Ποια είναι η σύνδεση μεταξύ του υδροφόρου ορίζοντα και των υπόγειων υδάτων;

Το μεγαλύτερο μέρος του νερού στον κόσμο είναι αλμυρό νερό που περιέχεται κυρίως στους ωκεανούς που καλύπτουν τη γη. Μόνο περίπου το 2,5 τοις εκατό του συνολικού παγκόσμιου νερού είναι γλυκό νερό. Το γλυκό νερό βρίσκεται στους παγετώνες και τα παγοκύτταρα και περίπου το 30 τοις εκατό είναι τα υπόγεια ύδατα, τα οποία περιλαμβάνουν λίμνες και ποτάμια. Τα υπόγεια ύδατα εμφανίζονται σχεδόν παντού στη γη - από βάλτους έως βραχώδη εδάφη. Όταν τα υπόγεια ύδατα γεμίζουν όλους τους πόρους στο έδαφος ή στο βράχο, το έδαφος λέγεται ότι είναι «κορεσμένο». Το υδάτινο νερό είναι το όριο μεταξύ κορεσμένου και ακόρεστου εδάφους και επηρεάζεται από βροχή, χιόνι, άρδευση, ξηρασία και ενεργά πηγάδια στο περιοχή. Τα περισσότερα γλυκά νερά για ανθρώπινη χρήση προέρχονται από υπόγεια ύδατα.

Η υγρασία του εδάφους κάτω από την επιφάνεια του εδάφους εμφανίζεται σε δύο ζώνες: την ακόρεστη ζώνη και την κορεσμένη ζώνη. Οι χώροι ή οι πόροι μεταξύ των κόκκων της άμμου, του εδάφους ή των πετρωμάτων γεμίζουν μόνο εν μέρει ή καθόλου με νερό στην ακόρεστη ζώνη, ενώ οι χώροι γεμίζουν εντελώς με νερό στον κορεσμένο ζώνη. Ο υδροφόρος ορίζοντας καθορίζει το όριο μεταξύ αυτών των δύο στρωμάτων. Ένα λεπτό στρώμα ακριβώς πάνω από το υδάτινο νερό ονομάζεται «τριχοειδές περιθώριο». Το τριχοειδές περιθώριο είναι από μερικά εκατοστά (περίπου 1 ίντσα) έως 60 εκατοστά (περίπου 2 πόδια) πάχος, και δημιουργείται από το νερό που τραβιέται από την κορεσμένη ζώνη με τριχοειδή δράση. Το βάθος του υδροφόρου ορίζοντα ποικίλλει ανάλογα με τη σύνθεση της γης, από μηδέν σε βάλτους έως βάθος άνω των 25 μέτρων. Ορισμένοι υδάτινοι όγκοι τέμνονται με λίμνες και ποτάμια και τροποποιούνται από αυτούς. Τα υδάτινα τραπέζια δεν είναι επίπεδα ή οριζόντια: συχνά ακολουθούν τη διαμόρφωση της γης και συνήθως είναι ελαφρώς κεκλιμένα, προκαλώντας τη ροή των υπόγειων υδάτων.

Η βροχόπτωση, όπως βροχή, εισέρχεται σε ρυάκια και λίμνες και διεισδύει στο έδαφος. Αναρροφημένο προς τα κάτω από τη βαρύτητα, το νερό αρχίζει να γεμίζει τους κενούς ή μερικώς κενούς χώρους στο έδαφος ή ανάμεσα σε σωματίδια πετρωμάτων. Όταν το διηθητικό νερό φτάσει στο υδάτινο νερό και στην κορεσμένη ζώνη, αρχίζει να κινείται οριζόντια με τα υπόγεια ύδατα. Τα υπόγεια ύδατα στην κορεσμένη ζώνη ρέουν από υψηλότερα σε χαμηλότερα υψόμετρα. Σε αντίθεση με τη ροή του νερού σε ρέματα και ποτάμια, τα υπόγεια ύδατα κινούνται πολύ αργά. Η κίνηση σε αμμώδες ή αμμοχάλικο έδαφος μπορεί να είναι χιλιοστόμετρα ανά ημέρα, και σε πηλό η κίνηση μπορεί να είναι ακόμη πιο αργή.

Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν την ταχύτητα των ροών των υπόγειων υδάτων είναι το πορώδες, ο αριθμός των διαθέσιμων ανοιχτών χώρων στο έδαφος ή στους βράχους. διαπερατότητα, η διασυνδεσιμότητα των πόρων. και υδραυλική κλίση, η κλίση του υδροφόρου ορίζοντα. Η ταχύτητα των υπόγειων υδάτων αυξάνεται με την αυξανόμενη διαπερατότητα και την υδραυλική κλίση. Η άμμος, το χαλίκι, ο ψαμμίτης και ορισμένοι τύποι κρυσταλλικών πετρωμάτων επιτρέπουν στα υπόγεια ύδατα να ρέουν εύκολα, ενώ τα λεπτόκοκκα ιζήματα, όπως το σχιστόλιθο και το λάσπη, εμποδίζουν την εύκολη κίνηση των υπόγειων υδάτων.

Οι υδροφορείς είναι υπόγειες δεξαμενές που διατηρούν άφθονα υπόγεια νερά σε πόρους ή χώρους. Το μεγαλύτερο μέρος του γλυκού πόσιμου νερού στον κόσμο αποσύρεται από τους υδροφορείς. Ορισμένοι υδροφορείς δημιουργούνται από στρώματα που αποτελούνται από χώμα πλούσιο σε άργιλο ή υπόστρωμα. Το λιώσιμο του χιονιού ή της βροχής δημιουργεί μια κορεσμένη ζώνη πάνω από το περιοριστικό στρώμα, επειδή το νερό εμποδίζεται να διαρρεύσει κάτω από το περιοριστικό στρώμα. Η ροή των υδροφορέων εξαρτάται τόσο από τη βαρύτητα όσο και από την πίεση που δημιουργείται από την ανύψωση της γης. Οι περιορισμένοι υδροφορείς συγκρατούν υπόγεια ύδατα υπό πίεση, ενώ οι μη περιορισμένοι υδροφορείς δεν υπό πίεση και η στάθμη του νερού δεν θα ανεβαίνει πάνω από την επιφάνεια του νερού όταν τρυπηθεί.