Cea mai mare parte a apei lumii este apă sărată conținută în mare parte în oceanele care acoperă pământul. Doar aproximativ 2,5 la sută din totalul apei globale este apă dulce. Apa dulce se găsește în ghețari și calote de gheață și aproximativ 30% sunt ape subterane, care includ lacuri și râuri. Apele subterane apar aproape oriunde se află terenul - de la mlaștini la terenuri stâncoase. Când apa subterană umple toți porii din sol sau rocă, se spune că solul este „saturat”. Pânza freatică este granița între sol saturat și nesaturat și este influențat de ploaie, zăpadă, irigații, secete și fântâni active în zona zonă. Majoritatea apei proaspete de uz uman provine din apele subterane.
Caracteristicile pânzei de apă
Umiditatea solului sub suprafața terenului apare în două zone: zona nesaturată și zona saturată. Spațiile sau porii dintre granulele de nisip, sol sau roci sunt doar parțial sau deloc umplute cu apă în zona nesaturată, în timp ce spațiile sunt complet umplute cu apă în zona saturată zona. Pânza freatică delimitează granița dintre aceste două straturi. Un strat subțire chiar deasupra pânzei freatice se numește „franjuri capilare”. Franjul capilar este de câțiva centimetri (aproximativ 1 inch) până la 60 de centimetri (aproximativ 2 picioare) grosime și este creată de apă care este extrasă din zona saturată prin acțiune capilară. Adâncimea stratului freatic variază în funcție de compoziția terenului, de la zero în zonele mlăștinoase la mai mult de 25 de metri (300 de picioare) adâncime. Unele pânze freatice se intersectează cu lacuri și râuri și sunt modificate de acestea. Apele freatice nu sunt plane sau orizontale: adesea urmează conformația terenului și sunt de obicei ușor înclinate, provocând curgerea apei subterane.
Debite de apă subterană
Precipitațiile, cum ar fi ploaia, intră în cursuri și lacuri și percolează în pământ. Trasă în jos de gravitație, apa începe să umple spațiile goale sau parțial goale din sol sau între particulele de rocă. Când apa infiltrată ajunge la pânza freatică și zona saturată, începe să se deplaseze orizontal cu apa freatică. Apa subterană din zona saturată curge de la cota mai mare la cea mai mică. Spre deosebire de debitul de apă din cursuri și râuri, apele subterane se mișcă foarte încet. Mișcarea în solul nisipos sau pietriș poate fi de milimetri pe zi, iar în lut mișcarea poate fi și mai lentă.
Factori care afectează viteza apei subterane
Factorii majori care afectează viteza fluxurilor de apă subterană sunt porozitatea, numărul de spații deschise disponibile în sol sau rocă; permeabilitatea, interconectivitatea porilor; și gradient hidraulic, panta pânzei freatice. Viteza apei subterane crește odată cu creșterea permeabilității și a gradientului hidraulic. Nisipul, pietrișul, gresia și unele tipuri de roci cristaline permit apei subterane să curgă ușor, în timp ce sedimentele cu granulație fină, cum ar fi șistul și nămolul, împiedică mișcarea ușoară a apelor subterane.
Acvifere de apă subterană
Acviferele sunt rezervoare subterane care rețin ape subterane abundente în pori sau spații. Majoritatea apei potabile din lume este retrasă din acvifere. Unele acvifere sunt create de straturi formate din sol bogat în argilă sau rocă de bază. Topirea zăpezii sau a ploii creează o zonă saturată deasupra stratului limitat, deoarece apa este împiedicată să se scurgă dincolo de stratul limitat. Fluxul acviferelor depinde atât de gravitație, cât și de presiunea creată de înălțimea terenului. Acviferele confinate țin apele subterane sub presiune, în timp ce acviferele nelimitate nu sunt presurizate, iar nivelul apei nu va crește deasupra nivelului freatic atunci când este perforat.