Su Kalitesi Hidrolojisi
Su kalitesi hidrolojisi, hidrolojik süreçlerin yüzey ve yeraltı sularının kimyasal ve fiziksel kalitesini ve çözünmüş maddeler ile kirleticilerin havzalar boyunca taşınımını nasıl kontrol ettiğini incelemektedir.
Tanım
Su kalitesi hidrolojisi, hidrolojik süreçler tarafından kontrol edilen tatlı suyun kimyasal, fiziksel ve biyolojik durumunun incelenmesidir; bu süreçler, çözünmüş ve partikül halindeki bileşenlerin havzalar boyunca kaynaklarını, taşınımını ve dönüşümünü içermektedir.
Kapsam
Bu konu, suların doğal kimyasını, besin maddeleri, tortu ve kirleticilerin yüklenmesini ve taşınımını, ayrıca akış yollarının ve depolamanın bir havza genelinde su kalitesini nasıl yönettiğini kapsamaktadır. Su kalitesinin hidroloji odaklı bir incelemesidir; sucul ekotoksikoloji ve arıtma mühendisliği bu kapsamın dışındadır ve bu terim, oşinografi ile toprak ve su bilimi gibi ilgili alanlardan ayrıştırmak için özel olarak nitelendirilmektedir.
Temel sorular
- Hidrolojik süreçler doğal suların kimyasını nasıl kontrol etmektedir?
- Besin maddeleri, tortu ve kirleticiler havzalar boyunca nasıl taşınmaktadır?
- Akış yolları ve depolama, akarsu ve yeraltı suyu kalitesini nasıl şekillendirmektedir?
- Tatlı su kalitesine yönelik başlıca tehditler nelerdir?
Anahtar kavramlar
- Ana iyon kimyası
- Besin ve tortu yüklenmesi
- Noktasal ve yayılı kaynaklı kirlilik
- Konsantrasyon-debi ilişkileri
- Akış yolları ve kalış süresi
- Ötrofikasyon ve tatlı su tehditleri
Temel kuramlar
- Doğal suların kimyası
- Doğal suların bileşimi, temas ettikleri kayaçları ve toprakları, ayrışmayı, karışmayı ve kalış süresini yansıtmaktadır; Hem'in sentezi, hidrokimyanın temelini oluşturan ana iyon kimyasının yorumlanmasını sağlamıştır.
- Havza çözünmüş madde ve kirletici taşınımı
- Besin maddeleri, tortu ve kirleticilerin yükleri, akış ve yeraltı akışı ile sulara ulaşmakta, konsantrasyonlar debi ile değişmektedir; bu durum, hidrolojik akış yollarını gözlemlenen su kalitesine bağlamaktadır.
Mekanizmalar
Su, havza içinde hareket ederken kalitesini kazanmaktadır: yağmur atmosferik gazları çözer, sızan su toprak ve kayaçlarla reaksiyona girerek çözünmüş iyonlar kazanır ve akış, tortu, besin maddeleri ve kirleticileri sürükler. Akış yolu ve kalış süresi, ne kadar reaksiyon ve karışımın meydana geldiğini belirler; bu nedenle bir akarsu veya kuyudaki kalite, farklı kaynakların ve yolların entegre katkılarını yansıtır ve genellikle debi ile sistematik olarak değişmektedir.
Klinik önem
Su kalitesi hidrolojisi, içme suyu kaynaklarının korunmasını, besin ve tortu kirliliği ile ötrofikasyonun yönetimini, noktasal ve yayılı deşarjların düzenlenmesini ve tatlı su ekosistem sağlığı ile insan su güvenliğinin değerlendirilmesini desteklemektedir.
Tarihçe
Hem'in USGS ciltlerinde kodlanan doğal su kimyasının yorumlanması, hidrokimyayı kurmuştur; 20. yüzyılın ortalarından itibaren kirlilikle ilgili artan endişeler, alanı besin ve kirletici taşınımı, yayılı kaynaklı kirlilik ve daha yakın zamanda tatlı su kalitesi ve biyoçeşitliliğe yönelik tehditlerin küresel değerlendirmelerini kapsayacak şekilde genişletmiştir.
Öne çıkan isimler
- John D. Hem
- Charles J. Vorosmarty
- David R. Maidment
İlgili konular
Temel eserler
- hem1985
- maidment1993
- vorosmarty2010
Sıkça sorulan sorular
- Su kalitesi nehir debisiyle neden değişmektedir?
- Farklı akış koşulları, farklı kaynakları ve yolları etkinleştirmektedir: yüksek debiler tortuyu ve yüzey kirleticilerini temizleyebilir ve taban akışı kimyasını seyreltebilirken, düşük debiler yeraltı suyu tarafından domine edilmektedir; bu nedenle birçok bileşenin konsantrasyonu debi ile sistematik olarak değişmektedir.
- Yayılı kaynaklı kirlilik nedir?
- Bu, tek bir deşarj borusundan ziyade, tarım arazilerinden yıkanan besin maddeleri ve pestisitler veya kentsel yüzeylerden gelen akış gibi geniş alanlardan sulara yayılarak giren kirliliktir; yayılı, hidrolojik olarak yönlendirilen doğası, onu noktasal kaynaklardan daha zor yönetilebilir kılmaktadır.