Жер бетіндегі су ағыны және оның себептері

Кіріспе

Жер бетіне сіңбей, бетімен ағатын артық жаңбыр суы

Жер бетінен ағып түсетін су (кейде жер үсті ағысы немесе құрлықтағы ағыс деп те аталады) – бұл арнада ағып жатқан судан (немесе өзен ағысынан) өзгеше, жер бетімен шексіз ағып жатқан су. Бұл шамадан тыс жаңбыр суы, тасқын суы, мұз еріген суы немесе басқа да көздер топыраққа жеткілікті түрде сіңбей қалғанда пайда болады. Бұл топырақ толығымен сумен қаныққан кезде және жаңбыр топырақ сіңіре алмайтын жылдамдықпен жауғанда болады. Жер бетінен ағып түсу көбінесе су өткізбейтін беттерде (мысалы, шатырлар мен асфальт жамылғылары) судың жерге сіңуіне мүмкіндік болмағандықтан болады. Сонымен қатар, ағып түсу табиғи немесе адамның әрекетінен туындаған процестер арқылы жүзеге асуы мүмкін. Жер бетінен ағып түсетін су – су айналымының маңызды бөлігі. Ол сумен топырақ эрозиясының негізгі себебі болып табылады. Ағып түсетін су жиналатын ортақ нүктеге дейінгі жер аумағы – су жиналатын алап деп аталады. Арнаға жеткенге дейін жер бетінде пайда болатын ағынды сулар, адамның жасаған қосымша ластаушы заттарды немесе табиғи ластану түрлерін (мысалы, шіріген жапырақтар) алып жүруі мүмкін болғандықтан, нүктелік емес ластану көзі болып табылады. Ағынды судағы адамның жасаған ластаушы заттарына мұнай, пестицидтер, тыңайтқыштар және т.б. жатады. Көптеген ауыл шаруашылығы ластанулары жер бетінен ағып түсу арқылы күшейеді, бұл ағынның төменгі бөліктеріндегі әсерлерге, оның ішінде эвтрофикацияға алып келетін қоректік заттармен ластануға әкеледі. Су эрозиясын және ластануды тудырудан басқа, қалалық аймақтардағы жер бетінен ағып түсетін су – қалалық су тасқынының басты себебі, бұл мүліктерге зиян келтіруі, жертөлелерде ылғал мен саңырау пайда болуына және көшелердің суға толуына әкелуі мүмкін.

Ұрпақ

Жер бетінен ағып кету – жауын-шашынның (жаңбыр, қар, қырау немесе ақ жаңбыр) жер бетіндегі ағынға жетіп, топырақ қабатының астына өтпей қалуы деп анықталады. Ол тікелей ағыннан ерекшеленеді, себебі тікелей ағын жаңбырдан немесе қардың еруінен кейін дереу жер бетіндегі ағынға қосылады, ал қар қаптамасының немесе мұздықтардың еруінен пайда болған ағын оған кірмейді. Қар мен мұздықтардың еруі тек олардың тұрақты қалыптасуына жеткілікті суық аймақтарда ғана жүзеге асады. Әдетте қардың еруі көктемде, ал мұздықтардың еруі жазда ең жоғары деңгейге жетеді, бұл оларға байланысты өзендерде ағынның күрт өсуіне алып келеді. Қардың немесе мұздықтардың еру жылдамдығын анықтайтын маңызды факторлар – ауа температурасы және күн сәулесінің ұзақтығы. Осы себепті, биік таулы аймақтарда күн ашық күндері өзендер көтеріліп, бұлтты күндері төмендейді. Қар жаумайтын аймақтарда ағын жаңбырдан пайда болады. Дегенмен, барлық жаңбыр ағынға себеп болмайды, өйткені топырақтағы ылғал жеңіл жаңбырларды сіңіре алады. Австралия мен Оңтүстік Африканың өте көне топырақтарында протеоид тамырлар, тығыз тамыр шаштарының арқасында, жаңбыр суын көп мөлшерде сіңіріп алып, тіпті мол жаңбыр жауған кезде де ағынның пайда болуын тоқтата алады. Осы аймақтарда, тіпті құнарсыз балшықты топырақтарда да, жер бетінен ағынның пайда болуы үшін көп мөлшерде жаңбыр және булану қажет, бұл өте өзгермелі (көбінесе уақытша) ағынға бейімделуге әкеледі.

Инфильтрациялық жер үстіндегі артық ағын

Бұл жауын-шашынның қарқындылығы жер бетіне түскен судың топыраққа сіңу жылдамдығынан асып түскенде, ал барлық ойыстар мен шұңқырлар сумен толып қалғанда пайда болады. Бұл Хортонның жер үсті ағыны (Роберт Э. Хортонның атымен) немесе қанықпаған жер үсті ағыны деп те аталады. Мұндай жағдай көбінесе жауын-шашынның қарқындылығы жоғары және топырақ бетінің тығыздалуынан сіңімділігі төмендеген құрғақ және жартылай құрғақ аймақтарда, немесе судың сіңуіне кедеріс келтіретін қалалық аймақтарда кездеседі.

Қанығудың артық жер үсті ағыны

Топырақ суға толып, жиналған су көлемі толған кезде, жаңбыр жауған күйінде жалғаса берсе, жауын-шашын бірден беттік ағысқа себеп болады. Топырақтың алдын ала ылғалдылығының деңгейі – топырақтың қанығуына дейін өтетін уақытқа әсер ететін факторлардың бірі. Бұл ағыс қанығу артық жер үсті ағыны немесе Данн ағыны деп аталады.

Топырақтың бұрынғы ылғалдылығы

Топырақ жаңбырдан кейін белгілі бір мөлшерде ылғалдылықты сақтайды. Бұл қалдық ылғал топырақтың су сіңіру қабілетіне әсер етеді. Келесі жаңбыр оқиғасында су сіңіру қабілеті топырақтың әртүрлі жылдамдықпен қанығуына себеп болады. Алдын ала топырақтағы ылғал деңгейі жоғары болса, топырақ соғұрлым жылдам қанығады. Топырақ қаныққаннан кейін, ағыс пайда болады. Сондықтан, жер бетінен ағып кету орташа және төмен қарқынды жаңбырлардан кейін топырақ ылғалдылығын реттеуде маңызды рөл атқарады.

Жер астының қайта ағынды ағыны

Су таудың көлбеу беткейіндегі топыраққа сіңген соң, су топырақ арқылы көлденең ағып, арнаға жақын жерде топырақтан шығып кетуі мүмкін. Бұл құбылыс жер асты қайта ағыны немесе ағым деп аталады. Ағып барысында, жер бетінен ағып кететін су мөлшері бірнеше жолмен азаюы мүмкін: оның шағын бөлігі булану арқылы жоғалып кетуі мүмкін; су микрорельефтік ойыстарда уақытша тоқталып қалуы мүмкін; ал оның бір бөлігі жер бетімен ағып келе жатқанда қайта сіңіп кетуі мүмкін. Қалған су жер бетінде ағып өзен, көл, теңіз құясы немесе мұхит сияқты су қабылдағышқа жетіп құяды.

Адамның ықпалы

Қалалық даму жер бетіндегі су ағынын арттырады, мысалы, судың топырақ арқылы жер асты суына сіңуіне кедерес келтіретін тас жолдар мен ғимараттар сияқты су өткізбейтін беттердің көбеюіне себеп болады. Оның орнына, су тікелей өзендерге немесе жаңбыр суы ағындарына түседі, онда су тасқыны болмаған жағдайда да эрозия мен лайлану үлкен мәселе тудыруы мүмкін. Ағынның артуы жер асты суларының қайта толуын азайтады, осылайша су деңгейін төмендетіп, құрғақшылықты күшейтеді, әсіресе су құдықтарына тәуелді ауыл шаруашылығымен айналысатын адамдар үшін. Адам қызметінен туындаған ластағыш заттар су ағынымен таралып, судың ластануына әкеледі. Бұл ластағыш заттар өзендер, көлдер, теңіздер мен мұхиттар сияқты әртүрлі су қабылдағыштарына жетеді, нәтижесінде осы су жүйелері мен олармен байланысты экожүйелерде судың химиялық құрамы өзгереді. Адамдар атмосфераға парниктік газдарды бөліп, климатты өзгертуді жалғастырып жатқандықтан, атмосфераның су буын сіңіру қабілеті артуымен бірге жауын-шашын үлгілерінің өзгеруі күтілуде. Бұл су ағынының мөлшеріне тікелей әсер етеді.

Эрозия және шөгінді

Жер бетіндегі ағын жер бетінің эрозиясына алып келуі мүмкін; эрозияға ұшыраған материал үлкен қашықтықта жиналуы мүмкін. Сумен топырақ эрозиясының төрт негізгі түрі бар: шашыраңқы эрозия, беттік эрозия, кіші арналы эрозия және жыра эрозиясы. Шашыраңқы эрозия – жаңбыр тамшыларының топырақ бетімен механикалық соқтығысуының нәтижесі: соққыдан орын ауысқан топырақ бөлшектері беттік ағынмен бірге қозғалады. Беттік эрозия – анық арнасы жоқ шөгінділердің ағынмен тасымалдануы. Топырақ бетінің кедір-бұдырлығы ағынды тар арналарға шоғырландыруы мүмкін: олар тереңдейген кезде, пайда болатын кішкентай, бірақ анық арналар кіші арналар деп аталады. Бұл арналардың ені бір сантиметрден бірнеше метрге дейін жетеді. Егер ағын жалғасып, кіші арналарды кеңейте берсе, олар ақырында жыраларға айналуы мүмкін. Жыра эрозиясы қысқа мерзім ішінде эрозияға ұшыраған үлкен көлемдегі материалды тасымалдай алады. Эрозия нәтижесінде өсімдік өнімділігі төмендеуі әдеттегі жағдай, және осы әсерлер топырақ қорғау саласында зерттеледі. Ағындағы топырақ бөлшектерінің мөлшері шамамен 0,001 миллиметрден 1,0 миллиметрге дейін ауыспайды. Ірі бөлшектер қысқа қашықтықтарда тұнады, ал кіші бөлшектер су бағанасында ұзақ қашықтыққа дейін көтеріліп тасымалдануы мүмкін. Кішкентай бөлшектері бар құмды топырақтың эрозиясы тұмандылықты тудырады және жарық өткізгіштігін азайтады, бұл су экожүйесіне зиян келтіреді. Эрозия салдарынан елдердің үлкен бөліктері өнімсіз қалған. Мадагаскардың жоғары орталық платосында, елдің жер аумағының шамамен 10 пайызы, дерлік барлық ландшафт өсімдіксіз, эрозиялық жыралардың тереңдігі әдетте 50 метрден асып, ені 1 километрге жетеді. Көшпенді шаруашылық – әлемнің кейбір аймақтарында кесу және өртеу әдісін қолданатын шаруашылық жүйесі. Эрозия құнарлы топырақтың жоғалуына және оның құнарлылығы мен ауылшаруашылық өнімдерінің сапасының төмендеуіне әкеледі. Қазіргі заманғы индустриалды шаруашылық эрозияның тағы бір маңызды себебі болып табылады. АҚШ-тың жүгері белдеуінің үштен бірінен астамы топырағынан толық айырылған. Егіссіз өңдеуге көшу АҚШ-тың ауылшаруашылық жерлеріндегі топырақ эрозиясын 70 пайыздан астамға азайтуға мүмкіндік береді.

Surface runoff can cause erosion of the Earth's surface; eroded material may be deposited a considerable distance away. There are four main types of soil erosion by water: splash erosion, sheet erosion, rill erosion and gully erosion. Splash erosion is the result of mechanical collision of raindrops with the soil surface: soil particles which are dislodged by the impact then move with the surface runoff. Sheet erosion is the overland transport of sediment by runoff without a well defined channel. Soil surface roughness causes may cause runoff to become concentrated into narrower flow paths: as these incise, the small but well defined channels which are formed are known as rills. These channels can be as small as one centimeter wide or as large as several meters. If runoff continue to incise and enlarge rills, they may eventually grow to become gullies. Gully erosion can transport large amounts of eroded material in a small time period. Reduced crop productivity usually results from erosion, and these effects are studied in the field of soil conservation. The soil particles carried in runoff vary in size from about 0.001 millimeter to 1.0 millimeter in diameter. Larger particles settle over short transport distances, whereas small particles can be carried over long distances suspended in the water column. Erosion of silty soils that contain smaller particles generates turbidity and diminishes light transmission, which disrupts aquatic ecosystems. Entire sections of countries have been rendered unproductive by erosion. On the high central plateau of Madagascar, approximately ten percent of that country's land area, virtually the entire landscape is devoid of vegetation, with erosive gully furrows typically in excess of 50 meters deep and one kilometer wide. Shifting cultivation is a farming system which sometimes incorporates the slash and burn method in some regions of the world. Erosion causes loss of the fertile top soil and reduces its fertility and quality of the agricultural produce. Modern industrial farming is another major cause of erosion. Over a third of the U. S. Corn Belt has completely lost its topsoil. Switching to no till practices would reduce soil erosion from U. S. agricultural fields by more than 70 percent.

Қоршаған ортаға әсері

Су ағызумен байланысты негізгі экологиялық мәселелер – судың ластаушы заттарды осы жүйелерге тасымалдау арқылы жерүсті суларына, жер асты суларына және топыраққа тигізетін әсерлер. Нәтижесінде, бұл адам денсаулығына қауіп, экожүйелердің бұзылуы және су ресурстарының эстетикалық құндылығына әсер етеді. Жер беті суларына ең көп зиян келтіретін ластаушы заттар – мұнай өнімдері, гербицидтер және тыңайтқыштар. Пестицидтер мен басқа да ластаушы заттардың жер бетінен ағып кету арқылы сіңірілуі 1960 жылдардан бері зерттеледі, және пестицидтердің сумен жанасуы фитотоксикалық әсерін күшейтетіні ертеде-ақ белгілі болды. Жер беті суларының жағдайында бұл әсерлер судың ластануына алып келеді, себебі өзендер мен ағындар түрлі химиялық заттар мен шөгінділерді тасымалдайтын ағынды суды қабылдайды. Жер беті сулары ауыз су ретінде қолданылғанда, олар денсаулыққа қауіпті болуы және ауыз судың эстетикалық қасиеттерін (иісі, түсі және мөлдірлігі) нашарлатуы мүмкін. Ластанған жер беті сулары оларда мекендейтін су жануарларының метаболизм процестерін өзгертуге әкелуі мүмкін; бұл өзгерістер өлімге, мысалы, балықтардың қырылуына немесе популяциялардың тепе-теңдігін бұзуға соқтыруы мүмкін. Басқа да нақты әсерлер жануарлардың жұптасуына, шағылысуына, жұмыртқалар мен дернәсілдердің тірі қалуына, жас өсімдіктердің өмір сүруіне және өсімдіктердің өнімділігіне тиеді. Кейбір зерттеулер көрсеткендей, DDT сияқты пестицидтердің жер бетінен ағып кетуі балық түрлерінің жынысын генетикалық тұрғыдан өзгерте алады, аталық балықты аналыққа айналдырады. Орман ішінде пайда болатын жер бетінен ағып жатқан сулар көлдерді минералды азот пен фосформен қамтамасыз ете алады, бұл эвтрофикацияға алып келеді. Қиыршықты ормандардағы ағынды сулар да гуминді қышқылдармен байытылады және су объектілерінің гумификациясына әкелуі мүмкін. Сонымен қатар, тропикалық және субтропикалық аймақтардағы биік және жас аралдар топырақ эрозиясына ұшырауы мүмкін және жағалау мұхитына үлкен мөлшерде материал тасымалдауы мүмкін. Мұндай жерден келген шөгінділердің, қоректік заттардың, көміртегінің және ластаушы заттардың ағып кетуі жаһандық биогеохимиялық циклдарға және теңіз және жағалау экожүйелеріне елеулі әсер етуі мүмкін. Жер асты суларының жағдайында ең маңызды мәселе – су қоймасы адамдардың пайдалануына алынса, ауыз судың ластануы. Топырақтың ластануына қатысты, ағынды судың екі маңызды жолы бар. Біріншіден, ағынды су топырақтан ластаушы заттарды шығарып алып, оларды судың ластануы түрінде одан да осал сулы орталарға жеткізе алады. Екіншіден, ағынды су таза топыраққа ластаушы заттарды қалдырып, денсаулыққа немесе экологиялық зиян келтіруі мүмкін.

The principal environmental issues associated with runoff are the impacts to surface water, groundwater and soil through transport of water pollutants to these systems. Ultimately these consequences translate into human health risk, ecosystem disturbance and aesthetic impact to water resources. Some of the contaminants that create the greatest impact to surface waters arising from runoff are petroleum substances, herbicides and fertilizers. Quantitative uptake by surface runoff of pesticides and other contaminants has been studied since the 1960s, and early on contact of pesticides with water was known to enhance phytotoxicity. In the case of surface waters, the impacts translate to water pollution, since the streams and rivers have received runoff carrying various chemicals or sediments. When surface waters are used as potable water supplies, they can be compromised regarding health risks and drinking water aesthetics (that is, odor, color and turbidity effects). Contaminated surface waters risk altering the metabolic processes of the aquatic species that they host; these alterations can lead to death, such as fish kills, or alter the balance of populations present. Other specific impacts are on animal mating, spawning, egg and larvae viability, juvenile survival and plant productivity. Some research shows surface runoff of pesticides, such as DDT, can alter the gender of fish species genetically, which transforms male into female fish. Surface runoff occurring within forests can supply lakes with high loads of mineral nitrogen and phosphorus leading to eutrophication. Runoff waters within coniferous forests are also enriched with humic acids and can lead to humification of water bodies Additionally, high standing and young islands in the tropics and subtropics can undergo high soil erosion rates and also contribute large material fluxes to the coastal ocean. Such land derived runoff of sediment nutrients, carbon, and contaminants can have large impacts on global biogeochemical cycles and marine and coastal ecosystems. In the case of groundwater, the main issue is contamination of drinking water, if the aquifer is abstracted for human use. Regarding soil contamination, runoff waters can have two important pathways of concern. Firstly, runoff water can extract soil contaminants and carry them in the form of water pollution to even more sensitive aquatic habitats. Secondly, runoff can deposit contaminants on pristine soils, creating health or ecological consequences.

Ауыл шаруашылығы мәселелері

Ауыл шаруашылығы мәселелерінің тағы бір аспектісі – ауыл шаруашылығы химиялық заттарының (нитраттар, фосфаттар, пестицидтер, гербицидтер және т.б.) жер бетінен ағып кету арқылы тасымалдануы. Мұндай жағдай химиялық заттардың артық қолданылуы немесе жоғары жауын-шашынмен сәйкес келмейтін уақытта қолданылуы салдарынан туындайды. Нәтижесінде ластанған су ағыны ауыл шаруашылығы химиялық заттарының ысырабына ғана емес, сонымен қатар төмен жатқан экожүйелерге де қауіп төндіреді. Түйін шөптері көбінесе топырақты эрозиядан және арамшөптердің өсуінен қорғау үшін қолданылады. Дегенмен, осы өнімді жинау топырақ эрозиясын күшейте түсуі мүмкін.

Экономикалық мәселелер

Жер бетінен су ағып кетудің маңызды экономикалық салдары бар. Қайың қаламшалары – жер бетінен су ағып кетумен күресудің тиімді және арзан жолы. Бұдан өзге, жер бетінен ағып кететін суды пил шөбін өсіру арқылы қайта пайдалануға болады. Нигерияда пил шөбі жер бетінен су ағып кетуді және топырақ эрозиясын азайтудың экономикалық тиімді тәсілі саналады. Сонымен қатар, Қытайда көкөністер сияқты көптеген экономикалық дақылдар жер бетінен су ағып кетуден қатты зардап шекті. Сондықтан, олар топырақтағы азот пен фосфор сияқты қоректік заттардың жоғалуын азайтатын жүйе енгізген.

Су тасқыны

Су тасқыны су арнасы төмен ағысқа құйылатын су мөлшерін қабылдай алмағанда болады. Мұндай оқиғаның жиілігі қайталану периоды арқылы сипатталады. Су тасқыны – бұл экожүйенің құрамын және процестерін сақтайтын табиғи құбылыс, бірақ оны өзендерді жасанды түрде түзету сияқты жерді пайдаланудағы өзгерістер де өзгерте алады. Су тасқыны қоғам үшін пайдалы да, зиянды да болуы мүмкін. Мысырдың Ніл өзенінің жайылмасындағы шаруалар маусымдық су тасқыны арқасында егінге пайдалы заттар жинақтап, ауыл шаруашылығын дамытты. Дегенмен, елді мекендердің саны мен олардың осалдығы артқан сайын су тасқыны табиғи қауіпке айналады. Қалаларда жер бетінен ағып келетін су қалалық су тасқынының басты себебі болып табылады, ол қоғамға үнемі қайталап, көп шығын әкеледі. Оның зиянды салдары – адамдардың қаза болуы, мүліктің зақымдануы, су көздерінің ластануы, егін шығыны, әлеуметтік ортаның бұзылуы және уақытша баспанасыздық. Су тасқыны – табиғи апаттардың ең қауіптілерінің бірі. Сонымен қатар, қосымша суару жүгері сияқты дақылдардың топырақта азоттық тыңайтқыштарды сақтап қалуына көмектеседі, бұл егінге жеткілікті сумен қамтамасыз етуді жақсартады.

Өлшем және математикалық модельдеу

Судың ағыны математикалық модельдерді әртүрлі су сапасын бағалау әдістерімен үйлестіріп талдау арқылы жүзеге асырылады. Өлшемдерді белгілі бір органикалық немесе органикалық емес химиялық заттар, pH, тұмандылық сияқты ластағыштарға бағытталған, үздіксіз автоматтандырылған су сапасын талдау құралдары арқылы жасауға болады, немесе еріген оттегі сияқты екінші деңгейлі көрсеткіштерге бағытталған. Сондай-ақ, өлшемдерді бір су үлгісін алып, осы үлгіде кез келген саны химиялық немесе физикалық сынақтар жүргізу арқылы жинақты түрде де жасауға болады. 1950 жылдары немесе одан ертерек гидрологиялық көлік модельдері пайда болды, олар негізінен су тасқынын болжау үшін ағын мөлшерін есептеуге арналған. 1970 жылдардың басында судың ластағыш заттарды тасымалдайтын ағынының тасымалын талдау үшін компьютерлік модельдер әзірленді, олар әртүрлі химиялық заттардың еру жылдамдығын, топыраққа сіңуін және суды қабылдауға жеткізілген ластағыш заттың соңғы жүктемесін ескерді. Су ағынындағы химиялық ерітілуді және одан туындайтын тасымалдауды қарастыратын ең алғашқы модельдердің бірі 1970 жылдардың басында АҚШ Қоршаған ортаны қорғау агенттігімен (EPA) шарт бойынша әзірленді. Бұл компьютерлік модель жерді пайдалану және химиялық заттарды қолдануды бақылау стратегияларына әкелген азайту зерттеулерінің негізін құрады. Көбінесе, нөсер суларын басқарушылар Монте-Карло модельдерінің нөсер суларын басқару процестерін модельдеу қажеттілігін мойындады, себебі көптеген айнымалылардың табиғи өзгеруі ағынның сапасы мен мөлшеріне әсер етеді. Монте-Карло талдауының артықшылығы кіріс статистикасындағы белгісіздікті азайту емес, су сапасына қатысты ықтимал тәуекелдерді анықтайтын айнымалылардың әртүрлі комбинацияларын көрсету болып табылады. Бұл типтегі нөсер суы модельдерінің бір мысалы – стохастикалық эмпирикалық жүктеме және сұйыту моделі (SELDM) нөсер суының сапасы моделі. SELDM күрделі ғылыми деректерді суды қабылдауға ағынның зиянды әсері, азайту шараларының қажеттілігі және осындай басқару шараларының осы тәуекелдерді азайтудағы тиімділігі туралы мағыналы ақпаратқа айналдыруға арналған. SELDM гидрологиялық айнымалылардың өзара әрекеттесуін (әр түрлі ықтималдық үлестірімімен) модельдеу арқылы, ағын процестерінің ұзақ мерзімді нәтижелерін және әртүрлі азайту шараларының ықтимал әсерін көрсететін мәндер жиынтығын қалыптастыру арқылы, басқа жағдайларда алу қиын немесе мүмкін емес ақпаратты жылдам бағалау әдісін ұсынады. SELDM сонымен қатар су сапасына қатысты тәуекелдерге әртүрлі кіріс болжамдарының ықтимал әсерін анықтау үшін сезімталдық талдауды жылдам жүргізуге мүмкіндік береді. Басқа компьютерлік модельдер (мысалы, DSSAM моделі) әзірленді, олар судың беткі ағынын өзен арнасынан реактивті су ластағыш ретінде қадағалауға мүмкіндік береді. Бұл жағдайда жер бетінен ағып кетуді суды қабылдау суларына ластанудың желілік көзі деп қарастыруға болады.

Runoff is analyzed by using mathematical models in combination with various water quality sampling methods. Measurements can be made using continuous automated water quality analysis instruments targeted on pollutants such as specific organic or inorganic chemicals, pH, turbidity etc. or targeted on secondary indicators such as dissolved oxygen. Measurements can also be made in batch form by extracting a single water sample and conducting any number of chemical or physical tests on that sample. In the 1950s or earlier hydrology transport models appeared to calculate quantities of runoff, primarily for flood forecasting. Beginning in the early 1970s computer models were developed to analyze the transport of runoff carrying water pollutants, which considered dissolution rates of various chemicals, infiltration into soils and ultimate pollutant load delivered to receiving waters. One of the earliest models addressing chemical dissolution in runoff and resulting transport was developed in the early 1970s under contract to the United States Environmental Protection Agency (EPA). This computer model formed the basis of much of the mitigation study that led to strategies for land use and chemical handling controls. Increasingly, stormwater practitioners have recognized the need for Monte Carlo models to simulate stormwater processes because of natural variations in multiple variables that affect the quality and quantity of runoff. The benefit of the Monte Carlo analysis is not to decrease uncertainty in the input statistics, but to represent the different combinations of the variables that determine potential risks of water quality excursions. One example of this type of stormwater model is the stochastic empirical loading and dilution model (SELDM) is a stormwater quality model. SELDM is designed to transform complex scientific data into meaningful information about the risk of adverse effects of runoff on receiving waters, the potential need for mitigation measures, and the potential effectiveness of such management measures for reducing these risks. SELDM provides a method for rapid assessment of information that is otherwise difficult or impossible to obtain because it models the interactions among hydrologic variables (with different probability distributions) that result in a population of values that represent likely long term outcomes from runoff processes and the potential effects of different mitigation measures. SELDM also provides the means for rapidly doing sensitivity analyses to determine the potential effects of different input assumptions on the risks for water quality excursions. Other computer models have been developed (such as the DSSAM Model) that allow surface runoff to be tracked through a river course as reactive water pollutants. In this case the surface runoff may be considered to be a line source of water pollution to the receiving waters.