Zawartość
- Charakterystyka lustra wody
- Przepływy wód gruntowych
- Czynniki wpływające na prędkość wód podziemnych
- Warstwy wodonośne wód podziemnych
Większość światowych wód to woda morska zawarta głównie w oceanach pokrywających ziemię. Tylko około 2,5 procent całkowitej światowej wody to woda słodka. Świeża woda znajduje się w lodowcach i czapach lodowych, a około 30 procent to wody gruntowe, w tym jeziora i rzeki. Wody podziemne występują niemal wszędzie, od lądu - od bagien po skaliste tereny.Kiedy woda gruntowa wypełnia wszystkie pory w glebie lub skale, mówi się, że gleba jest „nasycona”. Zwierciadło wody stanowi granicę między ziemią nasyconą i nienasyconą i ma na nią wpływ deszcz, śnieg, nawadnianie, susze i aktywne studnie w okolicy. Większość świeżej wody do użytku przez ludzi pochodzi z wód gruntowych.
Charakterystyka lustra wody
Wilgotność gleby pod powierzchnią ziemi występuje w dwóch strefach: strefie nienasyconej i strefie nasyconej. Przestrzenie lub pory między ziarnami piasku, gleby lub skał są tylko częściowo lub wcale wypełnione wodą w strefie nienasyconej, podczas gdy przestrzenie są całkowicie wypełnione wodą w strefie nasyconej. Zwierciadło wody wyznacza granicę między tymi dwiema warstwami. Cienka warstwa tuż nad lustrem wody nazywa się „grzywką kapilarną”. Grzywka kapilarna ma grubość od kilku centymetrów (około 1 cala) do 60 centymetrów (około 2 stóp) i jest tworzona przez wyciąganie wody ze strefy nasycenia przez działanie kapilarne. Głębokość lustra wody różni się w zależności od składu terenu, od zera na terenach podmokłych do głębokości ponad 25 metrów. Niektóre lustra wody przecinają jeziora i rzeki i są przez nich modyfikowane. Zwierciadła wody nie są płaskie ani poziome: często podążają za ukształtowaniem terenu i zwykle są lekko nachylone, powodując przepływ wód gruntowych.
Przepływy wód gruntowych
Opady, takie jak deszcz, przedostają się do strumieni i jezior i przenikają do ziemi. Ciągnięta w dół grawitacja woda zaczyna wypełniać puste lub częściowo puste przestrzenie w ziemi lub między cząstkami skały. Kiedy infiltrująca woda osiąga lustro wody i strefę nasycenia, zaczyna się poruszać poziomo wraz z wodą gruntową. Wody gruntowe w strefie nasyconej przepływają z wyższych do niższych wysokości. W przeciwieństwie do przepływu wody w strumieniach i rzekach, wody gruntowe poruszają się bardzo powoli. Ruch w glebie piaszczystej lub żwirowej może być milimetrowy dziennie, a w glinie ruch może być jeszcze wolniejszy.
Czynniki wpływające na prędkość wód podziemnych
Głównymi czynnikami wpływającymi na prędkość przepływów wód gruntowych są porowatość, liczba dostępnych otwartych przestrzeni w glebie lub skale; przepuszczalność, wzajemne połączenia porów; i gradient hydrauliczny, nachylenie lustra wody. Prędkość wód gruntowych wzrasta wraz ze wzrostem przepuszczalności i gradientu hydraulicznego. Piasek, żwir, piaskowiec i niektóre rodzaje skał krystalicznych umożliwiają swobodny przepływ wód gruntowych, a drobnoziarniste osady, takie jak łupki ilaste i muł, uniemożliwiają swobodny przepływ wód gruntowych.
Warstwy wodonośne wód podziemnych
Warstwy wodonośne to podziemne zbiorniki, które przechowują obfite wody gruntowe w porach lub przestrzeniach. Większość świeżej wody pitnej na świecie jest pobierana z warstw wodonośnych. Niektóre warstwy wodonośne są tworzone przez warstwy złożone z gleby bogatej w glinę lub podłoża skalnego. Topniejący śnieg lub deszcz tworzy strefę nasyconą powyżej warstwy ograniczającej, ponieważ zapobiega się przedostawaniu się wody poza warstwę ograniczającą. Przepływ warstw wodonośnych zależy zarówno od grawitacji, jak i od ciśnienia wytwarzanego przez wzniesienie terenu. Zamknięte warstwy wodonośne utrzymują wodę gruntową pod ciśnieniem, podczas gdy nieosłonięte warstwy wodonośne nie są pod ciśnieniem, a poziom wody nie wzrośnie powyżej lustra wody po przebiciu.