Grundvatten
.PNG)
Grundvatten är det vatten som finns under jordens yta i berg- och jordporrum och i sprickor i bergformationer . Cirka 30 procent av allt lättillgängligt sötvatten i världen är grundvatten. En enhet av berg eller en okonsoliderad fyndighet kallas en akvifer när den kan ge en användbar mängd vatten. Det djup på vilket jordporrum eller sprickor och hålrum i berg blir helt vattenmättade kallas för grundvattenytan . Grundvatten laddas upp från ytan; det kan strömma ut från ytan naturligt vid källor och sipprar och kan bilda oaser eller våtmarker . Grundvatten tas också ofta tillbaka för jordbruk , kommunalt och industriellt bruk genom att bygga och driva utvinningsbrunnar . Studiet av grundvattenfördelning och rörelse är hydrogeologi , även kallad grundvattenhydrologi .
Vanligtvis ses grundvatten som vatten som strömmar genom grunda akviferer, men i teknisk mening kan det också innehålla jordfuktighet , permafrost (frusen jord), orörligt vatten i berggrunden med mycket låg permeabilitet och djupt geotermiskt vatten eller oljebildande vatten. Grundvatten antas ge smörjning som möjligen kan påverka förflyttningen av förkastningar . Det är troligt att mycket av jordens underyta innehåller en del vatten, som i vissa fall kan blandas med andra vätskor.
Grundvatten är ofta billigare, bekvämare och mindre känsligt för föroreningar än ytvatten . Därför används det ofta för allmän vattenförsörjning. Till exempel ger grundvatten den största källan till användbar vattenlagring i USA, och Kalifornien drar årligen tillbaka den största mängden grundvatten av alla delstater. Underjordiska reservoarer innehåller mycket mer vatten än kapaciteten för alla ytreservoarer och sjöar i USA, inklusive de stora sjöarna . Många kommunala vattenförsörjningar kommer enbart från grundvatten. Över 2 miljarder människor litar på det som sin primära vattenkälla över hela världen.
Användning av grundvatten har relaterade miljöproblem. Till exempel förorenat grundvatten mindre synligt och svårare att sanera än föroreningar i floder och sjöar. Grundvattenföroreningar beror oftast på felaktig omhändertagande av avfall på land. Viktiga källor inkluderar industri- och hushållskemikalier och soptippar , överskott av gödningsmedel och bekämpningsmedel som används inom jordbruket, industriavfallslaguner, avfallsavfall och processavloppsvatten från gruvor, industriell fracking, oljefälts saltvattengropar, läckande underjordiska oljelagringstankar och rörledningar, avloppsslam och septik . system . Dessutom är grundvatten mottagligt för saltvattenintrång i kustområden och kan orsaka landsättningar när det utvinns på ett ohållbart sätt, vilket leder till sjunkande städer (som Bangkok )) och förlust i höjd (som de flera meter som går förlorade i Central Valley of California) . Dessa frågor kompliceras av höjning av havsnivån och andra förändringar orsakade av klimatförändringar som kommer att påverka vattnets kretslopp .
Definition
Grundvatten är sötvatten som ligger i det underjordiska porrummet i jord och stenar . Det är också vatten som rinner i akviferer under grundvattenytan . Ibland är det användbart att göra skillnad mellan grundvatten som är nära förknippat med ytvatten och djupt grundvatten i en akvifer (kallas " fossilt vatten " om det infiltrerades i marken för årtusenden sedan).
Roll i vattnets kretslopp
Grundvatten kan ses i samma termer som ytvatten : tillförsel, utmatning och lagring. Den naturliga tillförseln till grundvattnet är läckage från ytvatten. De naturliga utsläppen från grundvattnet är källor och läckage till haven. På grund av dess långsamma omsättningshastighet är grundvattenlagret i allmänhet mycket större (i volym) jämfört med tillförseln än vad det är för ytvatten. Denna skillnad gör det lätt för människor att använda grundvatten som är ohållbart under lång tid utan allvarliga konsekvenser. Icke desto mindre är den genomsnittliga läckagehastigheten över en grundvattenkälla på lång sikt den övre gränsen för den genomsnittliga förbrukningen av vatten från den källan.
Grundvatten fylls på naturligt med ytvatten från nederbörd , bäckar och floder när denna påfyllning når grundvattenytan.
Grundvatten kan vara en långsiktig " reservoar " i det naturliga vattnets kretslopp (med uppehållstider från dagar till årtusenden), till skillnad från kortsiktiga vattenreservoarer som atmosfären och färskt ytvatten (som har uppehållstider från minuter till år) . Djupt grundvatten (som ligger ganska långt från ytladdningen) kan ta mycket lång tid att fullborda sitt naturliga kretslopp.
Great Artesian Basin i centrala och östra Australien är ett av de största slutna akvifersystemen i världen och sträcker sig över nästan 2 miljoner km 2 . Genom att analysera spårämnena i vatten som kommer från djupa underjordiska, hydrogeologer kunnat fastställa att vatten som utvinns från dessa akviferer kan vara mer än 1 miljon år gammalt.
Genom att jämföra åldern på grundvattnet från olika delar av den stora artesiska bassängen har hydrogeologer funnit att det ökar i ålder över bassängen. Där vatten laddar upp akvifärerna längs den östra skiljelinjen , är åldrarna unga. När grundvattnet strömmar västerut över kontinenten ökar det i ålder, med det äldsta grundvattnet som förekommer i de västra delarna. Detta innebär att för att ha färdats nästan 1000 km från källan till påfyllning på 1 miljon år, färdas grundvattnet som strömmar genom den stora artesiska bassängen med en genomsnittlig hastighet på cirka 1 meter per år.
Påfyllning av grundvatten
Grundvattenpåfyllning eller djupdränering eller djup perkolation är en hydrologisk process, där vatten rör sig nedåt från ytvatten till grundvatten. Återladdning är den primära metoden genom vilken vatten kommer in i en akvifer . Denna process sker vanligtvis i den vadosa zonen under växtrötterna och uttrycks ofta som ett flöde till grundvattenytan . Grundvattenpåfyllning omfattar också vatten som rör sig bort från grundvattenytan längre in i den mättade zonen. Återuppladdning sker både naturligt (genom vattnets kretslopp ) och genom antropogena processer (dvs "konstgjord grundvattenuppladdning"), där regnvatten och/eller återvunnet vatten leds till underytan.
De vanligaste metoderna för att uppskatta laddningshastigheter är: kloridmassbalans (CMB); markfysiska metoder; miljö- och isotopiska spårämnen; metoder för fluktuationer i grundvattennivån; vattenbalans (WB) metoder (inklusive grundvattenmodeller (GM)); och uppskattningen av basflödet (BF) till floder.Placering i akviferer
Egenskaper
Temperatur
Den höga specifika värmekapaciteten hos vatten och den isolerande effekten av jord och berg kan mildra klimateffekterna och hålla grundvattnet på en relativt jämn temperatur . På vissa platser där grundvattentemperaturen hålls av denna effekt vid cirka 10 °C (50 °F), kan grundvatten användas för att kontrollera temperaturen inuti strukturer vid ytan. Till exempel, under varmt väder kan relativt kallt grundvatten pumpas genom radiatorer i ett hem och sedan återföras till marken i en annan brunn. Under kalla årstider, eftersom det är relativt varmt, kan vattnet användas på samma sätt som en värmekälla för värmepumpar som är mycket effektivare än att använda luft.
Tillgänglighet
Grundvatten utgör cirka trettio procent av världens färskvattenförsörjning , vilket är cirka 0,76 % av hela världens vatten, inklusive hav och permanent is. Cirka 99 % av världens flytande sötvatten är grundvatten. Global grundvattenlagring är ungefär lika med den totala mängden sötvatten som lagras i snö- och ispacken, inklusive nord- och sydpolen. Det gör den till en viktig resurs som kan fungera som ett naturligt lager som kan buffra mot brist på ytvatten , som i tider av torka .
Volymen grundvatten i en akvifer kan uppskattas genom att mäta vattennivåer i lokala brunnar och genom att undersöka geologiska register från brunnsborrningar för att bestämma omfattningen, djupet och tjockleken av vattenförande sediment och bergarter. Innan en investering görs i produktionsbrunnar kan testbrunnar borras för att mäta på vilka djup vatten man påträffar och ta prover av jord, berg och vatten för laboratorieanalyser. Pumpningstester kan utföras i testbrunnar för att bestämma flödesegenskaperna hos akvifären.
Egenskaperna hos akvifärer varierar med geologin och strukturen hos substratet och topografin där de förekommer. I allmänhet förekommer de mer produktiva akvifererna i sedimentära geologiska formationer. Som jämförelse ger väderbitna och spruckna kristallina bergarter mindre mängder grundvatten i många miljöer. Okonsoliderade till dåligt cementerade alluviala material som har ackumulerats som dalfyllda sediment i stora floddalar och geologiskt avtagande strukturella bassänger ingår bland de mest produktiva grundvattenkällorna.
Vätskeflöden kan förändras i olika litologiska miljöer genom spröd deformation av stenar i förkastningszoner ; mekanismerna genom vilka detta sker är föremål för förkastningszonshydrogeologi .
Används av människor
Beroendet på grundvatten kommer bara att öka, främst på grund av den växande efterfrågan på vatten från alla sektorer i kombination med ökande variation i nederbördsmönster .
Kvantiteter
Grundvatten är den mest åtkomliga sötvattenkällan runt om i världen, inklusive som dricksvatten , bevattning och tillverkning . Grundvatten står för ungefär hälften av världens dricksvatten, 40 % av dess bevattningsvatten och en tredjedel av vattnet för industriella ändamål.
En annan uppskattning angav att globalt sett står grundvatten för ungefär en tredjedel av alla vattenuttag och ytvatten för de andra två tredjedelarna.
En liknande uppskattning publicerades 2021 som angav att "grundvatten beräknas leverera mellan en fjärdedel och en tredjedel av världens årliga sötvattenuttag för att möta jordbruks-, industri- och husbehov."
Det globala sötvattenuttaget var troligen cirka 600 km³ per år 1900 och ökade till 3 880 km³ per år 2017. Ökningstakten var särskilt hög (cirka 3 % per år) under perioden 1950–1980, delvis beroende på en högre befolkningstillväxt takt, och delvis till snabbt ökande grundvattenutveckling, särskilt för bevattning. Ökningstakten är (per 2022) cirka 1 % per år, i takt med den nuvarande befolkningstillväxten.
Den globala utarmningen av grundvatten har beräknats till mellan 100 och 300 km 3 per år. Denna utarmning orsakas främst av "expansion av bevattnat jordbruk i torra marker ".
Asien -Stillahavsregionen är den största grundvattenuttagaren i världen och innehåller sju av de tio länder som utvinner mest grundvatten (Bangladesh, Kina, Indien, Indonesien, Iran, Pakistan och Turkiet). Enbart dessa länder står för ungefär 60 % av världens totala grundvattenuttag.
Vattenförsörjning för kommunalt och industriellt bruk
Kommunal och industriell vattenförsörjning tillhandahålls genom stora brunnar. Flera brunnar för en vattenförsörjningskälla kallas "brunnsfält", som kan dra ut vatten från slutna eller oavslutade akviferer. Att använda grundvatten från djupa, slutna akviferer ger mer skydd mot förorening av ytvatten. Vissa brunnar, kallade "kollektorbrunnar", är speciellt utformade för att inducera infiltration av ytvatten (vanligtvis flod).
Akviferer som tillhandahåller hållbart färskt grundvatten till stadsområden och för jordbruksbevattning är vanligtvis nära markytan (inom ett par hundra meter) och har en viss påfyllning av sötvatten. Denna uppladdning kommer vanligtvis från floder eller meteoriskt vatten (nederbörd) som tränger in i akvifären genom överliggande omättade material.
Bevattning
I allmänhet står bevattningen av 20 % av jordbruksmarken (med olika typer av vattenkällor) för produktionen av 40 % av livsmedelsproduktionen. Bevattningstekniker över hela världen inkluderar kanaler som omdirigerar ytvatten, pumpning av grundvatten och avledning av vatten från dammar. Akviferer är avgörande för jordbruket. Djupa akviferer i torra områden har länge varit vattenkällor för bevattning. En majoritet av det utvunna grundvattnet, 70 %, används för jordbruksändamål.
I Indien kommer 65 % av bevattningen från grundvatten och cirka 90 % av det utvunna grundvattnet används för bevattning.
Ibland används sedimentära eller "fossila" akviferer för att tillhandahålla bevattning och dricksvatten till stadsområden. I Libyen, till exempel, Muammar Gaddafis Great Manmade River- projekt pumpat stora mängder grundvatten från akviferer under Sahara till tätbefolkade områden nära kusten. Även om detta har sparat Libyen pengar över den alternativa avsaltning, kommer akvifärerna sannolikt att bli torra om 60 till 100 år. Utarmning av akvifärer har nämnts som en av orsakerna till 2011 års matprisstegringar.
,_water_well_with_tree.jpg)
U-länder
Grundvatten ger kritisk sötvattenförsörjning , särskilt i torra områden där tillgången på ytvatten är begränsad. Globalt sett kommer mer än en tredjedel av vattnet som används från underjorden. I de torra och halvtorra områdena på mitten av latituden som saknar tillräcklig ytvattenförsörjning från floder och reservoarer, är grundvatten avgörande för att upprätthålla global ekologi och möta samhälleliga behov av dricksvatten och livsmedelsproduktion. Efterfrågan på grundvatten ökar snabbt i takt med befolkningstillväxten, samtidigt som klimatförändringarna lägger ytterligare stress på vattenresurserna och ökar sannolikheten för allvarlig torka.
De antropogena effekterna på grundvattenresurserna beror främst på grundvattenpumpning och de indirekta effekterna av bevattning och förändringar i markanvändningen.
Grundvatten spelar en central roll för att upprätthålla vattenförsörjningen och försörjningen i Afrika söder om Sahara. I vissa fall är grundvatten en ytterligare vattenkälla som inte använts tidigare.Utmaningar
För det första har översvämningsreducerande system, avsedda att skydda infrastruktur byggd på översvämningsslätter, haft den oavsiktliga konsekvensen att de minskat akviferpåfyllningen i samband med naturliga översvämningar. För det andra kan långvarig utarmning av grundvatten i omfattande akviferer resultera i landsättningar, med tillhörande skador på infrastrukturen – såväl som, för det tredje, salthaltiga intrång . För det fjärde, dränerande sura sulfatjordar, som ofta finns i låglänta kustslätter, kan resultera i försurning och förorening av tidigare sötvatten och flodmynningar .
Övertrassering
Grundvatten är en mycket användbar och ofta riklig resurs. De flesta landområden på jorden har någon form av akvifer bakom sig, ibland på betydande djup. I vissa fall utarmas dessa akvifärer snabbt av den mänskliga befolkningen. Sådan överanvändning, överabstraktion eller övertrassering kan orsaka stora problem för mänskliga användare och för miljön. Det mest uppenbara problemet (när det gäller människans grundvattenanvändning) är en sänkning av grundvattenytan utom räckhåll för befintliga brunnar. Som en konsekvens måste brunnar borras djupare för att nå grundvattnet; på vissa platser (t.ex. Kalifornien , Texas och Indien ) har grundvattenytan sjunkit hundratals fot på grund av omfattande brunnspumpning. GRACE -satelliterna har samlat in data som visar att 21 av jordens 37 stora akviferer håller på att utarmas. I Punjab -regionen i Indien , till exempel, har grundvattennivåerna sjunkit 10 meter sedan 1979, och utarmningshastigheten ökar. En sänkt grundvattennivå kan i sin tur orsaka andra problem som grundvattenrelaterad sättning och saltvatteninträngning .
En annan anledning till oro är att grundvattenavdrag från övertilldelade akviferer har potential att orsaka allvarliga skador på både terrestra och akvatiska ekosystem – i vissa fall mycket iögonfallande men i andra helt omärkligt på grund av den långa period under vilken skadan inträffar. Grundvattnets betydelse för ekosystemen förbises ofta, även av sötvattensbiologer och ekologer. Grundvatten upprätthåller floder, våtmarker och sjöar , såväl som underjordiska ekosystem inom karst eller alluviala akviferer.
Alla ekosystem behöver naturligtvis inte grundvatten. Vissa terrestra ekosystem – till exempel de i de öppna öknarna och liknande torra miljöer – existerar på oregelbunden nederbörd och den fukt som den levererar till marken, kompletterad med fukt i luften. Medan det finns andra terrestra ekosystem i mer gästvänliga miljöer där grundvatten inte spelar någon central roll, är grundvatten i själva verket grundläggande för många av världens stora ekosystem. Vatten rinner mellan grundvatten och ytvatten. De flesta floder, sjöar och våtmarker matas av, och (vid andra ställen eller tidpunkter) matar grundvatten, i varierande grad. Grundvatten matar markfuktighet genom perkolering, och många landlevande vegetationssamhällen är direkt beroende av antingen grundvatten eller den perkolerade markfuktigheten ovanför akvifären under åtminstone en del av varje år. Hyporheiska zoner (blandningszonen för strömvatten och grundvatten) och strandzoner är exempel på ekotoner som till stor del eller helt är beroende av grundvatten.
En studie från 2021 fann att av ~39 miljoner undersökta [ hur? ] grundvattenbrunnar 6-20 % löper stor risk att torka om de lokala grundvattennivåerna sjunker med några meter, eller – som med många områden och möjligen mer än hälften av större akviferer – fortsätter att sjunka.
Sötvattenakviferer, särskilt de med begränsad uppladdning av snö eller regn, även känd som meteoriskt vatten , kan överutnyttjas och beroende på den lokala hydrogeologin kan de dra in icke-drickbart vatten eller saltvattenintrång från hydrauliskt anslutna akviferer eller ytvatten kroppar. Detta kan vara ett allvarligt problem, särskilt i kustområden och andra områden där akviferpumpningen är överdriven.
Säkning
Säkning uppstår när för mycket vatten pumpas ut från underjorden, vilket tömmer utrymmet under ytan och därmed får marken att kollapsa. Resultatet kan se ut som kratrar på tomter. Detta beror på att, i sitt naturliga jämviktstillstånd, det hydrauliska trycket från grundvattnet i akvifärens och aquitardens porutrymmen bär upp en del av vikten av de överliggande sedimenten. När grundvatten avlägsnas från akvifärer genom överdriven pumpning, kan portryck i akvifären falla och komprimering av akvifären uppstå. Denna kompression kan vara delvis återhämtningsbar om tryck återhämtar sig, men mycket av den är det inte. När akvifären komprimeras kan det orsaka landsättningar, en droppe i markytan.
I okonsoliderade akviferer produceras grundvatten från porutrymmen mellan partiklar av grus, sand och silt. Om akvifären begränsas av lågpermeabilitetslager orsakar det minskade vattentrycket i sanden och gruset långsam dränering av vatten från de angränsande avgränsande lagren. Om dessa begränsande skikt är sammansatta av komprimerbar silt eller lera, minskar förlusten av vatten till akvifären vattentrycket i det begränsande skiktet, vilket gör att det komprimeras från vikten av överliggande geologiska material. I svåra fall kan denna kompression observeras på markytan som sättningar . Tyvärr är mycket av sättningen från grundvattenutvinning permanent (elastisk återhämtning är liten). Sänkningen är alltså inte bara permanent, utan den komprimerade akvifären har en permanent reducerad förmåga att hålla vatten.
Staden New Orleans, Louisiana ligger faktiskt under havsnivån idag, och dess sättningar orsakas delvis av avlägsnande av grundvatten från de olika akvifer-/akvitersystemen under den. Under första hälften av 1900-talet upplevde San Joaquin-dalen betydande sättningar , på vissa ställen upp till 8,5 meter (28 fot) på grund av att grundvatten avlägsnades. Städer vid floddeltan, inklusive Venedig i Italien och Bangkok i Thailand, har upplevt ytsättningar; Mexico City, byggt på en före detta sjöbädd, har upplevt sättningar på upp till 40 cm (1'3") per år.
För kuststäder kan sättningar öka risken för andra miljöproblem, som havsnivåhöjning . Till exempel förväntas Bangkok ha 5,138 miljoner människor utsatta för kustöversvämningar år 2070 på grund av dessa kombinerande faktorer.
Grundvatten blir salt på grund av avdunstning
Om ytvattenkällan också utsätts för kraftig avdunstning kan en grundvattenkälla bli salthalt . Denna situation kan uppstå naturligt under endorheiska vattendrag, eller artificiellt under bevattnad jordbruksmark. I kustområden kan människans användning av en grundvattenkälla göra att riktningen för sippringen till havet ändras, vilket också kan orsaka försaltning av marken .
När vattnet rör sig genom landskapet samlar det lösliga salter, främst natriumklorid . Där sådant vatten kommer in i atmosfären genom evapotranspiration , lämnas dessa salter kvar. I bevattningsdistrikt kan dålig dränering av jordar och ytvattenskikt leda till att grundvattennivåer kommer upp till ytan i låglänta områden. Stora markförstöringsproblem med markens salthalt och vattenförsämring resulterar i kombination med ökande saltnivåer i ytvatten. Som en konsekvens har stora skador uppstått på lokala ekonomier och miljöer.
Akviferer i ytbevattnade områden i halvtorra zoner med återanvändning av de oundvikliga bevattningsvattenförlusterna som sipprar ner i underjorden genom kompletterande bevattning från brunnar löper risk för saltning .
Ytbevattningsvatten innehåller normalt salter i storleksordningen 0,5 g/L eller mer och det årliga bevattningsbehovet är i storleksordningen 10 000 m 3 /ha eller mer så den årliga importen av salt är i storleksordningen 5 000 kg/ha eller mer .
Under inverkan av kontinuerlig avdunstning kan saltkoncentrationen i akvifervattnet öka kontinuerligt och så småningom orsaka ett miljöproblem .
För kontroll av salthalten i ett sådant fall ska årligen en mängd dräneringsvatten släppas ut från akvifären med hjälp av ett underjordiskt dräneringssystem och deponeras genom ett säkert utlopp. Dräneringssystemet kan vara horisontellt (dvs med hjälp av rör, kakelavlopp eller diken) eller vertikalt ( dränering med brunnar ). För att uppskatta dräneringsbehovet kan användningen av en grundvattenmodell med en agro-hydrosalthaltskomponent vara instrumentell, t.ex. SahysMod .
Havsvattenintrång
Akviferer nära kusten har en lins av sötvatten nära ytan och tätare havsvatten under sötvatten. Havsvatten penetrerar akvifären som diffunderar in från havet och är tätare än sötvatten. För porösa (dvs. sandiga) akviferer nära kusten är tjockleken på sötvatten ovanpå saltvatten cirka 12 meter (40 fot) för varje 0,3 m (1 fot) sötvattenshöjd över havet . Detta förhållande kallas Ghyben-Herzberg-ekvationen . Om för mycket grundvatten pumpas nära kusten kan saltvatten tränga in i sötvattenakviferer och orsaka förorening av dricksvattenförråd. Många kustnära akviferer, som Biscayne Aquifer nära Miami och New Jersey Coastal Plain akviferen, har problem med saltvattenintrång till följd av överpumpning och höjning av havsnivån.
Havsvatteninträngning är flödet eller närvaron av havsvatten i kustnära akviferer; det är ett fall av saltvattenintrång . Det är ett naturligt fenomen men kan också orsakas eller förvärras av antropogena faktorer, som havsnivåhöjning på grund av klimatförändringar . I fallet med homogena akviferer bildar inträngning av havsvatten en salthaltig kil under en övergångszon till färskt grundvatten, som rinner mot havet på toppen. Dessa förändringar kan ha andra effekter på marken ovanför grundvattnet. Till exempel skulle kustnära grundvatten i Kalifornien stiga i många akviferer, vilket ökar riskerna för översvämningar och utmaningar för avrinning .
Havsnivåhöjning orsakar inblandning av havsvatten i kustgrundvattnet, vilket gör det oanvändbart när det väl uppgår till mer än 2-3 % av reservoaren. Längs uppskattningsvis 15 % av USA:s kustlinje ligger majoriteten av de lokala grundvattennivåerna redan under havsytan.
Förorening
Grundvattenförorening (även kallad grundvattenförorening) uppstår när föroreningar släpps ut till marken och tar sig ut i grundvattnet. Denna typ av vattenförorening kan också uppstå naturligt på grund av närvaron av en mindre och oönskad beståndsdel, förorening eller förorening i grundvattnet, i vilket fall det mer sannolikt kallas förorening snarare än förorening . Grundvattenföroreningar kan uppstå från sanitetssystem på plats , lakvatten från deponier , avlopp från avloppsreningsverk , läckande avlopp, bensinstationer , hydraulisk spräckning (fracking) eller från överapplicering av gödningsmedel i jordbruket . Föroreningar (eller kontaminering) kan också uppstå från naturligt förekommande föroreningar, såsom arsenik eller fluor . Användning av förorenat grundvatten orsakar faror för folkhälsan genom förgiftning eller spridning av sjukdomar ( vattenburna sjukdomar ). Enligt vetenskapliga studier har det visat sig att grundvatten inte kan vara fördelaktigt, och det kan leda till hälso- och säkerhetsrisker i samhället. Grundvatten kan behandlas som ett problem när vatten finns på fel plats vid fel tidpunkt, till exempel: vatten på en byggarbetsplats kan utgöra hälso- och säkerhetsproblem för besättningsmedlemmarna och det kan orsaka stora förseningar i projektet. Även i gruvor & tunnlar ses vanligtvis vatten sippra in i schakten vilket kan orsaka stora säkerhetsrisker efter bygget.
Föroreningen skapar ofta en föroreningsplym i en akvifer . Rörelse av vatten och spridning inom akvifären sprider föroreningarna över ett större område. Dess framskridande gräns, ofta kallad en plymkant, kan korsa grundvattenbrunnar och ytvatten, såsom sipprar och källor, vilket gör vattenförsörjningen osäker för människor och vilda djur. Plymens rörelse, som kallas en plymfront, kan analyseras genom en hydrologisk transportmodell eller grundvattenmodell . Analys av grundvattenföroreningar kan fokusera på markegenskaper och platsgeologi , hydrogeologi , hydrologi och föroreningarnas natur. Olika mekanismer har inflytande på transporten av föroreningar, t.ex. diffusion , adsorption , nederbörd , sönderfall , i grundvattnet.Klimatförändring
.jpg)
Klimatförändringarnas effekter på grundvattnet kan vara störst genom dess indirekta effekter på efterfrågan på bevattningsvatten via ökad evapotranspiration. Det har observerats en minskad grundvattenlagring i många delar av världen. Detta beror på att mer grundvatten används för bevattningsaktiviteter inom jordbruket, särskilt i torra områden . En del av denna ökning av bevattning kan bero på problem med vattenbrist som förvärrats av klimatförändringarnas effekter på vattnets kretslopp .
Klimatförändringar orsakar förändringar i vattnets kretslopp som i sin tur påverkar grundvattnet på flera sätt: Det kan bli en minskning av grundvattenlagringen, och minskad grundvattentillförsel och försämring av vattenkvaliteten på grund av extrema väderhändelser. I tropikerna verkar intensiv nederbörd och översvämningar leda till mer grundvattentillförsel.
De exakta effekterna av klimatförändringar på grundvattnet är dock fortfarande under utredning. Detta beror på att vetenskapliga data som härrör från grundvattenövervakning fortfarande saknas, såsom förändringar i rum och tid, uttagsdata och "numeriska representationer av grundvattenpåfyllningsprocesser".
Effekter av klimatförändringar kan ha olika effekter på grundvattenlagring: De förväntade mer intensiva (men färre) stora nederbördshändelserna kan leda till ökad grundvattenpåfyllning i många miljöer. Men mer intensiva torkaperioder kan leda till att marken torkar ut och packas ihop vilket skulle minska infiltrationen till grundvattnet.
För de högre höjdområdena kan den minskade varaktigheten och mängden snö leda till minskad påfyllning av grundvatten på våren. Effekterna av vikande alpina glaciärer på grundvattensystem är inte väl förstått.
Global havsnivåhöjning på grund av klimatförändringar har orsakat inträngning av havsvatten i kustnära akviferer runt om i världen, särskilt i låglänta områden och små öar. Grundvattenuttag är dock oftast den främsta orsaken till havsvatteninträngning, snarare än havsnivåhöjning (se i avsnittet om havsvattenintrång ) . Havsvattenintrång hotar kustekosystem och försörjningsförmåga. Bangladesh är ett sårbart land för denna fråga, och mangroveskogen i Sundarbans är ett sårbart ekosystem.
Grundvattenföroreningar kan också öka indirekt på grund av klimatförändringar: Mer frekventa och intensiva stormar kan förorena grundvattnet genom att mobilisera föroreningar, till exempel gödningsmedel, avloppsvatten eller mänskligt avföring från groplatriner. Torka minskar flodernas utspädningskapacitet och grundvattennivåer, vilket ökar risken för grundvattenförorening.
Akvifersystem som är sårbara för klimatförändringar inkluderar följande exempel (de första fyra är till stor del oberoende av mänskliga uttag, till skillnad från exempel 5 till 8 där intensiteten av mänskligt grundvattenuttag spelar en nyckelroll för att förstärka sårbarheten för klimatförändringar):
- lågrelief kustnära och deltaiska akvifersystem,
- akvifärsystem på kontinentala nordliga breddgrader eller alpina och polära områden
- akvifärer i snabbt växande låginkomststäder och stora fördrivna och informella samhällen
- grunda alluviala akviferer som ligger under säsongsbetonade floder i torra områden,
- intensivt pumpade akvifersystem för grundvattenmatad bevattning i torra marker
- intensivt pumpade akviferer för torra städer
- intensivt pumpade kustakviferer
- akvifersystem med låg lagring/låg laddning i torra områden
Anpassning till klimatförändringar
Att använda mer grundvatten, särskilt i Afrika söder om Sahara, ses som en metod för klimatanpassning i det fall att klimatförändringar orsakar mer intensiva eller frekventa torka.
Grundvattenbaserade anpassningar till klimatförändringar utnyttjar distribuerad grundvattenlagring och akvifersystemens kapacitet att lagra säsongsbetonade eller episodiska vattenöverskott. De medför avsevärt lägre avdunstningsförluster än konventionell infrastruktur, såsom ytdammar. Till exempel i tropiskt Afrika kan pumpning av vatten från grundvattenlagring bidra till att förbättra klimattåligheten hos vatten och livsmedel.
Begränsning av klimatförändringar
Utvecklingen av geotermisk energi , en hållbar energikälla , spelar en viktig roll för att minska CO 2 -utsläppen och därmed mildra klimatförändringarna . Grundvatten är ett medel vid lagring, förflyttning och utvinning av geotermisk energi.
I pionjärländer, som Nederländerna och Sverige, ses grundvattnet i allt högre grad som bara en komponent (en säsongsbetonad källa, sänka eller termisk "buffert") i fjärrvärme- och kylnätverk .
Djupa akviferer kan också användas för kolavskiljning och lagring , processen att lagra kol för att bromsa ansamling av koldioxid i atmosfären.
Styrning av grundvatten
för styrning av grundvatten möjliggör grundvattenhantering, planering och implementering av policy. Det äger rum på flera skalor och geografiska nivåer, inklusive regionala och gränsöverskridande skalor.
Grundvattenhanteringen är handlingsinriktad med fokus på praktiska genomförandeaktiviteter och den dagliga verksamheten. Eftersom grundvatten ofta uppfattas som en privat resurs (det vill säga nära kopplat till markägande, och i vissa jurisdiktioner behandlas som privatägda), är reglering och top-down styrning och förvaltning svåra. Regeringar måste fullt ut ta sin roll som resursförvaltare med tanke på grundvattnets gemensamma goda aspekter.
Inhemska lagar och förordningar reglerar tillgången till grundvatten samt mänskliga aktiviteter som påverkar grundvattnets kvalitet. Rättsliga ramar måste också inkludera skydd av utsläpps- och påfyllningszoner och av området kring vattenförsörjningsbrunnar, såväl som hållbara avkastningsnormer och uttagskontroller och bestämmelser om konjunktiv användning. I vissa jurisdiktioner regleras grundvatten i samband med ytvatten, inklusive floder.
Efter land
Grundvatten är en viktig vattenresurs för försörjningen av dricksvatten, särskilt i torra länder.
Den arabiska regionen är en av de mest vattenbrista i världen och grundvatten är den mest beroende av vattenkällan i minst 11 av de 22 arabiska staterna. Överutvinning av grundvatten i många delar av regionen har lett till sjunkande grundvattennivåer, särskilt i tätbefolkade områden och jordbruksområden.
Se även
- Basflöde – Strömflöde mellan nederbördshändelser
- Vattenresurser – Vattenkällor som är potentiellt användbara
- Vattensäkerhet – Ett mål för vattenförvaltning för att utnyttja vattenrelaterade möjligheter och hantera risker
- Alla sidor med titlar som innehåller grundvatten
externa länkar
- USGS Office of Grundvatten
- IAH, International Association of Hydrogeologists
- The Groundwater Project Online-plattform för grundvattenkunskap
- UGPRO 7-årigt forskningsprojekt om "Grundvattenpotentialen för de fattiga" (2013-2020)
| Luft |
|
||||
|---|---|---|---|---|---|
| Energi | |||||
| Landa | |||||
| Liv | |||||
| Vatten |
|
||||
| Relaterad |
|
||||
