Lernziele

• Grundwasser definieren.
• Erläutern Sie den Standort, die Verwendung und die Bedeutung von Grundwasserleitern.
• Definieren Sie Quellen.
• Beschreiben Sie, wie Brunnen funktionieren und warum sie wichtig sind.

Wortschatz

• Grundwasserleiter
• Kapillarwirkung
• undurchlässig
• Permeabilität
• Porosität
• Frühling
• Senkung
• Grundwasserspiegel
• Brunnen

Einführung

Obwohl dies überraschend erscheinen mag, ist Wasser unter der Erde an der Tagesordnung. Normalerweise bewegt sich das Grundwasser langsam und leise unter der Oberfläche, aber an einigen Stellen sprudelt es an Quellen an die Oberfläche. Die Produkte der Erosion und Ablagerung durch Grundwasser wurden im Kapitel Erosion und Ablagerung beschrieben.

Grundwasser

Grundwasser ist das größte Reservoir für flüssiges Süßwasser auf der Erde und befindet sich in porösen Grundwasserleitern Gestein und Sediment mit Wasser dazwischen. Wasser wird von den Bodenpartikeln angezogen und die Kapillarwirkung, die beschreibt, wie sich Wasser durch ein poröses Medium bewegt, bewegt Wasser von feuchtem Boden in trockene Gebiete.

Grundwasserleiter werden in verschiedenen Tiefen gefunden. Einige befinden sich direkt unter der Oberfläche, andere befinden sich viel tiefer unter der Landoberfläche. Eine Region kann mehr als einen Grundwasserleiter darunter haben, und selbst die meisten Wüsten befinden sich über Grundwasserleitern. Die Quellregion für einen Grundwasserleiter unter einer Wüste ist wahrscheinlich weit von dem Ort entfernt, an dem sich der Grundwasserleiter befindet. Dies kann beispielsweise in einem Berggebiet der Fall sein.

Die Menge an Wasser, die für den Eintritt in das Grundwasser in einer Region zur Verfügung steht, wird durch das lokale Klima, die Neigung des Landes und die Art des gefundenen Gesteins beeinflusst die Oberfläche, die Vegetationsbedeckung, die Landnutzung in der Region und die Wasserretention, dh die Menge an Wasser, die im Boden verbleibt. Es fließt mehr Wasser in den Boden, wo es viel Regen, flaches Land, poröses Gestein und freiliegenden Boden gibt und wo Wasser den Boden und das Gestein noch nicht füllt.

Die Verweilzeit von Wasser in einem Grundwasser Der Grundwasserleiter kann zwischen Minuten und Tausenden von Jahren liegen. Grundwasser wird oft als „fossiles Wasser“ bezeichnet, weil es so lange im Boden geblieben ist, oft seit dem Ende der Eiszeiten.

Grundwasserleiter

Merkmale eines Grundwasserleiters

Um ein guter Grundwasserleiter zu sein, muss das Gestein im Grundwasserleiter gut sein:

• Porosität: kleine Zwischenräume zwischen Körnern
• Durchlässigkeit: Verbindungen zwischen Poren

Diese Animation zeigt Porosität und Permeabilität. Die Wassertröpfchen befinden sich in den Poren zwischen den Sedimentkörnern. Dies ist Porosität. Wenn das Wasser zwischen Erzen wandern kann, ist dies Permeabilität. http://www.nature.nps.gov/GEOLOGY/usgsnps/animate/POROS_3.MPG

Um einen Grundwasserleiter zu erreichen, infiltriert Oberflächenwasser durch winzige Räume oder Poren im Gestein nach unten in den Boden. Das Wasser wandert durch das durchlässige Gestein nach unten, bis es eine Schicht erreicht, die keine hat Dieses Gestein ist undurchlässig (Abbildung unten). Diese undurchlässige Gesteinsschicht bildet die Basis des Grundwasserleiters. Die obere Oberfläche, auf die das Grundwasser gelangt, ist der Grundwasserspiegel.

Der Grundwasserspiegel

Damit ein Grundwasserleiter dieselbe Wassermenge enthält, muss die Wiederaufladungsmenge der Abflussmenge entsprechen . Was sind die wahrscheinlichen Quellen für das Aufladen? Was sind die wahrscheinlichen Abflussquellen?

In feuchten Regionen werden Ströme vom Grundwasser gespeist. Die Oberfläche des Baches ist die Oberseite des Grundwasserspiegels (Abbildung unten). In trockenen Regionen sickert Wasser aus dem Bach in den Grundwasserleiter. Diese Bäche sind oft das ganze Jahr über trocken. Wasser verlässt ein Grundwasserreservoir in Bächen oder Quellen. Die Menschen nehmen auch Wasser aus Grundwasserleitern.

Was passiert mit dem Grundwasserspiegel, wenn es viel regnet? Was passiert bei Dürre? Obwohl der Grundwasserspiegel nicht so schnell steigt und fällt wie an der Oberfläche, steigt der Grundwasserspiegel im Laufe der Zeit in feuchten Perioden und fällt während Dürreperioden.

Eine der interessantesten, aber äußerst atypischen Arten von Grundwasserleitern ist in Florida zu finden. Obwohl Grundwasserleiter sehr selten unterirdische Flüsse sind, hat das Wasser in Florida den Kalkstein aufgelöst, so dass Bäche unterirdisch und oberirdisch fließen (Abbildung unten).

Grundwassernutzung

Grundwasser ist eine äußerst wichtige Wasserquelle für Menschen. Grundwasser ist eine erneuerbare Ressource und seine Nutzung ist nachhaltig, wenn das aus dem Grundwasserleiter gepumpte Wasser wieder aufgefüllt wird. Für jeden, der einen Brunnen graben möchte, ist es wichtig zu wissen, wie tief der Grundwasserspiegel unter der Oberfläche liegt.Da das Grundwasser eine Wechselwirkung zwischen der Erde und dem Wasser beinhaltet, wird die Untersuchung des Grundwassers als Hydrogeologie bezeichnet.

Einige Grundwasserleiter werden überbeansprucht. Menschen pumpen mehr Wasser aus als ersetzt wird. Während das Wasser abgepumpt wird, fällt der Grundwasserspiegel langsam ab, sodass Brunnen tiefer gegraben werden müssen, was mehr Geld und Energie kostet. Brunnen können vollständig trocken werden, wenn sie nicht tief genug sind, um in den abgesenkten Grundwasserspiegel zu gelangen.

Der Ogallala Aquifer liefert etwa ein Drittel des Bewässerungswassers in den USA (Abbildung unten). Der Grundwasserleiter ist 30 bis 100 Meter tief auf etwa 440.000 Quadratkilometern! Das Wasser im Grundwasserleiter stammt größtenteils aus der letzten Eiszeit.

Der Ogallala-Grundwasserleiter wird von Menschen häufig für kommunale und landwirtschaftliche Zwecke verwendet.

Etwa achtmal mehr Wasser wird dem Ogallala-Grundwasserleiter pro Jahr entnommen als aufgefüllt wird. Ein Großteil des Wassers wird für die Bewässerung verwendet (Abbildung unten).

Durch Absenken des Grundwasserspiegels kann die Bodenoberfläche sinken. Unter Häusern und anderen Strukturen kann es zu einer Senkung kommen (Abbildung unten).

Wenn Küstengrundwasserleiter überbeansprucht werden, kann Salzwasser aus dem Ozean in den Grundwasserleiter gelangen, den Grundwasserleiter kontaminieren und ihn weniger machen nützlich zum Trinken und Bewässern. Das Eindringen von Salzwasser ist in entwickelten Küstenregionen wie Hawaii ein Problem.

Quellen

Grundwasser trifft auf die Oberfläche in einem Bach, wie oben gezeigt, oder einer Quelle (Abbildung unten). . Eine Feder kann konstant sein oder nur zu bestimmten Jahreszeiten fließen.

Städte an vielen Orten sind auf Wasser aus Quellen angewiesen. Quellen können eine äußerst wichtige Wasserquelle an Orten sein, an denen Oberflächenwasser knapp ist (Abbildung unten).

Brunnen

Ein Brunnen wird durch Graben oder Bohren geschaffen, um das Grundwasser zu erreichen. Wenn sich der Grundwasserspiegel nahe an der Oberfläche befindet, sind Brunnen eine bequeme Methode zur Wasserentnahme. Wenn sich der Grundwasserspiegel weit unter der Oberfläche befindet, muss zum Graben eines Brunnens eine spezielle Ausrüstung verwendet werden. Die meisten Brunnen verwenden motorisierte Pumpen, um Wasser an die Oberfläche zu bringen, aber einige verlangen immer noch, dass Menschen einen Eimer verwenden, um Wasser aufzusaugen (Abbildung unten).

Zusammenfassung der Lektionen

• Grundwasser ist das größte Süßwasserreservoir.
• Der Grundwasserspiegel ist die Oberseite eines Grundwasserleiters, unter dem sich Wasser befindet, und über dem sich Gestein oder Boden befindet, der mit Luft vermischt ist.
• Grundwasserleiter sind unterirdische Sediment- oder Gesteinsbereiche die Grundwasser halten.
• Ein Grundwasserleiter benötigt eine gute Porosität und Durchlässigkeit.
• Wo Grundwasser die Bodenoberfläche schneidet, kann sich eine Quelle bilden.
• Menschen graben oder bohren Brunnen Zugang zum Grundwasser.

Fragen überprüfen

1. Was ist Grundwasser?

2. Was ist der Grundwasserspiegel?

3. Was sind Grundwasserleiter und warum sind sie so wichtig?

4. Das Nachfüllen eines Grundwasserleiters ist wichtig, da es den Grundwasserleiter zu einer Ressource macht, die lange halten kann. Was halten Sie davon, wie Sie die Menge des verwendeten Wassers und die Menge des nachgefüllten Wassers gleich halten können?

5. Wie funktioniert ein Brunnen?

6. Wie können Sie überwachen, wie der Mensch die Grundwassermenge in einem Grundwasserleiter beeinflusst, da das Grundwasser von der Oberfläche aus weitgehend unsichtbar ist?

Weitere Informationen / ergänzende Links

Zu berücksichtigende Punkte

• Ist es wahrscheinlicher, dass Wasser aus einem Fluss oder aus einem Brunnen sauber zu trinken ist?
• Warum ist eine übermäßige Nutzung des Grundwassers ein großes Problem?
• Welche Richtlinien könnten dies sein? Menschen, die eingerichtet wurden, um den Wasserstand in Seen und Grundwasserleitern zu erhalten?