니다.
- 집수역 용질 및 오염물질 이동
- 영양분, 퇴적물 및 오염물질의 부하는 유출수 및 지하수 흐름에 의해 물로 전달되며, 농도는 유량에 따라 달라집니다. 이는 수문학적 유동 경로를 관찰된 수질과 연결합니다.
Mechanisms
물은 집수역을 통과하면서 품질을 얻습니다. 비는 대기 가스를 용해시키고, 침투하는 물은 토양 및 암석과 반응하여 용해된 이온을 얻으며, 유출수는 퇴적물, 영양분 및 오염물질을 운반합니다. 유동 경로와 체류 시간은 반응 및 혼합이 얼마나 발생하는지를 결정하므로, 하천이나 우물의 수질은 다양한 원천과 경로의 통합된 기여를 반영하며, 종종 유량에 따라 체계적으로 변동합니다.
Clinical relevance
수질 수문학은 식수원 보호, 영양분 및 퇴적물 오염 및 부영양화 관리, 점오염원 및 비점오염원 배출 규제, 담수 생태계 건강 및 인간의 물 안보 평가의 기반이 됩니다.
History
Hem의 USGS 보고서에 성문화된 자연수 화학 해석은 수문 화학을 확립했습니다. 20세기 중반부터 오염에 대한 우려가 커지면서 이 분야는 영양분 및 오염물질 이동, 비점오염원 오염, 그리고 최근에는 담수 수질 및 생물 다양성에 대한 위협의 전지구적 평가로 확장되었습니다.
Key figures
- John D. Hem
- Charles J. Vorosmarty
- David R. Maidment
Related topics
Seminal works
- hem1985
- maidment1993
- vorosmarty2010
Frequently asked questions
- 강의 유량에 따라 수질이 변하는 이유는 무엇입니까?
- 다양한 유량 조건은 다른 원천과 경로를 활성화합니다. 높은 유량은 퇴적물과 지표면 오염물질을 씻어내고 기저 유량의 화학적 특성을 희석할 수 있으며, 낮은 유량은 지하수에 의해 지배되므로 많은 구성 요소의 농도가 유량에 따라 체계적으로 변동합니다.
- 비점오염원이란 무엇입니까?
- 비점오염원은 단일 배출관이 아닌, 농경지에서 씻겨 내려오는 영양분과 살충제 또는 도시 표면에서 유출되는 오염물질과 같이 넓은 지역에서 확산적으로 물로 유입되는 오염을 말합니다. 그 확산적이고 수문학적으로 유도되는 특성 때문에 점오염원보다 관리가 더 어렵습니다.