Vodonosná vrstva je vodou nasycená geologická vrstva, která snadno uvolňuje vodu do studní nebo pramenů a slouží jako zdroj vody. Vodonosné vrstvy, nazývané také zásobárny podzemní vody nebo vodonosné útvary, vznikají a doplňují se při zadržování přebytečných srážek (dešťových a sněhových) v půdě . Tato voda se neuvolňuje odtokem ani není odváděna povrchovými toky řek nebo potoků. Rostliny spotřebovaly to, co potřebovaly (transpirace ), a jen málo se vypařilo z neživých povrchů, jako je půda. Zbývající přebytečná voda pomalu prosakuje dolů půdou a přes vzduchové prostory a pukliny povrchového nadloží hornin do horninového podloží. Jak se voda shromažďuje v této nasycené oblasti nebo v zóně doplňování zásob , stává se podzemní vodou. Nejvyšší úroveň nasycené oblasti se nazývá hladina podzemní vody .
Podzemní voda se vyskytuje zejména ve vlhkých oblastech, kde je nadloží poměrně silné a horninové podloží porézní nebo puklinové, zejména v oblastech sedimentárních hornin, jako jsou pískovce nebo vápence. Vodonosné vrstvy jsou mimořádně cenným přírodním zdrojem v oblastech, kde není dostatek jezer a řek. Podzemní voda se obvykle získává vyvrtáním studny a následným čerpáním vody na povrch.
V méně vlhkém prostředí je však množství srážek, které je k dispozici pro doplňování podzemní vody, mnohem menší. Pomalu se doplňující vodonosné vrstvy v suchých prostředích se snadno vyčerpají, pokud jejich podzemní vodu rychle využívá člověk. V některých případech mohou zdroje podzemní vody existovat ve zvodnělých geologických oblastech, které čerpání téměř znemožňují. Zvýšené využívání zavlažování navíc vedlo k intenzivnímu čerpání, které vyčerpává vodonosné vrstvy a snižuje hladinu podzemní vody po celém světě. Vyčerpávání vodonosných vrstev je rostoucím problémem v souvislosti s nárůstem světové populace a potřebou zvýšených dodávek potravin.
Velké, rychle se doplňující vodonosné vrstvy, které jsou podkladem vlhkých krajin, mohou vydržet vysokou míru čerpání své podzemní vody. Jako s takovými s nimi lze udržitelně hospodařit jako s obnovitelným zdrojem. Vodonosné vrstvy, které se doplňují velmi pomalu, jsou však v podstatě naplněny starou, takzvanou „fosilní“ vodou, která se hromadila tisíce i více let. Tento druh vodonosných vrstev má jen malou schopnost doplňovat se při využívání podzemní vody, protože podzemní voda se pro potřeby člověka rychle vyčerpává. Pomalu se doplňující vodonosné vrstvy jsou tedy v podstatě neobnovitelnými zdroji, jejichž zásoby jsou nadměrným využíváním vytěžovány.
V roce 1999 Worldwatch Institute uvedl, že na všech kontinentech světa klesá hladina podzemní vody, a to především kvůli nadměrné lidské spotřebě. Zejména v Indii se podzemní voda čerpá dvojnásobnou rychlostí, než je schopnost akviferu doplňovat se ze srážek. Ve vodonosné vrstvě pod Severočínskou nížinou klesá hladina podzemní vody rychlostí 5 stop (1,5 metru) ročně.
Ve Spojených státech je situace podobná. Největší vodonosná vrstva na světě, známá jako Ogalalla Aquifer, se nachází pod vyprahlými oblastmi na západě Spojených států. Ogallalský akvifer je velmi pomalu doplňován podzemními průsaky, které většinou pocházejí ze srážek dopadajících na vzdálenou zónu doplňování vody v horách nacházejících se v jeho krajním západním pásmu. Velká část podzemní vody, která se v současnosti nachází v Ogalale, je fosilní voda, která se nahromadila během desítek tisíc let extrémně pomalé infiltrace . Přestože je vodonosná vrstva Ogalalla obrovským zdrojem, je alarmujícím způsobem vyčerpávána čerpáním z více než 150 000 studní. Většina podzemní vody, která se z vrtů odebírá, se používá k zavlažování v zemědělství a část k pití a dalším účelům v domácnostech. V posledních letech klesá hladina vodonosné vrstvy Ogalalla v intenzivně využívaných zónách až o 3,2 stopy (1 metr) ročně, zatímco rychlost doplňování se pohybuje pouze v řádu 1 mm/rok. (tedy o něco více než 1/32 palce). Je zřejmé, že vodonosná vrstva Ogalalla se těží ve velkém měřítku.
Vyčerpávání vodonosné vrstvy s sebou přináší nejen hrozbu nedostatku vody pro lidskou potřebu. Při rychlém odčerpání velkého množství vody z podzemních vodních nádrží může dojít k vážným důsledkům pro životní prostředí. Běžně dochází k poklesu nebo propadu půdy nad vodonosnou vrstvou, protože voda je z geologického útvaru odčerpávána a země se zhutňuje. V roce 1999 vědci zjistili, že části thajského Bangkoku a mexického Mexico City se v důsledku nadměrného čerpání vodonosných vrstev propadají. To může způsobit posun základů budov a může dokonce přispět k výskytu zemětřesení. Velká města ve Spojených státech jako Albuquerquer, Phoenix a Tuscon leží nad vodonosnými vrstvami, které se rychle vyčerpávají.
Naneštěstí současná řešení vyčerpání vodonosných vrstev spočívají v hlubším vrtání studní nebo v opuštění zavlažovaného zemědělství a dovozu potravin. Obojí je pro každou zemi nákladnou volbou, a to jak v dolarech, tak v ekonomické nezávislosti.
PODROBNOSTI
Knihy
Freeze, R.A. a J.A. Cherry. Podzemní vody. Inglewood Heights, NJ: Prentice Hall, 1979.
Opie, J.Ogallala: In: Voda pro vyprahlou zemi. Lincoln, NB: University of Nebraska Press, 2000.
Robins, N. (Ed.). Groundwater Pollution, Aquifer Recharge and Vulnerability [Znečištění podzemních vod, doplňování vodonosných vrstev a zranitelnost]. Special Publication Number 130, London, UK: Geological Society Publishing House, 1998.
ORGANIZACE
.