Apa Hubungan Antara Permukaan Air dan Air Tanah?

Sebagian besar air di dunia adalah air asin yang sebagian besar terdapat di lautan yang menutupi bumi. Hanya sekitar 2,5 persen dari total air global adalah air tawar. Air tawar ditemukan di gletser dan lapisan es dan sekitar 30 persennya adalah air tanah, yang meliputi danau dan sungai. Air tanah terjadi hampir di semua tempat -- dari rawa hingga daerah berbatu. Ketika air tanah mengisi semua pori-pori di tanah atau batuan, tanah dikatakan "jenuh". Permukaan air adalah batasnya antara tanah jenuh dan tidak jenuh dan dipengaruhi oleh hujan, salju, irigasi, kekeringan dan sumur aktif di daerah. Sebagian besar air tawar untuk keperluan manusia berasal dari air tanah.

Kelembaban tanah di bawah permukaan tanah terjadi di dua zona: zona tak jenuh dan zona jenuh. Ruang-ruang, atau pori-pori, di antara butiran pasir, tanah, atau batu hanya sebagian atau tidak terisi sama sekali dengan air di zona tak jenuh, sedangkan ruang terisi penuh dengan air di zona jenuh daerah. Tabel air menggambarkan batas antara dua lapisan ini. Lapisan tipis tepat di atas permukaan air disebut "pinggiran kapiler". Pinggiran kapiler dari beberapa sentimeter (sekitar 1 inci) hingga 60 sentimeter (sekitar 2 kaki), dan dibuat oleh air yang ditarik dari zona jenuh oleh aksi kapiler. Kedalaman muka air tanah bervariasi tergantung pada komposisi tanah, dari nol di daerah rawa hingga lebih dari 25 meter (300 kaki). Beberapa tabel air bersinggungan dengan danau dan sungai dan dimodifikasi olehnya. Tabel air tidak datar atau horizontal: mereka sering mengikuti konformasi tanah dan biasanya sedikit miring, menyebabkan air tanah mengalir.

Curah hujan, seperti hujan, memasuki sungai dan danau dan meresap ke dalam tanah. Ditarik ke bawah oleh gravitasi, air mulai mengisi ruang kosong atau sebagian kosong di tanah atau di antara partikel batuan. Ketika air infiltrasi mencapai permukaan air dan zona jenuh, ia mulai bergerak secara horizontal dengan air tanah. Air tanah di zona jenuh mengalir dari elevasi yang lebih tinggi ke elevasi yang lebih rendah. Berbeda dengan aliran air di sungai dan sungai, air tanah bergerak sangat lambat. Gerakan di tanah berpasir atau berkerikil mungkin milimeter per hari, dan di tanah liat gerakannya mungkin lebih lambat.

Faktor utama yang mempengaruhi kecepatan aliran air tanah adalah porositas, jumlah ruang terbuka yang tersedia di tanah atau batuan; permeabilitas, interkonektivitas pori-pori; dan gradien hidrolik, kemiringan muka air tanah. Kecepatan air tanah meningkat dengan meningkatnya permeabilitas dan gradien hidrolik. Pasir, kerikil, batu pasir dan beberapa jenis batuan kristal memungkinkan air tanah mengalir dengan mudah, sedangkan sedimen berbutir halus, seperti serpih dan lanau, mencegah pergerakan air tanah dengan mudah.

Akuifer adalah reservoir bawah tanah yang menyimpan air tanah yang melimpah di pori-pori atau ruang. Sebagian besar air minum segar dunia diambil dari akuifer. Beberapa akuifer dibuat oleh lapisan yang terdiri dari tanah atau batuan dasar yang kaya akan tanah liat. Salju atau hujan yang mencair menciptakan zona jenuh di atas lapisan pembatas, karena air tidak dapat merembes ke bawah lapisan pembatas. Aliran akuifer tergantung pada gravitasi dan tekanan yang diciptakan oleh ketinggian tanah. Akuifer tertekan menahan air tanah di bawah tekanan, sedangkan akuifer bebas tidak bertekanan dan permukaan air tidak akan naik di atas permukaan air saat tertusuk.