यह पुस्तक बताती है कि भूजल सतही जल सुविधाओं जैसे नदियों, झीलों और आर्द्रभूमि से कैसे जुड़ा हुआ है और एक सतत जल विज्ञान प्रणाली के रूप में कार्य करता है। पानी का आदान-प्रदान जल स्तर, पृथ्वी सामग्री के हाइड्रोजियोलॉजिकल गुणों और अंतर्निहित भूगर्भिक ढांचे में अंतर से प्रेरित है।
जल विनिमय के स्थानों और दरों के दस्तावेजीकरण में चुनौतियों में जुड़े भूजल और सतह-जल प्रणालियों में प्रवाह पथ और जल निवास समय में महत्वपूर्ण अंतर शामिल हैं। नौ बक्से, जिनका उपयोग मुख्य पाठ में प्रस्तुत अवधारणाओं पर विस्तार करने के लिए किया जाता है, केस स्टडी को जल विनिमय के उदाहरण के रूप में प्रस्तुत करते हैं। छह अभ्यास और समाधान भी प्रदान किए जाते हैं।
धाराओं, झीलों और आर्द्रभूमि के साथ भूजल के आदान-प्रदान का प्रतिनिधित्व करने वाले कई वैचारिक मॉडल क्रॉस सेक्शन और मानचित्र दृश्यों में प्रस्तुत किए गए हैं। प्रवाह के प्रकार, प्रभावशाली, प्रवाह-हालांकि, शून्य विनिमय और मिश्रित स्थितियों को परिभाषित किया जाता है और भूजल-सतह जल विनिमय का वर्णन करने के लिए उपयोग किया जाता है। इन स्थितियों को प्राप्त करने, खोने वाले, प्रवाह-थ्रू और मिश्रित शब्दों से जोड़ा जाता है, जिनका उपयोग आमतौर पर तब किया जाता है जब सतह के पानी की विशेषता पर ध्यान केंद्रित किया जाता है, और अपवेलिंग और डाउनवेलिंग शब्द जो नदी पारिस्थितिकीविदों द्वारा उपयोग किए जाते हैं।
विनिमय प्रक्रिया पर वाटरशेड/बेसिन से लेकर चैनल बेड स्केल तक अलग-अलग आकार के भूदृश्यों में कई पैमानों पर चर्चा की जाती है।
धारा 5 भूजल-सतह जल विनिमय के स्थान, परिमाण और समय का वर्णन और मात्रा निर्धारित करने के लिए उपयोग की जाने वाली विधियों को प्रस्तुत करती है। इनमें जल बजट, भू-रासायनिक बजट और गर्मी बजट का उपयोग शामिल है; स्ट्रीम-गेजिंग सीपेज चलता है; हाइड्रोग्राफ पृथक्करण; बेसिन-स्केल भूजल मॉडलिंग; सतही जल स्तर और भूजल स्तर की निगरानी; साथ ही मिनी-पीजोमीटर, सीपेज मीटर, स्थानीय- और दूर से महसूस किए गए पानी के तापमान का उपयोग; स्ट्रीम ट्रेसर परीक्षण, और भू-रासायनिक तरीके। प्रत्येक विधि का वर्णन किया गया है और आंकड़ों के साथ है। विधियों में कई सामान्य संदर्भ दस्तावेज शामिल हैं जो इंटरनेट पर उपलब्ध हैं, साथ ही अतिरिक्त संदर्भ भी हैं।
जो लोग भूजल-सतह जल विनिमय के वैचारिक मॉडल और क्षेत्र माप के बीच की कड़ी को समझते हैं, वे यह निर्धारित करने में सक्षम होंगे कि प्राकृतिक और प्रभावित धाराएं, झीलें और आर्द्रभूमि कैसे कार्य करती हैं, और कौन से संरक्षण या बहाली की क्रियाएं मुद्दों को हल कर सकती हैं और लक्ष्यों को पूरा कर सकती हैं।