Koks yra vandens telkinio ir požeminio vandens ryšys?

Didžioji dalis pasaulio vandens yra sūrus vanduo, kurio daugiausia yra žemę dengiančiuose vandenynuose. Tik apie 2,5 procento viso pasaulio vandens yra gėlas vanduo. Gėlas vanduo yra ledynuose ir ledo dangose, o apie 30 proc. - požeminis vanduo, apimantis ežerus ir upes. Požeminis vanduo atsiranda beveik visur, kur yra žemė - nuo pelkių iki uolėtų vietovių. Kai požeminis vanduo užpildo visas poras dirvožemyje ar uolienose, sakoma, kad dirvožemis yra „prisotintas“. Vandens stalas yra riba tarp sočiųjų ir nesočiųjų grunto, o tam įtakos turi lietus, sniegas, drėkinimas, sausros ir aktyvūs šuliniai srityje. Didžioji dalis žmonių naudojamo gėlo vandens gaunama iš požeminio vandens.

Dirvožemio drėgmė po žemės paviršiumi susidaro dviejose zonose: nesočiojoje ir prisotintojoje. Tarpai arba poros tarp smėlio, grunto ar uolienų yra tik iš dalies arba visiškai neužpildyti nesočiojoje zonoje yra vandens, o erdvės yra visiškai užpildytos vandeniu prisotintoje zona. Vandens stalas nusako ribą tarp šių dviejų sluoksnių. Plonas sluoksnis tiesiai virš vandens sluoksnio vadinamas „kapiliariniu pakraščiu“. Kapiliarų kraštai yra nuo kelių centimetrų (apie 1 colio) iki 60 centimetrų (apie 2 pėdų) storio ir susidaro vandeniui ištraukus iš prisotintos zonos kapiliariniu būdu. Vandens sluoksnio gylis skiriasi priklausomai nuo žemės sudėties, nuo nulio pelkėtose vietose iki daugiau nei 25 metrų (300 pėdų) gylio. Kai kurie vandens stalai susikerta su ežerais ir upėmis ir yra jų modifikuoti. Vandens stalai nėra plokšti ar horizontalūs: jie dažnai seka žemės formą ir paprastai yra šiek tiek linkę, todėl teka požeminis vanduo.

Krituliai, tokie kaip lietus, patenka į upelius ir ežerus, o perteka į žemę. Gravitacijos traukiamas žemyn, vanduo pradeda užpildyti tuščias ar iš dalies tuščias vietas dirvožemyje arba tarp uolienų dalelių. Kai infiltruojamas vanduo pasiekia vandens lygį ir prisotintą zoną, jis pradeda judėti horizontaliai kartu su požeminiu vandeniu. Požeminis vanduo prisotintoje zonoje teka iš aukštesnio į žemesnį aukštį. Skirtingai nei vandens srautas upeliuose ir upėse, požeminis vanduo juda labai lėtai. Judėjimas smėlėtoje ar žvyruotoje dirvoje gali būti milimetrų per dieną, o molio - dar lėtesnis.

Pagrindiniai veiksniai, darantys įtaką požeminio vandens srautų greičiui, yra akingumas, dirvožemyje ar uolienoje esančių atvirų vietų skaičius; porų pralaidumas, porų sujungimas; ir hidraulinis nuolydis - vandens lygio nuolydis. Požeminio vandens greitis didėja didėjant pralaidumui ir hidrauliniam gradientui. Smėlis, žvyras, smiltainis ir kai kurių rūšių kristalinės uolienos leidžia lengvai tekėti požeminiam vandeniui, o smulkiagrūdės nuosėdos, tokios kaip skalūnai ir dumblas, neleidžia lengvai judėti požeminiam vandeniui.

Vandeniniai sluoksniai yra požeminiai rezervuarai, kuriuose porose ar erdvėse telpa gausus požeminis vanduo. Didžioji dalis pasaulio gėlo geriamojo vandens pašalinama iš vandeningųjų sluoksnių. Kai kuriuos vandeninguosius sluoksnius sukuria sluoksniai, sudaryti iš daug molio turinčio dirvožemio ar pagrindo. Tirpstantis sniegas ar lietus sukuria prisotintą zoną virš ribojančio sluoksnio, nes užkirsti kelią vandeniui prasiskverbti žemyn už ribojančio sluoksnio. Vandeninių sluoksnių srautas priklauso ir nuo gravitacijos, ir nuo slėgio, kurį sukuria žemės aukštis. Uždaryti vandeningieji sluoksniai požeminį vandenį laiko slėgiu, o neuždaryti vandeningieji sluoksniai neturi slėgio, o pradūrus vandens lygis nepakils virš vandens lygio.