Většina vody na světě je slaná voda obsažená převážně v oceánech pokrývajících Zemi. Pouze asi 2,5 procenta z celkové globální vody tvoří sladká voda. Sladká voda se nachází v ledovcích a ledových čepicích a asi 30 procent tvoří podzemní voda, která zahrnuje jezera a řeky. Podzemní voda se vyskytuje téměř všude, kde je pevnina - od bažin až po skalnaté terény. Když podzemní voda zaplní všechny póry v půdě nebo hornině, říká se, že je „nasycená“. Hranice je vodní hladina mezi nasycenou a nenasycenou zemí a je ovlivněna deštěm, sněhem, zavlažováním, suchem a aktivními studnami v plocha. Většina čerstvé vody pro lidské použití pochází ze spodní vody.
Vlastnosti vodní hladiny
Půdní vlhkost pod povrchem půdy se vyskytuje ve dvou zónách: nenasycené a nasycené. Prostory nebo póry mezi zrnky písku, půdy nebo hornin jsou vyplněny pouze částečně nebo vůbec s vodou v nenasycené zóně, zatímco prostory jsou zcela naplněny vodou v nasycené zóna. Vodní hladina vymezuje hranici mezi těmito dvěma vrstvami. Tenká vrstva těsně nad hladinou vody se nazývá „kapilární třásně“. Kapilární třásně jsou od několika centimetrů (přibližně 1 palce) na 60 centimetrů (asi 2 stopy) tlustý a je vytvářen tahem vody z nasycené zóny kapilárním působením. Hloubka hladiny podzemní vody se liší v závislosti na složení půdy, od nuly v bažinatých oblastech až po hloubku více než 25 metrů (300 stop). Některé vodní hladiny se protínají s jezery a řekami a jsou jimi upravovány. Vodní stoly nejsou ploché nebo vodorovné: často sledují stavbu půdy a jsou obvykle mírně nakloněné, což způsobuje proudění podzemní vody.
Toky podzemní vody
Srážky, jako je déšť, vstupují do potoků a jezer a prosakují do země. Tažením dolů gravitací začne voda zaplňovat prázdná nebo částečně prázdná místa v půdě nebo mezi částicemi horniny. Když infiltrující voda dosáhne hladiny podzemní vody a nasycené zóny, začne se pohybovat vodorovně s podzemní vodou. Podzemní voda v nasycené zóně proudí z vyšších nadmořských výšek. Na rozdíl od toku vody v potokech a řekách se podzemní voda pohybuje velmi pomalu. Pohyb v písčité nebo štěrkovité půdě může být milimetry denně a v jílu může být pohyb ještě pomalejší.
Faktory ovlivňující rychlost podzemní vody
Hlavními faktory ovlivňujícími rychlost proudění podzemní vody jsou pórovitost, počet dostupných otevřených prostorů v půdě nebo hornině; propustnost, vzájemná propojenost pórů; a hydraulický gradient, sklon vodní hladiny. Rychlost podzemní vody se zvyšuje se zvyšující se propustností a hydraulickým spádem. Písek, štěrk, pískovec a některé druhy krystalické horniny umožňují snadný tok podzemní vody, zatímco jemnozrnné sedimenty, jako jsou břidlice a bahno, brání snadnému pohybu podzemní vody.
Podzemní vodonosné vrstvy
Podzemní nádrže jsou podzemní nádrže, které zadržují bohatou podzemní vodu v pórech nebo prostorech. Většina čerstvé pitné vody na světě se odebírá z vodonosných vrstev. Některé zvodnělé vrstvy jsou vytvořeny vrstvami složenými z jílovité půdy nebo podloží. Tající sníh nebo déšť vytváří nad omezující vrstvou nasycenou zónu, protože je zabráněno prosakování vody za omezující vrstvu. Tok vodonosných vrstev závisí jak na gravitaci, tak na tlaku vytvářeném výškou země. Uzavřené kolektory zadržují podzemní vodu pod tlakem, zatímco nekoordinované kolektory nejsou pod tlakem a hladina vody při proražení nevystoupí nad hladinu podzemní vody.