Большая часть воды в мире - это соленая вода, содержащаяся в основном в океанах, покрывающих землю. Пресная вода составляет всего около 2,5% от общего объема воды в мире. Пресная вода содержится в ледниках и ледяных шапках, и около 30 процентов составляют грунтовые воды, включая озера и реки. Подземные воды встречаются практически везде, где есть суша - от болот до каменистой местности. Когда грунтовые воды заполняют все поры в почве или скале, почва считается «насыщенной». Уровень грунтовых вод - граница между насыщенным и ненасыщенным грунтом и подвержен влиянию дождя, снега, орошения, засухи и активных колодцев в область. Большая часть пресной воды для использования человеком поступает из грунтовых вод.
Характеристики грунтовых вод
Влага почвы под землей происходит в двух зонах: ненасыщенной зоне и насыщенной зоне. Пространства или поры между песчинками, почвой или камнями заполнены лишь частично или совсем не заполнены. с водой в ненасыщенной зоне, а пространства полностью заполнены водой в насыщенной зона. Уровень грунтовых вод очерчивает границу между этими двумя слоями. Тонкий слой чуть выше уровня грунтовых вод называется «капиллярной каймой». Кайма капилляров составляет от нескольких сантиметров (около 1 дюйм) до 60 сантиметров (около 2 футов) толщиной и создается за счет воды, вытягиваемой из насыщенной зоны за счет капиллярного действия. Глубина зеркала грунтовых вод варьируется в зависимости от состава суши: от нуля в болотистой местности до глубины более 25 метров (300 футов). Некоторые грунтовые воды пересекаются с озерами и реками и модифицируются ими. Уровень грунтовых вод не является плоским или горизонтальным: он часто повторяет форму земли и обычно слегка наклонен, вызывая протекание грунтовых вод.
Потоки грунтовых вод
Осадки, такие как дождь, попадают в ручьи и озера и просачиваются в землю. Притягиваясь вниз под действием силы тяжести, вода начинает заполнять пустые или частично пустые пространства в почве или между частицами породы. Когда просачивающаяся вода достигает уровня грунтовых вод и зоны насыщения, она начинает двигаться горизонтально вместе с грунтовыми водами. Подземные воды в зоне насыщения текут с более высоких отметок на более низкие. В отличие от потока воды в ручьях и реках, грунтовые воды движутся очень медленно. Движение в песчаной или гравийной почве может составлять миллиметры в день, а в глине движение может быть еще медленнее.
Факторы, влияющие на скорость движения грунтовых вод
Основными факторами, влияющими на скорость потоков грунтовых вод, являются пористость, количество доступных открытых пространств в почве или скале; проницаемость, взаимосвязь пор; и гидравлический градиент, наклон уровня грунтовых вод. Скорость грунтовых вод увеличивается с увеличением проницаемости и гидравлического градиента. Песок, гравий, песчаник и некоторые типы кристаллических пород позволяют грунтовым водам свободно течь, в то время как мелкозернистые отложения, такие как сланцы и ил, препятствуют легкому перемещению грунтовых вод.
Подземные водоносные горизонты
Водоносные горизонты - это подземные резервуары, которые содержат много грунтовых вод в порах или пространствах. Большая часть пресной питьевой воды в мире забирается из водоносных горизонтов. Некоторые водоносные горизонты образованы слоями, состоящими из богатой глиной почвы или коренных пород. Тающий снег или дождь создают зону насыщения над ограничивающим слоем, потому что вода не просачивается за ограничивающий слой. Поток водоносных горизонтов зависит как от силы тяжести, так и от давления, создаваемого возвышением земли. Замкнутые водоносные горизонты удерживают грунтовые воды под давлением, в то время как неограниченные водоносные горизонты не находятся под давлением, и уровень воды не поднимется над уровнем грунтовых вод при проколе.