Chapter 6
Basic Hydrology, Water Resources,
and DAF Boat Plant for Lake Restoration
Donald B. Aulenbach, Lawrence K. Wang, Mu-Hao Sung Wang,
and Nazih K. Shammas
Contents
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . 232
2 Special Features of Water and Their Relationship to Life on Earth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
3 Hydrology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
4 Evaporation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
5 Transpiration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
6 Evapotranspiration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
7 Infiltration and Percolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
8 Runoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
9 Ground Water . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
10 Impact of Pollution on Lakes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
11 Thermal Impacts on the Aquatic Environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
12 Toxics in Water Resources . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 287
13 Goals of Water Pollution Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
14 Dissolved Air Flotation Boat Plant for Lake Restoration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
The authors Donald B. Aulenbach and Nazih K. Shammas are deceased at the time of publication
of this chapter
D. B. Aulenbach
Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, NY, USA
Lenox Institute of Water Technology, Newtonville, NY, USA
L. K. Wang (*)
Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, NY, USA
Lenox Institute of Water Technology, Newtonville, NY, USA
Krofta Engineering Corporation, Lenox, MA, USA
M.-H. S. Wang · N. K. Shammas
Lenox Institute of Water Technology, Newtonville, NY, USA
© Springer Nature Switzerland AG 2021
L. K. Wang, M. -H. S. Wang, Y. -T. Hung, N. K. Shammas (eds.),
Environmental and Natural Resources Engineering, Handbook of Environmental
Engineering 19, https://doi.org/10.1007/978-3-030-54626-7_6
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Basic Hydrology, Water Resources,
and DAF Boat Plant for Lake Restoration
Donald B. Aulenbach, Lawrence K. Wang, Mu-Hao Sung Wang,
and Nazih K. Shammas
Contents
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . 232
2 Special Features of Water and Their Relationship to Life on Earth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
3 Hydrology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
4 Evaporation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
5 Transpiration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
6 Evapotranspiration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
7 Infiltration and Percolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
8 Runoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
9 Ground Water . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
10 Impact of Pollution on Lakes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
11 Thermal Impacts on the Aquatic Environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
12 Toxics in Water Resources . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 287
13 Goals of Water Pollution Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
14 Dissolved Air Flotation Boat Plant for Lake Restoration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
The authors Donald B. Aulenbach and Nazih K. Shammas are deceased at the time of publication
of this chapter
D. B. Aulenbach
Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, NY, USA
Lenox Institute of Water Technology, Newtonville, NY, USA
L. K. Wang (*)
Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, NY, USA
Lenox Institute of Water Technology, Newtonville, NY, USA
Krofta Engineering Corporation, Lenox, MA, USA
M.-H. S. Wang · N. K. Shammas
Lenox Institute of Water Technology, Newtonville, NY, USA
© Springer Nature Switzerland AG 2021
L. K. Wang, M. -H. S. Wang, Y. -T. Hung, N. K. Shammas (eds.),
Environmental and Natural Resources Engineering, Handbook of Environmental
Engineering 19, https://doi.org/10.1007/978-3-030-54626-7_6
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