Grondwater in hydrologische cyclus (met diagram)

Lees dit artikel om meer te weten te komen over grondwater in de hydrologische cyclus.

Grondwater is één component van de volledige hydrologische cyclus van de aarde. Praktisch gezien is grondwater afkomstig van oppervlaktewater. Water infiltreert in de grond door het natuurlijke oplaadproces. Regen, water uit de stroom, reservoirs en meren zijn de bronnen voor infiltratie. Ook oppervlaktebediening draagt ​​bij aan kunstmatige aanvulling.

Dit geïnfiltreerde water gaat dan verder de grond in - onder invloed van de zwaartekracht. Wanneer een zone van verzadiging is bereikt, begint het water zijdelings te stromen. De stroomrichting wordt geregeld door de hydraulische randvoorwaarden.

Afvoer van grondwater vertegenwoordigt de terugkeer van water boven het grondoppervlak, meestal in de waterlichamen, in de vorm van veren en kwel in beekjes. Verdamping en transpiratie zijn andere wijzen van ontlading. Kunstmatige lozing heeft de vorm van het oppompen van grondwater. Hydrologische cyclus weergegeven in Fig. 16.2 maakt de bijdrage van grondwater duidelijk.

In wezen is al het grondwater in beweging. Grondwater beweegt in reactie op een hydraulische gradiënt op dezelfde manier als water dat in een open kanaal of een pijp stroomt. De stroom van grondwater wordt echter aanzienlijk beperkt door wrijving met het poreuze medium waardoorheen het stroomt. Dit resulteert in lage snelheden en hoge kopverliezen. Snelheden kunnen variëren van enkele centimeters per jaar tot enkele meters per dag.

Zoals te zien is in Fig. 16.2 dienen doorlatende ondergrondse lagen als leiding voor watertransport. Het fungeert ook als grondwaterreservoir door water gedurende verschillende perioden op te slaan. De hydrologische cyclus is dus voltooid. Wanneer voldoende waterdamp zich in de atmosfeer verzamelt, herhaalt de cyclus zich opnieuw.

De componenten van grondwater in de hydrologische cyclus voor elk gebied kunnen worden voorgesteld door een vergelijking:

Δs = opladen - ontladen

In deze vergelijking staat Δs voor de verandering in opslag van grondwater gedurende de onderzochte periode. In academisch opzicht zullen Δs over een lange periode en onder natuurlijke omstandigheden nul zijn, omdat opladen gelijk is aan ontladen. Vanwege menselijke activiteiten gebeurt dit echter zelden, waardoor kunstmatige aanvulling wordt toegevoegd en kwijting wordt veroorzaakt om de vergelijking complex te maken.

Als de opslag van grondwater in een gebied minder is aan het einde van de geselecteerde tijdsperiode dan aan het begin, wordt ontladen aangeduid als het overschrijden van opladen. In tegendeel, als de opslag van grondwater aan het einde van de periode die aan het begin overschrijdt, wordt het opladen aangegeven dat de ontlading is overschreden.

Begrippen aan de rechterzijde van de vergelijking (1) hierboven, namelijk herladen en ontladen, zijn samengesteld zoals hieronder beschreven:

Herladen naar watervoerende lagen:

Opladen van natuurlijke bronnen omvat het volgende:

(i) Diepe percolatie door neerslag:

Diepe neerslag van neerslag is een van de belangrijkste bronnen van aanvulling van het grondwater. De hoeveelheid opladen in een bepaald gebied wordt beïnvloed door vegetatieve dekking, topografie en aard van bodems; evenals het type, de intensiteit en de frequentie van de neerslag.

(ii) kwel uit beekjes en meren:

Sijpelen uit beekjes, meren en andere waterlichamen IS een andere belangrijke bron van opladen. In een vochtig seizoen, wanneer de grondwaterstanden hoog kunnen zijn, kan de invloed van kwel beperkt zijn. In en gebieden waar de gehele stroom van stromen verloren kan gaan voor een watervoerende laag, kan kwel van groot belang zijn.

(iii) Onderstroming van een andere watervoerende laag:

Een watervoerende laag kan worden opgeladen door onderstroming vanuit een nabijgelegen, hydraulisch verbonden watervoerende laag.

(iv) Kunstmatige aanvulling:

Kunstmatige aanvulling van het grondwater kan worden bereikt door geplande systemen of kan onvoorzien of onbedoeld zijn. Geplande belangrijke bijdragen aan het grondwaterreservoir kunnen zijn via verspreidingsgebieden, infiltratievijvers en oplaadputten.

Irrigatietoepassingen en andere sanitaire en huishoudelijke activiteiten hebben een vergelijkbaar, maar meestal onbedoeld effect. Sijpelen uit reservoirs, kanalen, afwateringsgreppels, vijvers en soortgelijke wateropvang- en transportstructuren kunnen plaatselijke bronnen zijn van belangrijke aanvulling van het grondwater. Opladen van dergelijke bronnen kan het grondwaterregime over een aanzienlijk gebied volledig veranderen.

Ontlading van grondwater:

Verliezen uit het grondwaterreservoir komen op de volgende vier manieren voor:

(i) Sijpelen naar streams:

In bepaalde reeksen van stromen en in bepaalde seizoenen van het jaar kan grondwater in stromen stromen en hun basisstromen handhaven. Deze aandoening komt vaker voor in vochtige gebieden dan in droge of semi-aride gebieden.

(ii) Stroom van veren:

Er bestaan ​​bronnen waar de grondwaterspiegel het landoppervlak snijdt of een beperkte watervoerende laag naar de oppervlakte.

(iii) Verdamping en transpiratie:

Grondwater kan verloren gaan door verdamping als het grondwaterpeil dicht genoeg bij het landoppervlak is om de stroming te behouden door capillaire opkomst. Ook kunnen planten grondwater uit de capillaire pony of de verzadigde zone transpireren.

(iv) Kunstmatige afscheiding:

Putten en afvoerleidingen worden op kunstmatige wijze uit de grondwateropslag gehaald en zijn in sommige gebieden verantwoordelijk voor de grote uitputting.