Większość wody na świecie to słona woda zawarta głównie w oceanach pokrywających ziemię. Tylko około 2,5 procent całkowitej wody na świecie to woda słodka. Słodka woda znajduje się w lodowcach i czapach lodowych, a około 30 procent to wody gruntowe, które obejmują jeziora i rzeki. Wody gruntowe występują niemal wszędzie na lądzie – od bagien po tereny skaliste. Kiedy woda gruntowa wypełnia wszystkie pory w glebie lub skale, mówi się, że gleba jest „nasycona”. Zwierciadło wody jest granicą pomiędzy nasyconym i nienasyconym gruntem i jest pod wpływem deszczu, śniegu, nawadniania, suszy i czynnych studni w powierzchnia. Większość słodkiej wody do użytku przez ludzi pochodzi z wód gruntowych.
Charakterystyka stołu wodnego
Wilgotność gleby pod powierzchnią ziemi występuje w dwóch strefach: strefie nienasyconej i strefie nasyconej. Przestrzenie lub pory między ziarnami piasku, gleby lub skał są wypełnione tylko częściowo lub wcale wodą w strefie nienasyconej, natomiast przestrzenie są całkowicie wypełnione wodą w strefie nasyconej strefa. Zwierciadło wody wyznacza granicę między tymi dwiema warstwami. Cienka warstwa tuż nad lustrem wody nazywana jest „brzeżem kapilarnym”. Frędzle kapilarne mają od kilku centymetrów (około 1 cala) do 60 centymetrów (około 2 stóp) grubości i jest tworzony przez wyciąganie wody ze strefy nasyconej przez działanie kapilarne. Głębokość zwierciadła wody zmienia się w zależności od składu terenu, od zera na terenach podmokłych do głębokości ponad 25 metrów (300 stóp). Niektóre zwierciadła wody przecinają się z jeziorami i rzekami i są przez nie modyfikowane. Zwierciadła wód gruntowych nie są płaskie ani poziome: często podążają za ukształtowaniem terenu i są zwykle lekko nachylone, powodując przepływ wód gruntowych.
Przepływy wód gruntowych
Opady, takie jak deszcz, przedostają się do strumieni i jezior i wsiąkają w ziemię. Woda ściągana grawitacyjnie w dół zaczyna wypełniać puste lub częściowo puste przestrzenie w glebie lub między cząstkami skał. Kiedy infiltrująca woda dotrze do zwierciadła wody i strefy nasycenia, zaczyna poruszać się poziomo wraz z wodami gruntowymi. Wody gruntowe w strefie nasyconej spływają z wyższych na niższe wzniesienia. W przeciwieństwie do przepływu wody w strumieniach i rzekach, wody gruntowe poruszają się bardzo wolno. Ruch w glebie piaszczystej lub żwirowej może wynosić milimetry dziennie, aw glinie ruch może być jeszcze wolniejszy.
Czynniki wpływające na prędkość wód gruntowych
Głównymi czynnikami wpływającymi na prędkość przepływu wód gruntowych są porowatość, ilość dostępnych otwartych przestrzeni w glebie lub skale; przepuszczalność, wzajemne połączenie porów; i gradient hydrauliczny, nachylenie zwierciadła wody. Prędkość wody gruntowej wzrasta wraz ze wzrostem przepuszczalności i gradientu hydraulicznego. Piasek, żwir, piaskowiec i niektóre rodzaje skał krystalicznych umożliwiają swobodny przepływ wód gruntowych, a drobnoziarniste osady, takie jak łupki i muły, uniemożliwiają swobodny przepływ wód gruntowych.
Warstwy wodonośne wód podziemnych
Warstwy wodonośne to podziemne zbiorniki, które zawierają obfite wody gruntowe w porach lub przestrzeniach. Większość świeżej wody pitnej na świecie jest pobierana z warstw wodonośnych. Niektóre warstwy wodonośne są tworzone przez warstwy złożone z gleby bogatej w glinę lub podłoża skalnego. Topniejący śnieg lub deszcz tworzą strefę nasycenia nad warstwą ograniczającą, ponieważ zapobiega się przenikaniu wody poza warstwę ograniczającą. Przepływ warstw wodonośnych zależy zarówno od grawitacji, jak i ciśnienia wytworzonego przez wzniesienie terenu. Zamknięte warstwy wodonośne utrzymują wody gruntowe pod ciśnieniem, podczas gdy niezamknięte warstwy wodonośne nie są pod ciśnieniem, a poziom wody nie podniesie się powyżej zwierciadła wody po przebiciu.