Kāda ir saikne starp ūdens slāni un gruntsūdeni?

Lielākā daļa pasaules ūdens ir sālsūdens, kas galvenokārt atrodas okeānos, kas pārklāj zemi. Tikai aptuveni 2,5 procenti no kopējā pasaules ūdens ir saldūdens. Saldūdens ir atrodams ledājos un ledus cepurēs, un apmēram 30 procenti ir gruntsūdeņi, ieskaitot ezerus un upes. Gruntsūdeņi sastopami gandrīz visur, kur atrodas zeme - no purviem līdz akmeņainiem apvidiem. Kad gruntsūdeņi aizpilda visas augsnes vai iežu poras, tiek teikts, ka augsne ir "piesātināta". Ūdens galds ir robeža starp piesātinātu un nepiesātinātu zemi, un to ietekmē lietus, sniegs, apūdeņošana, sausums un aktīvās akas apgabalā. Lielākā daļa saldūdens cilvēku lietošanai nāk no gruntsūdeņiem.

Augsnes mitrums zem zemes virsmas notiek divās zonās: nepiesātinātajā un piesātinātajā zonā. Vietas vai poras starp smilšu, augsnes vai iežu graudiem ir aizpildītas tikai daļēji vai vispār nav aizpildītas nepiesātinātajā zonā ar ūdeni, bet atstarpes ir pilnībā piepildītas ar ūdeni piesātinātajā zonā. Ūdens galds nosaka robežu starp šiem diviem slāņiem. Plāns slānis tieši virs ūdens līmeņa tiek saukts par "kapilāru bārkstis". Kapilāru bārkstis ir no dažiem centimetriem (apmēram 1 collas) līdz 60 centimetriem (apmēram 2 pēdas) bieza, un to rada ūdens, kas ar kapilāru iedarbību tiek izvilkts no piesātinātās zonas. Ūdens līmeņa dziļums mainās atkarībā no zemes sastāva, no nulles purvainos apgabalos līdz vairāk nekā 25 metru (300 pēdu) dziļumam. Daži ūdens galdi krustojas ar ezeriem un upēm, un tie tos modificē. Ūdens galdi nav plakani vai horizontāli: tie bieži seko zemes konformācijai un parasti ir nedaudz slīpi, izraisot gruntsūdeņu plūsmu.

Nokrišņi, piemēram, lietus, nokļūst straumēs un ezeros un iesūcas zemē. Ar gravitācijas palīdzību uz leju ūdens sāk aizpildīt tukšās vai daļēji tukšās vietas augsnē vai starp klinšu daļiņām. Kad infiltrētais ūdens sasniedz ūdens līmeni un piesātināto zonu, tas sāk kustēties horizontāli ar gruntsūdeni. Pazemes ūdeņi piesātinātajā zonā plūst no augstāka līdz zemākam augstumam. Atšķirībā no ūdens plūsmas straumēs un upēs, gruntsūdeņi pārvietojas ļoti lēni. Kustība smilšainā vai grants augsnē var būt milimetri dienā, un mālā kustība var būt vēl lēnāka.

Galvenie faktori, kas ietekmē gruntsūdens plūsmas ātrumu, ir porainība, pieejamo atklāto vietu skaits augsnē vai klintīs; caurlaidība, poru savstarpējā savienojamība; un hidrauliskais gradients, ūdens līmeņa slīpums. Pazemes ūdens ātrums palielinās, palielinoties caurlaidībai un hidrauliskajam gradientam. Smiltis, grants, smilšakmens un daži kristālisko iežu veidi ļauj gruntsūdeņiem viegli plūst, savukārt smalkgraudaini nogulumi, piemēram, slāneklis un dūņas, kavē gruntsūdeņu vieglu pārvietošanos.

Ūdens nesējslāņi ir pazemes rezervuāri, kas porās vai telpās satur bagātīgu gruntsūdeni. Lielākā daļa pasaules svaigā dzeramā ūdens tiek izņemta no ūdens nesējslāņiem. Dažus ūdens nesējslāņus veido slāņi, kas sastāv no augsnes vai pamatakmeņiem, kas bagāti ar māliem. Kūstošs sniegs vai lietus rada piesātinātu zonu virs ierobežojošā slāņa, jo ūdenim tiek liegta iespējamība, ka tas aiz robežas nonāktu. Ūdens nesējslāņu plūsma ir atkarīga gan no gravitācijas, gan no spiediena, ko rada zemes augstums. Ierobežoti ūdens nesējslāņi zem spiediena tur gruntsūdeņus, savukārt neierobežotajos ūdens nesējslāņos nav spiediena, un, pārdurot, ūdens līmenis nepaaugstināsies virs ūdens līmeņa.