Een watervoerende laag is een met water verzadigde geologische laag die gemakkelijk water afgeeft aan putten of bronnen voor gebruik als watervoorziening. Watervoerende lagen, ook wel grondwaterreservoirs of waterhoudende formaties genoemd, worden gevormd en aangevuld wanneer overtollige neerslag (regen en sneeuwval) in de bodem wordt vastgehouden. Dit water komt niet vrij door afspoeling en wordt ook niet afgevoerd door de oppervlaktestromen van rivieren of beken. Planten hebben gebruikt wat ze nodig hebben (transpiratie) en er wordt weinig verdampt van niet-levende oppervlakken, zoals de bodem. Het resterende overtollige water sijpelt langzaam naar beneden door de bodem en door de luchtruimten en scheuren van de deklaag van rotsen naar het vast gesteente. Naarmate het water zich verzamelt in dit verzadigde gebied of de herlaadzone, wordt het grondwater. Het bovenste niveau van het verzadigde gebied wordt de grondwaterspiegel genoemd.
Grondwater is vooral overvloedig in vochtige gebieden waar de deklaag relatief dik is en het gesteente poreus of gebroken is, met name in gebieden met sedimentgesteenten zoals zandsteen of kalksteen. Aquifers zijn uiterst waardevolle natuurlijke hulpbronnen in gebieden waar meren en rivieren niet overvloedig aanwezig zijn. Grondwater wordt gewoonlijk ontsloten door een put te boren en vervolgens het water naar de oppervlakte te pompen.
In minder vochtige omgevingen is de hoeveelheid neerslag die beschikbaar is om het grondwater aan te vullen, echter veel kleiner. Grondwatervoerende lagen in dorre omgevingen die langzaam worden aangevuld, raken gemakkelijk uitgeput als het grondwater snel door de mens wordt gebruikt. In sommige gevallen kunnen grondwaterbronnen zich in waterhoudende geologische gebieden bevinden die het pompen vrijwel onmogelijk maken. Bovendien heeft het toegenomen gebruik van irrigatiewater geleid tot het oppompen van grote hoeveelheden water, waardoor waterhoudende grondlagen leeglopen en het grondwaterpeil over de hele wereld daalt. Uitputting van de watervoerende lagen is een groeiend probleem naarmate de wereldbevolking toeneemt en de behoefte aan voedsel toeneemt.
Grote, zich snel herladende watervoerende lagen onder vochtige landschappen kunnen een hoge pompsnelheid van hun grondwater aanhouden. Als zodanig kunnen zij duurzaam worden beheerd als een hernieuwbare hulpbron. Watervoerende lagen die zich zeer langzaam aanvullen, zijn echter in wezen gevuld met oud, zogenaamd “fossiel” water dat zich in de loop van duizenden of meer jaren heeft opgehoopt. Dit soort watervoerende lagen kan zich nauwelijks meer aanvullen naarmate het grondwater wordt gebruikt, omdat het grondwater zo snel wordt uitgeput voor menselijk gebruik. Langzaam herladende watervoerende lagen zijn dus in wezen niet-hernieuwbare hulpbronnen, waarvan de reserves worden uitgeput door overmatig gebruik.
In 1999 meldde het Worldwatch Institute dat de grondwaterstanden op elk continent ter wereld aan het dalen waren, voornamelijk als gevolg van overmatig menselijk gebruik. Met name in India wordt tweemaal zoveel grondwater opgepompt als de aquifer kan aanvullen door regenval. De watervoerende laag onder de Noord-Chinese Laagvlakte ziet zijn grondwaterpeil dalen met 5 voet (1,5 meter) per jaar.
In de Verenigde Staten is het vergelijkbaar. De grootste aquifer ter wereld, bekend als de Ogalalla Aquifer, bevindt zich onder de dorre gebieden van het westen van de Verenigde Staten. De Ogallala aquifer wordt zeer langzaam aangevuld door ondergrondse kwel die meestal zijn oorsprong vindt in neerslag die valt op een veraf gelegen aanvullingszone in bergen in het uiterste westen van de Ogallala aquifer. Een groot deel van het huidige grondwater in de Ogalalla is fossiel water dat zich gedurende tienduizenden jaren van uiterst langzame infiltratie heeft opgehoopt. Hoewel de Ogalalla aquifer een enorme hulpbron is, wordt hij alarmerend uitgeput door het pompen uit meer dan 150.000 putten. Het grootste deel van het grondwater dat door de putten wordt onttrokken, wordt gebruikt in de geïrrigeerde landbouw, en een deel voor drinkwater en andere huishoudelijke doeleinden. In de afgelopen jaren is het niveau van de Ogalalla aquifer in intensief gebruikte zones met wel 1 meter per jaar gedaald, terwijl de aanvullingssnelheid slechts ongeveer 1 mm/jaar bedraagt. (of iets meer dan 1/32 van een inch). Het is duidelijk dat de Ogalalla aquifer op grote schaal wordt ontgonnen.
Uitputting van de aquifer brengt meer met zich mee dan de dreiging van waterschaarste voor menselijk gebruik. Wanneer grote hoeveelheden water snel uit grondwaterreservoirs worden gepompt, kan dit ernstige gevolgen hebben voor het milieu. Gewoonlijk zal het land boven een waterhoudende grondlaag verzakken of wegzakken naarmate het water uit de geologische formatie wordt afgevoerd en de aarde verdicht. In 1999 stelden onderzoekers vast dat delen van Bangkok, Thailand en Mexico City, Mexico, wegzakten ten gevolge van overexploitatie van hun waterhoudende grondlagen. Dit kan ertoe leiden dat funderingen van gebouwen verschuiven en zelfs bijdragen tot het ontstaan van aardbevingen. Grote steden in de Verenigde Staten zoals Albuquerquer, Phoenix en Tuscon liggen boven watervoerende lagen die snel uitgeput raken.
Helaas zijn de huidige oplossingen voor de uitputting van watervoerende lagen het dieper boren van putten of het opgeven van geïrrigeerde landbouw en het importeren van voedsel. Beide zijn voor elk land kostbare keuzes, zowel in dollars als in economische onafhankelijkheid.
RESOURCES
BOOKS
Freeze, R.A. and J.A. Cherry. Grondwater. Inglewood Heights, NJ: Prentice Hall, 1979.
Opie, J.Ogallala: Water voor een Droog Land. Lincoln, NB: University of Nebraska Press, 2000.
Robins, N. (Ed.). Groundwater Pollution, Aquifer Recharge and Vulnerability (Grondwaterverontreiniging, aanvulling van watervoerende lagen en kwetsbaarheid). Special Publication Number 130, Londen, UK: Geological Society Publishing House, 1998.