Warstwy wodonośne to zbiorniki wodne znajdujące się pod ziemią. Mogą być zamknięte w otaczającej skale, zwanej zamkniętą warstwą wodonośną, lub znajdować się w warstwie nasyconego wodą żwiru lub piasku, zwanej nieograniczoną warstwą wodonośną. Oba rodzaje warstw wodonośnych są wykorzystywane do nawadniania, zastosowań przemysłowych i konsumpcji. Woda pitna staje się cenionym zasobem, ponieważ wiele warstw wodonośnych na całym świecie kurczy się przed nadużywaniem wraz ze wzrostem globalnej populacji. Uzupełnianie warstwy wodonośnej zależy również od złożonej interakcji wzorców klimatycznych i pogodowych.
Formacja wodonośna
Warstwy wodonośne powstają, gdy woda przenika przez ziemię i przepuszczalne skały, aż do warstwy nieprzepuszczalnej skały. Wody gruntowe następnie nasycają otaczającą skałę lub piasek, tworząc warstwę wodonośną. Zamknięta warstwa wodonośna powstaje, gdy woda zbiera się pod wpływem ciśnienia lub grawitacji między dwiema warstwami nieprzepuszczalnej skały. Pęknięcia w litej skale umożliwiają również gromadzenie się wody. Nieograniczone warstwy wodonośne tworzą się szybciej w porównaniu do zamkniętych warstw wodonośnych. Dzieje się tak, ponieważ znajdują się one w bliższej odległości od źródeł wody z deszczu, strumieni lub rzek. Z kolei ograniczone warstwy wodonośne zasilane są przez podziemne dopływy.
Otaczająca skała i gleba
Nieograniczone warstwy wodonośne znajdują się zazwyczaj poniżej głównych cieków wodnych, takich jak rzeki. Systemy te zapewniają stałe źródło wody, która spływa w dół tworząc warstwę wodonośną. Warstwy samej warstwy wodonośnej mogą składać się ze skał porowatych, takich jak wapień lub piasek i żwir. Nieograniczone warstwy wodonośne następnie filtrują się do zamkniętych systemów wodonośnych, które są ograniczone warstwami drobniejszych i bardziej nieprzepuszczalnych materiałów, takich jak glina. Warstwy wodonośne mogą gromadzić się w szczelinach bazaltu i granitu i ostatecznie zamykać się, tworząc strefę zamknięcia.
Zanieczyszczenie
Nieograniczona woda w warstwie wodonośnej jest bardziej narażona na zanieczyszczenia ze źródeł zewnętrznych, takich jak deszcz, strumienie i rzeki. Woda, która przedostaje się do nieograniczonych warstw wodonośnych, może również pochodzić ze źródeł miejskich, takich jak spływy kanałowe i drenażowe. W rezultacie te warstwy wodonośne mogą być narażone na większe ryzyko zanieczyszczenia bakteriami i rozkładającym się materiałem organicznym. Zamknięte warstwy wodonośne, które są zamknięte w nieprzepuszczalnej skale, są chronione przed zanieczyszczeniami.
Tempo uzupełniania
Tempo uzupełniania nieograniczonych warstw wodonośnych zależy wyłącznie od bliskości zewnętrznych źródeł wody, oraz czas potrzebny na naładowanie wody, który z kolei zależy od gleby i piasku konsystencja. W przypadku ograniczonych warstw wodonośnych uzupełnianie może zająć dużo czasu, ponieważ źródłem wody są systemy podziemne, które muszą pokonywać duże odległości. Wiele zamkniętych warstw wodonośnych głęboko pod ziemią już dawno zostało odciętych od źródeł uzupełniania; raz udostępnione jako źródło wody, ostatecznie ulegną wyczerpaniu.