Hidrologia da Qualidade da Água

A hidrologia da qualidade da água estuda como os processos hidrológicos controlam a qualidade química e física da água superficial e subterrânea e o transporte de solutos e poluentes através das bacias hidrográficas.

Definition

A hidrologia da qualidade da água é o estudo da condição química, física e biológica da água doce controlada por processos hidrológicos, incluindo as fontes, o transporte e a transformação de constituintes dissolvidos e particulados através das bacias hidrográficas.

Scope

Este tópico abrange a química natural das águas, o carregamento e transporte de nutrientes, sedimentos e poluentes, e como os caminhos de fluxo e o armazenamento governam a qualidade da água em uma bacia. É o tratamento da qualidade da água focado na hidrologia; a ecotoxicologia aquática e a engenharia de tratamento estão fora de seu escopo, e o slug é qualificado para distingui-lo de áreas relacionadas na oceanografia e na ciência do solo e da água.

Core questions

• Como os processos hidrológicos controlam a química das águas naturais?
• Como os nutrientes, sedimentos e poluentes são transportados através das bacias hidrográficas?
• Como os caminhos de fluxo e o armazenamento moldam a qualidade dos riachos e da água subterrânea?
• Quais são as principais ameaças à qualidade da água doce?

Key concepts

• Química de íons maiores
• Carregamento de nutrientes e sedimentos
• Poluição de fontes pontuais e não pontuais
• Relações concentração-descarga
• Caminhos de fluxo e tempo de residência
• Eutrofização e ameaças à água doce

Key theories

Química das águas naturais

A composição das águas naturais reflete as rochas e solos com os quais entram em contato, o intemperismo, a mistura e o tempo de residência; a síntese de Hem estabeleceu a interpretação da química de íons maiores que fundamenta a hidroquímica.

Transporte de solutos e poluentes em bacias hidrográficas

Cargas de nutrientes, sedimentos e contaminantes são entregues às águas por escoamento superficial e subsuperficial, com concentrações variando com a descarga; isso liga os caminhos de fluxo hidrológico à qualidade da água observada.

Mechanisms

A água adquire sua qualidade à medida que se move pela bacia: a chuva dissolve gases atmosféricos, a água infiltrada reage com solos e rochas para adquirir íons dissolvidos, e o escoamento arrasta sedimentos, nutrientes e poluentes. O caminho de fluxo e o tempo de residência determinam a extensão da reação e da mistura, de modo que a qualidade em um córrego ou poço reflete as contribuições integradas de diferentes fontes e caminhos, muitas vezes variando sistematicamente com a descarga.

Clinical relevance

A hidrologia da qualidade da água sustenta a proteção de fontes de água potável, a gestão da poluição por nutrientes e sedimentos e da eutrofização, a regulamentação de descargas pontuais e não pontuais, e a avaliação da saúde dos ecossistemas de água doce e da segurança hídrica humana.

History

A interpretação da química da água natural, codificada nos volumes do USGS de Hem, estabeleceu a hidroquímica; a crescente preocupação com a poluição a partir de meados do século XX ampliou o campo para o transporte de nutrientes e contaminantes, a poluição de fontes não pontuais e, mais recentemente, avaliações globais das ameaças à qualidade e biodiversidade da água doce.

Key figures

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

Seminal works

• hem1985
• maidment1993
• vorosmarty2010

Frequently asked questions

Por que a qualidade da água muda com o fluxo do rio?

Diferentes condições de fluxo ativam diferentes fontes e caminhos: fluxos altos podem arrastar sedimentos e poluentes superficiais e diluir a química do fluxo de base, enquanto fluxos baixos são dominados pela água subterrânea, de modo que as concentrações de muitos constituintes variam sistematicamente com a descarga.

O que é poluição de fonte não pontual?

É a poluição que entra nas águas difusamente de grandes áreas, como nutrientes e pesticidas arrastados de terras agrícolas ou escoamento de superfícies urbanas, em vez de uma única tubulação de descarga; sua natureza difusa e hidrologicamente impulsionada a torna mais difícil de gerenciar do que as fontes pontuais.