Este livro descreve como a água subterrânea está ligada a recursos de água superficial, como rios, lagos e pântanos, e funciona como um sistema hidrológico contínuo. A troca de água é impulsionada por diferenças nos níveis de água, propriedades hidrogeológicas dos materiais terrestres e a estrutura geológica subjacente.
Os desafios em documentar os locais e taxas de troca de água incluem diferenças significativas nos caminhos de fluxo e tempos de residência da água em sistemas de águas subterrâneas e superficiais conectados. Nove Caixas, que são usadas para expandir os conceitos apresentados no texto principal, apresentam estudos de caso como exemplos de troca de água. Seis exercícios e soluções também são fornecidos.
Vários modelos conceituais que representam a troca de água subterrânea com riachos, lagos e pântanos são apresentados em seções transversais e visualizações de mapas. Os tipos de troca, como efluentes, afluentes, fluxo de fluxo, troca zero e condições mistas, são definidos e usados para descrever a troca de água subterrânea e superficial. Essas condições estão ligadas aos termos ganho, perdedor, fluxo e misto, que são comumente usados quando o recurso de água superficial é o foco, e aos termos ressurgência e ressurgência que são usados pelos ecologistas fluviais.
O processo de troca é discutido em múltiplas escalas em paisagens de tamanhos variados, desde a bacia hidrográfica até a escala do leito do canal.
A Seção 5 apresenta métodos usados para descrever e quantificar a localização, magnitude e tempo da troca de água subterrânea-água superficial. Isso inclui o uso de orçamentos de água, orçamentos geoquímicos e orçamentos de calor; infiltrações de medição de fluxo; separação de hidrogramas; modelagem de águas subterrâneas em escala de bacia; monitoramento do estágio da água superficial e do nível do lençol freático; bem como o uso de mini-piezômetros, medidores de infiltração, temperatura da água com sensoriamento local e remoto; testes de traçadores de fluxo e métodos geoquímicos. Cada método é descrito e acompanhado de figuras. Os métodos incluem vários documentos de referência geral disponíveis na Internet, bem como referências adicionais.
Aqueles que entendem a ligação entre modelos conceituais e medições de campo da troca de água subterrânea e superficial serão capazes de determinar como os córregos, lagos e pântanos naturais e impactados funcionam, e quais ações de preservação ou restauração podem resolver problemas e atingir metas.