Lektionsmål

• Definer grundvand.
• Forklar placeringen, brugen og betydningen af akviferer.
• Definer fjedre.
• Beskriv, hvordan brønde fungerer, og hvorfor de er vigtige.

Ordforråd

• akvifer
• kapillær handling
• uigennemtrængelig
• permeabilitet
• porøsitet
• forår
• nedsænkning
• vandbord
• godt

Introduktion

Selvom dette kan synes overraskende, er vand under jorden almindeligt. Normalt bevæger grundvand sig langsomt og lydløst under overfladen, men nogle steder bobler det til overfladen ved kilder. Produkterne fra erosion og aflejring ved grundvand blev beskrevet i kapitel Erosion og Deposition.

Grundvand

Grundvand er det største reservoir med flydende ferskvand på jorden og findes i akviferer, porøse sten og sediment med vand imellem. Vand tiltrækkes af jordpartiklerne og kapillærvirkning, der beskriver, hvordan vand bevæger sig gennem et porøst medium, flytter vand fra våd jord til tørre områder.

Vandbærere findes i forskellige dybder. Nogle er lige under overfladen, og nogle findes meget dybere under landoverfladen. En region kan have mere end en akvifer under sig, og selv de fleste ørkener er over akviferer. Kilderegionen for en akvifer under en ørken er sandsynligvis langt fra, hvor akviferen er placeret; for eksempel kan det være i et bjergområde.

Den mængde vand, der er tilgængeligt for at komme ind i grundvand i en region, er påvirket af det lokale klima, landets hældning, typen af sten, der findes ved overfladen, vegetationsdækket, arealanvendelsen i området og vandretention, hvilket er den mængde vand, der er tilbage i jorden. Mere vand går i jorden, hvor der er meget regn, fladt land, porøs sten, udsat jord, og hvor vand ikke allerede fylder jorden og klippen.

Vandets opholdstid i et grundvand akvifer kan være fra minutter til tusinder af år. Grundvand kaldes ofte “fossilt vand”, fordi det har været i jorden så længe, ofte siden slutningen af istiden.

Vandbærende

Egenskaber ved en akvifer

For at være en god akvifer, skal klippen i akviferen have god:

• porøsitet: små mellemrum mellem korn
• permeabilitet: forbindelser mellem porer

Denne animation viser porøsitet og permeabilitet. Vanddråberne findes i porerne mellem sedimentkornene, hvilket er porøsitet. Når vandet kan bevæge sig mellem malme, er det permeabilitet. http://www.nature.nps.gov/GEOLOGY/usgsnps/animate/POROS_3.MPG

For at nå en akvifer infiltrerer overfladevand nedad i jorden gennem små rum eller porer i klippen. Vandet vandrer ned gennem den permeable klippe, indtil det når et lag, der ikke har porer; denne sten er uigennemtrængelig (figur nedenfor). Dette uigennemtrængelige klippelag danner bunden af akviferen. Den øverste overflade, hvor grundvandet når, er vandbordet.

Vandtabellen

For at en grundvandsakvifer skal indeholde den samme mængde vand, skal genopladningen svare til udledningen . Hvad er de sandsynlige kilder til genopladning? Hvad er de sandsynlige udledningskilder?

I våde regioner fodres vandløb med grundvand; strømmen er toppen af vandbordet (figur nedenfor). I tørre områder siver vand ned fra strømmen ind i akviferen. Disse vandløb er ofte tørre meget af året. Vand efterlader et grundvandreservoir i vandløb eller kilder. Folk tager også vand fra akviferer.

Hvad sker der med vandbordet, når der er meget nedbør? Hvad sker der, når der er tørke? Selvom grundvandstanden ikke stiger og falder så hurtigt som ved overfladen, vil vandbordet over tid stige i våde perioder og falde under tørke.

En af de mest interessante, men ekstremt atypiske typer akviferer findes i Florida. Selvom akviferer meget sjældent er underjordiske floder, har vand i Florida opløst kalksten, så vandløb bevæger sig under jorden og over jorden (figur nedenfor).

Brug af grundvand

Grundvand er en yderst vigtig vandkilde for mennesker. Grundvand er en vedvarende ressource, og dets anvendelse er bæredygtig, når vandet, der pumpes fra akviferen, genopfyldes. Det er vigtigt for enhver, der har til hensigt at grave en brønd, at vide, hvor dybt under overfladen vandbordet er.Fordi grundvand involverer interaktion mellem jorden og vandet, kaldes undersøgelsen af grundvand hydrogeologi.

Nogle akviferer er overforbrugte; folk pumper mere vand ud, end det erstattes. Når vandet pumpes ud, falder vandbordet langsomt og kræver, at der graves dybere, hvilket kræver flere penge og energi. Brønde kan blive helt tørre, hvis de ikke er dybe nok til at nå ind i det sænkede vandbord.

Ogallala Aquifer forsyner ca. en tredjedel af vandingsvandet i USA (figur nedenfor). Akviferen findes fra 30 til 100 meters dybde over cirka 440.000 kvadratkilometer! Vandet i akviferen er for det meste fra den sidste istid.

Ogallala Aquifer bruges i vid udstrækning af mennesker til kommunale og landbrugsmæssige behov.

Ca. otte gange mere vand tages der fra Ogallala Aquifer hvert år end der genopfyldes. Meget af vandet bruges til kunstvanding (figur nedenfor).

Sænkning af vandbordet kan medføre, at jordoverfladen synker. Sænkning kan forekomme under huse og andre strukturer (figur nedenfor).