- Rudolf Cole
- 0
- 3852
- 279
Aquifers zijn ondergrondse rotslagen die verzadigd zijn met water dat via natuurlijke bronnen of door pompen naar de oppervlakte kan worden gebracht..
Het grondwater in watervoerende lagen is een van de belangrijkste bronnen van water op aarde: volgens de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) is ongeveer 30 procent van ons vloeibare zoetwater grondwater. De rest wordt aan de oppervlakte gevonden in beken, meren, rivieren en wetlands. Het grootste deel van het zoete water in de wereld - ongeveer 69 procent - is opgesloten in gletsjers en ijskappen. De website van de U.S. Geological Survey heeft een kaart met belangrijke watervoerende lagen in de aangrenzende Verenigde Staten.
Grondwater is te vinden in een reeks verschillende soorten gesteente, maar de meest productieve watervoerende lagen zijn te vinden in poreus, doorlatend gesteente zoals zandsteen, of de open holtes en grotten van kalkstenen watervoerende lagen. Grondwater beweegt zich gemakkelijker door deze materialen, waardoor sneller kan worden gepompt en andere methoden om het water te onttrekken. Aquifers zijn ook te vinden in regio's waar het gesteente is gemaakt van dichter materiaal - zoals graniet of basalt - als dat gesteente scheuren en breuken heeft.
"Aquifers zijn er in vele soorten en maten, maar ze zijn in feite een ingesloten, ondergrondse opslagplaats van water", zegt Steven Phillips, een hydroloog bij de U.S. Geological Survey (USGS) in Sacramento, Californië..
Dicht, ondoordringbaar materiaal zoals klei of leisteen kan werken als een "aquitard", d.w.z. een laag rots of ander materiaal dat bijna ondoordringbaar is voor water. Door grondwater kan zich door dergelijk materiaal bewegen, dit zal zeer langzaam (of helemaal niet) gebeuren. Fouten of bergen kunnen ook de beweging van zoet grondwater blokkeren, net als de oceaan, zei Phillips.
Een aquitard kan grondwater in een watervoerende laag vasthouden en een geboorde put creëren. Wanneer grondwater onder een aquitard stroomt van een hoger gelegen gebied naar een lager gelegen gebied, zoals van een berghelling naar een dalbodem, kan de druk op het grondwater voldoende zijn om het water uit een put te persen die in die aquifer is geboord. Dergelijke putten staan bekend als artesische putten, en de watervoerende lagen die ze aanboren, worden artesische watervoerende lagen of ingesloten watervoerende lagen genoemd..
Hoe grondwater beweegt
Wanneer nieuw oppervlaktewater in een watervoerende laag komt, "laadt" het de grondwatervoorraad op. Opladen gebeurt voornamelijk in de buurt van bergen, en grondwater stroomt meestal naar beneden van berghellingen naar beken en rivieren door de zwaartekracht, zei Phillips. Afhankelijk van de dichtheid van het gesteente en de bodem waardoor het grondwater beweegt, kan het volgens Environment Canada binnen een eeuw langzaam maar enkele centimeters voortkruipen. In andere gebieden, waar het gesteente en de grond losser en meer doorlatend zijn, kan grondwater meerdere meters per dag bewegen.
Het water in een watervoerende laag kan vele eeuwen onder het aardoppervlak worden gehouden: hydrologen schatten dat het water in sommige watervoerende lagen meer dan 10.000 jaar oud is (wat betekent dat het ongeveer 6000 jaar vóór de Grote Piramide van Egypte als regen of sneeuw op het aardoppervlak viel). van Gizeh werd gebouwd). Het oudste grondwater dat ooit is gevonden, werd 2 mijl (2,4 km) diep ontdekt in een Canadese mijn en zat daar tussen 1,5 en 2,64 miljard jaar geleden vast.
Maar hoe dieper men naar water graaft, hoe zouter de vloeistof wordt, zei Phillips. "Grondwater kan heel erg diep zijn, maar uiteindelijk is het pekel", zei hij. "Voor zoet water zijn de diepten erg beperkt."
Veel van het drinkwater waarvan de samenleving afhankelijk is, bevindt zich in ondiepe watervoerende lagen. De Ogallala Aquifer - een enorm grondwaterreservoir van 174.000 vierkante mijl (450.000 vierkante kilometer) - levert bijvoorbeeld bijna een derde van het Amerikaanse landbouwgrondwater, en meer dan 1,8 miljoen mensen vertrouwen op de Ogallala Aquifer voor hun drinkwater.
Evenzo haalt Texas bijna 60 procent van zijn water uit grondwater; in Florida levert grondwater meer dan 90 procent van het zoetwater van de staat. Maar deze belangrijke zoetwaterbronnen worden steeds meer bedreigd.
Landbouw en een groeiende menselijke bevolking stellen hoge eisen aan slinkende watervoerende lagen. (Afbeelding tegoed: Shutterstock)Bedreigingen voor watervoerende lagen
Volgens een onderzoek uit 2013 van de Kansas State University was tegen 2010 ongeveer 30 procent van het grondwater van de Ogallala Aquifer afgetapt. Sommige delen van de Ogallala Aquifer zijn nu droog en de grondwaterspiegel is in andere gebieden meer dan 90 meter gedaald. Meer dan tweederde van het grondwater van deze Ogalalla-watervoerende laag zou in de komende decennia kunnen worden afgevoerd, zo bleek uit de studie..
"Het waterpeil is net gedaald, naar beneden, naar beneden," zei Phillip. "Veel van dat systeem is 10.000 jaar geleden opgeladen tijdens de meest recente ijstijd, en wat we nu doen is het ontginnen van het water. We halen oud water eruit dat niet wordt bijgevuld."
Hetzelfde probleem doet zich in toenemende mate over de hele wereld voor, vooral in gebieden waar een snelgroeiende bevolking een grotere vraag stelt aan beperkte watervoerende hulpbronnen - pompen kan op deze plaatsen het vermogen van de watervoerende laag om haar grondwatervoorraden aan te vullen overtreffen.
Als het oppompen van grondwater resulteert in een verlaging van de grondwaterspiegel, dan kan de grondwaterspiegel zo laag zakken dat deze onder de diepte van een put komt. In die gevallen 'loopt de put droog' en kan er geen water worden verwijderd totdat het grondwater weer is aangevuld - wat in sommige gevallen honderden of duizenden jaren kan duren..
Wanneer de grond zinkt door het oppompen van grondwater, wordt dit bodemdaling genoemd. In de zuidelijke San Joaquin-vallei in Californië, waar boeren afhankelijk zijn van bronnen voor irrigatie, vestigde het landoppervlak zich tussen de jaren twintig en de jaren zeventig 28 voet (8,5 meter), volgens de NASA, die satellietgegevens gebruikt om bodemdaling te volgen..
"Bodemdaling is een bedreiging voor watervoerende lagen en ook voor de infrastructuur aan de oppervlakte", zei Phillips.
Naast grondwaterstanden kan de kwaliteit van het water in een watervoerende laag worden bedreigd door het binnendringen van zout water (een specifiek probleem in kustgebieden), biologische verontreinigingen zoals het lozen van mest of septic tanks, en industriële chemicaliën zoals pesticiden of aardolieproducten. En als een watervoerende laag eenmaal is vervuild, is het notoir moeilijk te herstellen.
Aanvullende bronnen:
- De Amerikaanse watermonitor is een dagelijks rapport over de gezondheid van water dat een samenvatting geeft van federale waterinformatie.
- De USGS biedt informatie over de waterkwaliteit in watervoerende lagen van de VS..
- De interactieve kaart van het USGS National Water Information System met landelijke watergegevens.
Dit artikel is bijgewerkt op 17 oktober 2018 door Associate Editor, Tia Ghose.