Physische Geographie

Obwohl dies überraschend erscheinen mag, ist Wasser unter der Erde alltäglich. 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 ist das größte Reservoir an flüssigem Süßwasser auf der Erde und kommt in Grundwasserleitern, porösem Gestein und Sedimenten mit dazwischen liegendem Wasser vor. Wasser wird von den Bodenpartikeln angezogen und die Kapillarwirkung, die beschreibt, wie sich Wasser durch ein poröses Medium bewegt, bewegt Wasser von nassem Boden in trockene Bereiche.

Grundwasserleiter befinden sich in verschiedenen Tiefen. Einige befinden sich direkt unter der Oberfläche und einige 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 davon entfernt, wo sich der Grundwasserleiter befindet; zum Beispiel kann es in einem Berggebiet sein.

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

Die Verweilzeit von Wasser in einem Grundwasserleiter kann von Minuten bis zu Tausenden von Jahren betragen. Grundwasser wird oft als „fossiles Wasser“ bezeichnet, weil es so lange im Boden geblieben ist, oft seit dem Ende der Eiszeiten.
Eigenschaften eines Grundwasserleiters

Um ein guter Grundwasserleiter zu sein, muss er gut sein:

• Porosität: kleine Räume zwischen Körnern
• Permeabilität: Verbindungen zwischen Poren
• natürliche Aufladung durch Niederschlag

Die Environmental Protection Agency (EPA) hat eine Animation, die den Menschen hilft, Grundwasserleiter besser zu verstehen. Die Wassertröpfchen befinden sich in den Poren zwischen den Sedimentkörnern, was Porosität ist. Wenn das Wasser zwischen Erzen wandern kann, ist das Permeabilität. Um einen Aquifer 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 Poren aufweist; Dieses Gestein ist undurchlässig. Diese undurchlässige Gesteinsschicht bildet die Basis des Grundwasserleiters. Die obere Oberfläche, an die das Grundwasser gelangt, ist der Grundwasserspiegel.

Der Grundwasserspiegel

Damit ein Grundwasserleiter die gleiche Wassermenge enthält, muss die Menge der Wiederaufladung der Menge der Entladung entsprechen. Was sind die wahrscheinlichen Aufladequellen? Was sind die wahrscheinlichen Entlastungsquellen?In feuchten Regionen werden Bäche vom Grundwasser gespeist; Die Oberfläche des Baches ist die Spitze des Grundwasserspiegels. In trockenen Regionen sickert Wasser vom Bach in den Grundwasserleiter. Diese Ströme sind oft trocken viel des Jahres. Wasser verlässt ein Grundwasserreservoir in Bächen oder Quellen. Menschen nehmen auch Wasser aus Grundwasserleitern.Was passiert mit dem Grundwasserspiegel, wenn es viel regnet? Was passiert bei einer Dürre? Obwohl der Grundwasserspiegel nicht so schnell steigt und fällt wie an der Oberfläche, steigt der Grundwasserspiegel im Laufe der Zeit in nassen Perioden und fällt während Dürren.

Klicken Sie hier, um eine weitere Animation über den Grundwasserspiegel zu sehen.Eine der interessantesten, aber äußerst atypischen Arten von Grundwasserleitern findet sich in Florida. Obwohl Grundwasserleiter sehr selten unterirdische Flüsse sind, hat Wasser in Florida den Kalkstein aufgelöst, so dass Bäche unterirdisch und oberirdisch verlaufen.

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 ist. Da das Grundwasser eine Wechselwirkung zwischen der Erde und dem Wasser beinhaltet, wird die Untersuchung des Grundwassers als Hydrogeologie bezeichnet.Einige Grundwasserleiter werden überstrapaziert; Menschen pumpen mehr Wasser ab, als ersetzt wird. Wenn das Wasser abgepumpt wird, fällt der Grundwasserspiegel langsam ab, sodass die Brunnen tiefer gegraben werden müssen, was mehr Geld und Energie erfordert. 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 Vereinigten Staaten. Der Grundwasserleiter befindet sich in einer Tiefe von 30 bis 100 Metern auf etwa 440.000 Quadratkilometern! Das Wasser im Aquifer stammt größtenteils aus der letzten Eiszeit. Der Ogallala-Aquifer wird häufig von Menschen für kommunale und landwirtschaftliche Zwecke genutzt. Jedes Jahr wird etwa achtmal mehr Wasser aus dem Ogallala-Grundwasserleiter entnommen, als wieder aufgefüllt wird. Ein Großteil des Wassers wird zur Bewässerung der Pflanzen im Brotkorb der Central Plains verwendet. Derzeit besteht große Besorgnis über die langfristige Gesundheit dieses riesigen Grundwasserleiters, da er stärker erschlossen und genutzt wird, als durch natürliche Prozesse wieder aufgefüllt zu werden. Dies könnte enorme Auswirkungen auf die Lebensmittelproduktion im Land haben, wenn diese kritische Wasserquelle erschöpft ist. Bei den derzeitigen Nutzungsraten könnten bis 2050 70 Prozent des Grundwasserleiters verschwunden sein.

Klicken Sie hier, um mehr zu erfahren.Überbeanspruchung und Absenkung des Grundwasserspiegels von Grundwasserleitern könnten auch andere Auswirkungen haben. Das Absenken des Grundwasserspiegels kann dazu führen, dass die Bodenoberfläche sinkt. Setzungen können unter Häusern und anderen Strukturen auftreten. Wenn Küstengrundwasserleiter überstrapaziert werden, kann Salzwasser aus dem Ozean in den Grundwasserleiter gelangen, den Grundwasserleiter kontaminieren und ihn für Trink- und Bewässerungszwecke weniger nützlich machen. Salzwassereinfall ist ein Problem in entwickelten Küstenregionen, wie auf Hawaii.

Quellen

Grundwasser trifft in einem Bach, wie unten gezeigt, oder einer Quelle auf die Oberfläche. Eine Quelle kann konstant sein oder nur zu bestimmten Jahreszeiten fließen. Städte sind vielerorts auf Quellwasser angewiesen. Quellen können an Orten, an denen Oberflächenwasser knapp ist, eine äußerst wichtige Wasserquelle sein.

Brunnen

Ein Brunnen entsteht durch Graben oder Bohren, um Grundwasser zu erreichen. Wenn der Grundwasserspiegel nahe an der Oberfläche liegt, sind Brunnen eine bequeme Methode, um Wasser zu extrahieren. Wenn der Grundwasserspiegel weit unter der Oberfläche liegt, muss eine spezielle Ausrüstung verwendet werden, um einen Brunnen zu graben. Die meisten Brunnen benutzen motorisierte Pumpen, um Wasser zur Oberfläche zu holen, aber einige erfordern noch Leute, einen Eimer zu benutzen, um Wasser oben zu zeichnen.

Schließlich ist es auch wichtig zu verstehen, wie Wasser gereinigt, gefiltert und an unsere Häuser und unsere Arbeit geliefert wird. Viele von uns wissen nicht, woher unser Wasser kommt, und wir halten es für selbstverständlich. Dies führt oft zu einer verschwenderischen Wassernutzung unserer Rasenflächen, Duschen und anderer Geräte. Klicken Sie erneut hier, um mehr von der EPA zu erfahren, wie Wasser behandelt wird, bevor es uns erreicht.