Was ist ein Grundwasserleiter?
Grundwasserleiter sind unterirdische Gesteinsschichten, die mit Grundwasser gesättigt sind. Der Grundwasserleiter kann porös und durchlässig sein und gebrochenen Kalkstein, Schlick, Kies und Sand enthalten. Hydrogeologie ist die Untersuchung der Charakterisierung von Grundwasserleitern und des Wasserflusses im Grundwasserleiter. Gebrochene Gesteine wie säulenförmige Basalte sind ein großartiger Grundwasserleiter. Ein Grundwasserleiter ist kein unterirdischer Fluss, sondern eine poröse Gesteinsschicht. Die Tiefe der Grundwasserleiter ist unterschiedlich, und diejenigen, die sich näher an der obersten Schicht befinden, die hauptsächlich zur Bewässerung und Wasserversorgung verwendet wird, werden durch Regenwasser aufgefüllt. Einige Grundwasserleiter werden von Einheimischen wie den Grundwasserleitern entlang der Küste von Ländern wie Israel und Libyen überfischt. Eine verstärkte Nutzung kann den Grundwasserspiegel senken und das Grundwasser mit Salzwasser aus dem Ozean kontaminieren. 2013 wurden in Südafrika, China, Australien und Nordamerika viele Süßwassergrundwasserleiter entdeckt, die über eine halbe Million Kubikkilometer salzarmes Wasser enthalten.
Der Unterschied zwischen gesättigten und ungesättigten Grundwasserleitern
Obwohl Grundwasserleiter kein Süßwasser haben, ist in allen flachen Teilschichten der Erde Grundwasser vorhanden. Die Erdoberfläche ist in zwei Regionen unterteilt: die ungesättigte Zone oder die Vadose-Zone, in der sich mit etwas Wasser gefüllte Luftblasen befinden, und die Phreatic-Zone oder die gesättigte Zone, in der sich mit Wasser gefüllte Räume befinden. In gesättigten Zonen ist der Wasserdruck normalerweise höher als der atmosphärische Druck. Der Grundwasserspiegel stellt einen Punkt dar, an dem der Wasserdruck dem atmosphärischen Druck entspricht. Ungesättigte Zonen treten immer auf dem Grundwasserspiegel auf, wenn die Druckhöhe negativ ist und das Wasser, das die Poren des Aquamaterials gefüllt hat, abgesaugt wird. Im ungesättigten Bereich wird Wasser durch Oberflächenhaftkraft gehalten und steigt durch Kapillarwirkung über den Grundwasserspiegel, um die kleinere Zone über der gesättigten Zone durch einen als Spannungssättigung bezeichneten Prozess zu sättigen. Das in der Kapillare vorhandene Wasser nimmt mit zunehmendem Abstand vom gesättigten Bereich ab. Der Druck in den Kapillaren hängt von der Größe der Bodenporen ab. Der Kapillarkopf befindet sich weniger in sandigem Boden als in lehmigem Boden mit kleineren Poren.
Der Unterschied zwischen Aquitards und Aquifers
Grundwasserleiter sind die gesättigten Zonen des Untergrunds, die eine angemessene Menge Wasser für die Quellen und Brunnen produzieren. Aquitard ist die Zone innerhalb der Kruste, die den Wasserfluss von einem Aquifer zum nächsten verhindert. Ein Aquitard besteht aus nicht porösem Gestein oder Ton mit geringer hydraulischer Leitfähigkeit. Ein undurchlässiger Aquitard wird als Aquifuge oder Aquiciude bezeichnet. In Gebirgsregionen bestehen die Grundwasserleiter aus nicht konsolidiertem Schwemmland, das aus horizontalen Schichten besteht, die aus zahlreichen durch Wasser abgelagerten Materialien bestehen. Im Querschnitt sieht das Alluvium aus wie eine abwechselnde Schicht aus groben und feinen Materialien.
Eingeschlossene Grundwasserleiter
Es gibt zwei Arten von Grundwasserleitern, den nicht begrenzten Grundwasserleiter und den begrenzten Grundwasserleiter mit einer kleinen, halb begrenzten Schicht dazwischen. Der nicht eingegrenzte Grundwasserleiter wird auch als phreatische Schicht bezeichnet, da sich die obere Schicht auf der phreatischen Oberfläche befindet. Normalerweise sind alle flachen Grundwasserleiter nicht eingegrenzt, was bedeutet, dass ihr die begrenzende Schicht fehlt. Ein Pfirsich ist das Grundwasser, das sich über den Schichten ansammelt. Ein peached und ein unconfined Grundwasserleiter sind ähnlich, der einzige Unterschied zwischen ihnen ist ihre Größe; Pfirsich sind viel kleiner. Eingeschränkte Grundwasserleiter sind diejenigen, die von einer begrenzenden Schicht überlagert werden. Die Begrenzungsschicht schützt den Grundwasserleiter vor Oberflächenkontamination.
Ein Aquifertest kann verwendet werden, um den begrenzten Aquifer vom nicht begrenzten zu unterscheiden. Die begrenzten haben niedrigere Lagerfähigkeitswerte, was bedeutet, dass diese Schicht Wasser unter Verwendung des Grundwasserleitermatrix-Expansionsmechanismus und der Kompressibilität von Wasser speichert. Der Lagerfähigkeitswert einer uneingeschränkten Zone liegt über 0, 01%, was bedeutet, dass sie dazu beitragen, das gespeicherte Wasser freizusetzen.
Die Quelle des Grundwassers
Grundwasser befindet sich in den unterirdischen Flüssen, die normalerweise in Höhlen gebildet werden, in denen das Wasser frei fließen kann. Diese Flüsse bilden sich in erodierten Kalkgebieten, der Karsttopographie, die einen winzigen Prozentsatz der Kruste ausmacht. Die porösen Räume von Gesteinen sind normalerweise mit Wasser gefüllt, das für kommunale, landwirtschaftliche oder industrielle Zwecke abgepumpt wird. Eine gebrochene Gesteinseinheit mit geringer Porosität kann einen zuverlässigen Grundwasserleiter erzeugen, vorausgesetzt, sie weist eine ausreichende hydraulische Leitfähigkeit auf, um die Wasserbewegung zu unterstützen. Die Porosität ist entscheidend, aber ohne hydraulische Leitfähigkeit kann ein Gestein kein Grundwasserleiter sein. Die Gesteine in Deccan-Fallen in West-Zentralindien weisen eine hohe Porosität bei geringer Durchlässigkeit auf, was diese Steine zu armen Grundwasserleitern macht. Die mikroporöse Kreide im Südosten Englands weist eine geringe Permeabilität und eine hohe Porosität auf. Der Prozess der Rissbildung und des Mikrofrackens verleiht ihnen enorme Wasserausbeute.
Ausbeutung von Grundwasserleitern durch den Menschen
Ein großer Prozentsatz des Landes auf der Erde hat einige Grundwasserleiter in beträchtlicher Tiefe unter sich, und diese Grundwasserleiter werden von der in der Region lebenden menschlichen Bevölkerung in sehr hohem Maße erschöpft. Die durch Regen oder Schnee aufgeladenen Süßwasser-Grundwasserleiter, auch Meteorwasser genannt, werden zu stark genutzt und können Salzwasser aus Oberflächengewässern oder zusammenhängenden Grundwasserleitern ansaugen. Die Erschöpfung des Grundwassers ist ein bedeutendes Problem, insbesondere in Gebieten, in denen übermäßig gepumpt wird, oder in Küstenregionen. An anderen Stellen kann das Wasser durch zahlreiche Mineralgifte wie Arsen verunreinigt sein. In ariden Gebieten verwenden die Menschen tiefe Grundwasserleiter für Bewässerungs- und Industriezwecke. Zahlreiche Dörfer und Großstädte beziehen ihr Wasser aus Brunnen in den Grundwasserleitern. Grundwasserleiter sind in der Landwirtschaft und in Siedlungen von entscheidender Bedeutung. Riesige Brunnen versorgen Industrie, Kommunen und Industriewasser. Zahlreiche Brunnen einer Wasserquelle, die als Brunnenfelder bekannt sind, beziehen Wasser aus den nicht begrenzten und begrenzten Grundwasserleitern. Die Verwendung von Wasser aus tiefen Grundwasserleitern schützt das Grundwasser vor Kontamination. Andere Brunnen, sogenannte Kollektorbrunnen, induzieren die Infiltration des Oberflächenwassers von Flüssen.
Die Grundwasserleiter, die die Städte mit nachhaltigem Süßwasser versorgen, sowie Wasser für Bewässerungszwecke, befinden sich in Bodennähe und werden durch Flüsse und das meteorische Wasser aufgeladen, das über die ungesättigten Stoffe in die Grundwasserleiter eindringt. Fossile Grundwasserleiter versorgen viele städtische Gebiete mit Trinkwasser. In Libyen pumpte der größte vom Menschen geschaffene Fluss Grundwasser von den Grundwasserleitern in der Sahara in alle bevölkerungsreichen Städte des Landes. Das große Flussprojekt hätte dem Staat vielleicht viel Geld gespart, aber die Grundwasserleiter werden in weniger als hundert Jahren versiegen.
