An aquifer is water-saturated geological layer that easily releases water to wells or springs for use as a water supply. Nazywane również zbiornikami wody gruntowej lub formacjami wodonośnymi, warstwy wodonośne są tworzone i uzupełniane, gdy nadmiar opadów (deszczu i śniegu) jest zatrzymywany w glebie. Woda ta nie jest uwalniana poprzez spływy, ani nie jest usuwana przez powierzchniowe przepływy rzek i strumieni. Rośliny wykorzystują to, czego potrzebują (transpiracja) i niewiele odparowuje z powierzchni nieożywionych, takich jak gleba. Pozostały nadmiar wody powoli przesącza się w dół przez glebę oraz przez przestrzenie powietrzne i szczeliny w powierzchniowym nadkładzie skalnym do skały macierzystej. Ponieważ woda gromadzi się w tym nasyconym obszarze lub strefie zasilania, staje się ona wodą gruntową. Najwyższy poziom nasyconego obszaru nazywany jest lustrem wody .
Wody podziemne są szczególnie obfite w obszarach wilgotnych, gdzie nadkład jest stosunkowo gruby, a skała macierzysta jest porowata lub pęknięta, zwłaszcza w obszarach skał osadowych, takich jak piaskowiec lub wapień. Warstwy wodonośne są niezwykle cennymi zasobami naturalnymi w regionach, w których nie ma zbyt wielu jezior i rzek. Wody podziemne są zwykle dostępne poprzez wiercenie studni, a następnie pompowanie wody na powierzchnię.
W mniej wilgotnych środowiskach, jednak ilość opadów dostępnych do ładowania wód podziemnych jest znacznie mniejsza. Powoli ładujące się warstwy wodonośne w środowiskach suchych są łatwo wyczerpywane, jeśli ich wody gruntowe są szybko wykorzystywane przez ludzi. W niektórych przypadkach, źródła wód podziemnych mogą istnieć w wodonośnych obszarach geologicznych, które prawie uniemożliwiają pompowanie. Co więcej, zwiększone wykorzystanie nawadniania doprowadziło do intensywnych pompowań, które drenują warstwy wodonośne i obniżają lustra wody na całym świecie. Wyczerpywanie się warstw wodonośnych jest coraz większym problemem w miarę wzrostu liczby ludności na świecie i zapotrzebowania na zwiększone dostawy żywności.
Duże, szybko ładujące się warstwy wodonośne leżące u podstaw wilgotnych krajobrazów mogą wytrzymać wysokie tempo pompowania ich wód gruntowych. Jako takie, mogą być one zarządzane w sposób zrównoważony jako zasoby odnawialne. Natomiast warstwy wodonośne, które odnawiają się bardzo powoli, są zasadniczo wypełnione starą, tak zwaną „kopalną” wodą, która gromadziła się przez tysiące lub więcej lat. Ten rodzaj warstwy wodonośnej ma niewielką zdolność do ponownego napełniania się wodą w miarę jej wykorzystywania, ponieważ wody podziemne są tak szybko wyczerpywane na potrzeby człowieka. Dlatego powoli ładujące się warstwy wodonośne są w zasadzie nieodnawialne zasoby, których rezerwy są wydobywane przez nadmierne wykorzystanie.
W 1999 roku Worldwatch Institute poinformował, że stoły wodne spadały na każdym kontynencie na świecie, głównie z powodu nadmiernego zużycia przez człowieka. Woda gruntowa w Indiach, w szczególności, jest pompowana w tempie dwukrotnie wyższym niż zdolność warstwy wodonośnej do zasilania z opadów. Warstwa wodonośna pod North China Plain jest widząc jej spadek lustra wody na 5 stóp (1,5 metra) rocznie.
W Stanach Zjednoczonych, to jest podobne. Największa warstwa wodonośna na świecie, znana jako Ogalla Aquifer, znajduje się pod jałowymi ziemiami zachodnich Stanów Zjednoczonych. Warstwa wodonośna Ogallala jest bardzo powoli zasilana przez podziemne przesączanie, którego źródłem są głównie opady atmosferyczne spadające na odległą strefę zasilania w górach położonych w jej skrajnie zachodnim zasięgu. Duża część wód gruntowych znajdujących się obecnie w Ogalla to woda kopalna, która nagromadziła się podczas dziesiątek tysięcy lat bardzo powolnej infiltracji. Mimo, że warstwa wodonośna Ogalalla jest ogromnym zasobem, jest ona niepokojąco uszczuplana przez pompowanie z ponad 150 000 studni. Większość wód gruntowych pobieranych przez studnie jest wykorzystywana do nawadniania rolnictwa, a część do picia i innych celów domowych. W ostatnich latach poziom warstwy wodonośnej Ogalalla obniżał się nawet o 3,2 stopy (1 metr) rocznie w strefach intensywnie użytkowanych, podczas gdy wskaźnik zasilania jest tylko rzędu 1 mm/rok. (lub nieco ponad 1/32 cala). Oczywiście, warstwa wodonośna Ogalalla jest eksploatowana na dużą skalę.
Wyczerpanie warstwy wodonośnej niesie ze sobą coś więcej niż tylko zagrożenie niedoborem wody do użytku ludzkiego. Poważne konsekwencje środowiskowe mogą wystąpić, gdy duże ilości wody są gwałtownie wypompowywane ze zbiorników wód gruntowych. Zazwyczaj teren nad warstwą wodonośną obniża się lub zapada, ponieważ woda jest odprowadzana z formacji geologicznej, a ziemia ulega zagęszczeniu. W 1999 r. naukowcy zauważyli, że części Bangkoku w Tajlandii i Mexico City w Meksyku zapadają się w wyniku nadmiernej eksploatacji ich warstw wodonośnych. Może to powodować przesuwanie się fundamentów budynków, a nawet przyczyniać się do występowania trzęsień ziemi. Duże miasta w Stanach Zjednoczonych, takie jak Albuquerquer, Phoenix, i Tuscon leżą nad warstwami wodonośnymi, które są szybko wyczerpane.
Niestety, obecne rozwiązania do wyczerpania warstw wodonośnych są wiercić studnie głębiej lub porzucić nawadniane rolnictwo i importować żywność. Oba są kosztowne wybory dla każdego kraju, zarówno w dolarach i niezależności gospodarczej.
ŹRÓDŁA
KSIĄŻKI
Freeze, R.A. i J.A. Cherry. Groundwater. Inglewood Heights, NJ: Prentice Hall, 1979.
Opie, J.Ogallala: Water for a Dry Land. Lincoln, NB: University of Nebraska Press, 2000.
Robins, N. (Ed.). Groundwater Pollution, Aquifer Recharge and Vulnerability. Special Publication Number 130, London, UK: Geological Society Publishing House, 1998.
ORGANIZATIONS
.