Leksjonsmål

• Definer grunnvann.
• Forklar plassering, bruk og betydning av akviferer.
• Definer fjærer.
• Beskriv hvordan brønner fungerer og hvorfor de er viktige.

Ordforråd

• akvifer
• kapillærvirkning
• ugjennomtrengelig
• permeabilitet
• porøsitet
• vår
• innsynking
• vannbord
• brønn

Innledning

Selv om dette kan virke overraskende, er vann under bakken vanlig. Vanligvis går grunnvann sakte og lydløst under overflaten, men noen steder bobler det til overflaten ved kilder. Produktene fra erosjon og avsetning av grunnvann ble beskrevet i kapittelet Erosjon og avsetning.

Grunnvann

Grunnvann er det største reservoaret med flytende ferskvann på jorden og finnes i akviferer, porøse stein og sediment med vann i mellom. Vann tiltrekkes av jordpartiklene og kapillærvirkning, som beskriver hvordan vann beveger seg gjennom et porøst medium, flytter vann fra våt jord til tørre områder.

Rensefugler finnes på forskjellige dybder. Noen er like under overflaten, og noen finnes mye dypere under landoverflaten. En region kan ha mer enn en akvifer under seg, og til og med de fleste ørkener er over akviferer. Kilderegionen for en akvifer under en ørken er sannsynligvis langt fra der akviferen ligger; for eksempel kan det være i et fjellområde.

Mengden vann som er tilgjengelig for å komme inn i grunnvannet i en region, er påvirket av det lokale klimaet, landhellingen, bergarten som finnes ved overflaten, vegetasjonsdekket, arealbruken i området og vannretensjon, som er mengden vann som blir igjen i bakken. Mer vann går i bakken der det er mye regn, flatt land, porøs stein, utsatt jord, og der vann ikke allerede fyller jord og stein.

Oppholdstiden for vann i grunnvannet akvifer kan være fra minutter til tusenvis av år. Grunnvann kalles ofte «fossilt vann» fordi det har ligget i bakken så lenge, ofte siden slutten av istiden.

Vannmagasiner

Funksjoner til en akvifer

For å være en god akvifer, må bergarten i akviferen ha god:

• porøsitet: små mellomrom mellom korn
• permeabilitet: forbindelser mellom porene

Denne animasjonen viser porøsitet og permeabilitet. Vanndråpene finnes i porene mellom sedimentkornene, som er porøsitet. Når vannet kan bevege seg mellom malm, er det permeabilitet. http://www.nature.nps.gov/GEOLOGY/usgsnps/animate/POROS_3.MPG

For å nå en akvifer infiltrerer overflatevann nedover i bakken gjennom små rom eller porer i fjellet. Vannet går ned gjennom den permeable bergarten til den når et lag som ikke har porer; denne bergarten er ugjennomtrengelig (figur nedenfor). Dette ugjennomtrengelige berglaget danner basen til akviferen. Den øvre overflaten der grunnvannet når er vannbordet.

Vannbordet

For at grunnvannsvannføreren skal inneholde samme mengde vann, må mengden oppladning være lik utslippsmengden . Hva er de sannsynlige kildene til lading? Hva er de sannsynlige utslippskildene?

I våte regioner mates bekker av grunnvann; overflaten av bekken er toppen av vanntabellen (figur nedenfor). I tørre områder siver vann ned fra strømmen til akviferen. Disse bekkene er ofte tørre store deler av året. Vann etterlater et grunnvannsreservoar i bekker eller kilder. Folk tar også vann fra akviferer.

Hva skjer med vannbordet når det er mye nedbør? Hva skjer når det er tørke? Selv om grunnvannsnivået ikke stiger og faller like raskt som ved overflaten, vil vannet over tid stige i våte perioder og falle under tørke.

En av de mest interessante, men ekstremt atypiske typer akviferer finnes i Florida. Selv om akviferer veldig sjelden er underjordiske elver, har vann i Florida løst opp kalksteinen slik at bekker beveger seg under jorden og over bakken (figur nedenfor).

Bruk av grunnvann

Grunnvann er en ekstremt viktig vannkilde for mennesker. Grunnvann er en fornybar ressurs, og bruken er bærekraftig når vannet som pumpes fra akviferen etterfylles. Det er viktig for alle som har tenkt å grave en brønn å vite hvor dypt under overflaten vannbordet er.Fordi grunnvann innebærer interaksjon mellom jorden og vannet, kalles studiet av grunnvann hydrogeologi.

Noen akviferer er overbrukte; folk pumper ut mer vann enn det som byttes ut. Når vannet pumpes ut, faller vanntabellen sakte, og krever at brønner graves dypere, noe som tar mer penger og energi. Brønner kan bli helt tørre hvis de ikke er dype nok til å nå ned i det senkede vannet.

Ogallala Aquifer forsyner omtrent en tredjedel av vanningsvannet i USA (figur nedenfor). Akviferen er funnet fra 30 til 100 meters dyp over 440.000 kvadratkilometer! Vannet i akviferen er stort sett fra den siste istiden.

Ogallala Aquifer er mye brukt av mennesker til kommunale og landbruksbehov.

Omtrent åtte ganger mer vann tas fra Ogallala Aquifer hvert år enn påfylles. Mye av vannet brukes til vanning (figur nedenfor).

Senking av vannet kan føre til at bakkeoverflaten synker. Senking kan forekomme under hus og andre strukturer (figur nedenfor).

Når vannmassene ved kysten er overforbruk, kan saltvann fra havet komme inn i akviferen, forurense akviferen og gjøre det mindre. nyttig for drikking og vanning. Saltvannsinntrenging er et problem i utviklede kystregioner, som på Hawaii.

Kilder

Grunnvann møter overflaten i en strøm, som vist ovenfor, eller en kilde (figur nedenfor) . En fjær kan være konstant, eller bare strømme på bestemte tider av året.

Byer mange steder avhenger av vann fra kilder. Kilder kan være en ekstremt viktig vannkilde på steder der overflatevann er lite (figur nedenfor).

Brønner

En brønn opprettes ved å grave eller bore for å nå grunnvannet. Når vannet er nær overflaten, er brønner en praktisk metode for å utvinne vann. Når vannet er langt under overflaten, må spesialutstyr brukes til å grave en brønn. De fleste brønner bruker motoriserte pumper for å bringe vann til overflaten, men noen krever fortsatt at folk bruker en bøtte for å trekke opp vann (figur nedenfor).

Leksjonssammendrag

• Grunnvann er det største reservoar med ferskvann.
• Vannbordet er toppen av en akvifer under som er vann og over er stein eller jord blandet med luft.
• Akviferer er underjordiske områder av sediment eller stein som holder grunnvann.
• En akvifer trenger god porøsitet og permeabilitet.
• Der grunnvannet krysser grunnoverflaten, kan en kilde dannes.
• Folk graver eller borer brønner for å få tilgang til grunnvann.

Gjennomgangsspørsmål

1. Hva er grunnvann?

2. Hva er vanntabellen?

3. Hva er akviferer og hvorfor er de så viktige?

4. Å fylle på en akvifer er viktig fordi den gjør akviferen til en ressurs som kan vare lenge. Hva tror du er måter å holde vannmengden brukt og mengden vann etterfylt den samme?

5. Hvordan fungerer en brønn?

6. Siden grunnvann stort sett ikke sees fra overflaten, hvordan kan du overvåke hvordan mennesker påvirker mengden grunnvann i en akvifer?

Ytterligere lesing / tilleggslenker

Poeng å vurdere

• Er det mer sannsynlig at vann fra en elv eller en brønn er rent å drikke?
• Hvorfor er overforbruk av grunnvann en stor bekymring?
• Hvilke retningslinjer kan være mennesker satt på plass for å bevare vannstanden i innsjøer og akviferer?