Ein aquifer ist eine unterirdische Schicht des wassertragenden durchlässigen Felsens oder der ungeeinigten Materialien (Kies, Sand oder Schlamm), aus dem Grundwasser mit einem Wasser gut nützlich herausgezogen werden kann. Die Studie des Wasserflusses in aquifers und der Charakterisierung von aquifers wird Hydrogeologie genannt. Zusammenhängende Begriffe schließen aquitard ein, der ein Bett der niedrigen Durchdringbarkeit entlang einem aquifer und aquiclude ist (oder wasserundurchlässige Gesteinsschicht), der ein festes, undurchlässiges Gebiet zu Grunde liegend oder liegend auf einem aquifer ist. Wenn das undurchlässige Gebiet auf dem aquifer Druck liegt, konnte es veranlassen, ein beschränkter aquifer zu werden.

Tiefe von Aquifer

Aquifers kann an verschiedenen Tiefen vorkommen. Diejenigen, die an der Oberfläche näher sind, werden nur mit größerer Wahrscheinlichkeit für die Wasserversorgung und Bewässerung nicht verwendet, aber werden auch mit größerer Wahrscheinlichkeit durch den lokalen Niederschlag überstiegen. Viele Wüste-Gebiete haben Kalkstein-Hügel oder Berge innerhalb ihrer oder in der Nähe von ihnen, die als Grundwasser-Mittel ausgenutzt werden können. Teile der Atlas-Berge im Nördlichen Afrika, den Reihen von Libanon und Antilibanon Syriens, Israels und Libanons, Jebel Akhdar (Oman) in Oman, Teilen der Sierra Nevada und benachbarten Reihen im USA-Südwesten, haben seichte aquifers, die für ihr Wasser ausgenutzt werden. Überausnutzung kann zum Übersteigen des praktischen anhaltenden Ertrags führen; d. h. mehr Wasser wird weggenommen, als es wieder gefüllt werden kann. Entlang den Küstenlinien von bestimmten Ländern, wie Libyen und Israel, hat Bevölkerungswachstum zu Überbevölkerung geführt, die das Senken der Wasserabflussleiste und die nachfolgende Verunreinigung des Grundwassers mit dem Salzwasser-vom Meer (Salzeindringen) verursacht hat.

Der Strand stellt ein Modell zur Verfügung, um zu helfen, sich einen aquifer zu vergegenwärtigen. Wenn ein Loch in den Sand gegraben wird, wird sehr nasser oder durchtränkter Sand an einer seichten Tiefe gelegen. Dieses Loch ist ein Rohöl so, der nasse Sand vertritt einen aquifer, und das Niveau, zu dem sich das Wasser in diesem Loch erhebt, vertritt die Wasserabflussleiste.

Klassifikation

Dieses Diagramm zeigt typische Fluss-Richtungen in einer Quer-Schnittangabe eines einfachen beschränkten/unbegrenzten aquifer Systems an. Das System zeigt zwei aquifers mit einem aquitard (ein Begrenzen oder undurchlässige Schicht), zwischen ihnen, umgeben durch die Grundlage aquiclude, der im Kontakt mit einem gewinnenden Strom (typisch in feuchten Gebieten) ist. Die Wasserabflussleiste und ungesättigte Zone werden auch illustriert.

Ein aquitard ist eine Zone innerhalb der Erde, die den Fluss von Grundwasser von einem aquifer bis einen anderen einschränkt. Ein aquitard kann manchmal, wenn völlig undurchlässig, einen aquiclude oder wasserundurchlässige Gesteinsschicht genannt werden. Aquitards werden aus Schichten entweder von Ton oder von nichtporösem Felsen mit dem niedrigen hydraulischen Leitvermögen zusammengesetzt.

Gesättigt gegen den ungesättigten

Grundwasser kann an fast jedem Punkt im seichten Untergrund der Erde zu einem gewissen Grad gefunden werden; obwohl aquifers Süßwasser nicht notwendigerweise enthalten. Die Kruste der Erde kann in zwei Gebiete geteilt werden: Die durchtränkte Zone oder phreatic Zone (z.B, aquifers, aquitards, usw.), wo alle verfügbaren Räume mit Wasser und der ungesättigten Zone gefüllt werden (hat auch die vadose Zone genannt), wo es noch Taschen von Luft mit etwas Wasser gibt, aber kann mit mehr Wasser gefüllt werden.

Durchtränkt bedeutet, dass der Druck-Kopf des Wassers größer ist als atmosphärischer Druck (es hat einen Maß-Druck> 0). Die Definition der Wasserabflussleiste ist Oberfläche, wo der Druck-Kopf dem atmosphärischen Druck (wo Maß-Druck = 0) gleich ist.

Ungesättigte Bedingungen kommen über der Wasserabflussleiste vor, wo der Druck-Kopf negativ ist (absoluter Druck kann nie negativ sein, aber Druck messen kann), und das Wasser, das sich unvollständig füllt, die Poren des aquifer Materials ist unter dem Ansaugen. Der Ungesättigte Wasserinhalt bedeutet, dass die Zone im Platz durch klebende Oberflächenkräfte gehalten wird und es sich über der Wasserabflussleiste (die Nullmaß-Druck-Isobare) durch die kapillare Handlung erhebt, um eine kleine Zone über der Phreatic-Oberfläche (die kapillare Franse) an weniger zu sättigen, als atmosphärischer Druck. Das ist genannte Spannungssättigung und ist nicht dasselbe als Sättigung auf einer zufriedenen Wasserbasis. Der Wasserinhalt in einer kapillaren Franse nimmt mit der zunehmenden Entfernung von der Phreatic-Oberfläche ab. Der kapillare Kopf hängt von Boden-Porengröße ab. In sandigen Böden mit größeren Poren wird der Kopf weniger sein als in Tonböden mit sehr kleinen Poren. Der normale kapillare Anstieg eines Lehmbodens ist weniger als 1.80 M (sechs Fuß), aber kann sich zwischen 0.3 und 10 M (1 und 30 ft) erstrecken.

Der kapillare Anstieg von Wasser in einer kleinen Diameter-Tube ist dieser derselbe physische Prozess. Die Wasserabflussleiste ist das Niveau, zu dem sich Wasser in einer Pfeife des großen Diameters erheben wird (z.B, gut), der in den aquifer hinuntergeht und für die Atmosphäre offen ist.

Aquifers gegen aquitards

Aquifers sind normalerweise gesättigte Gebiete des Untergrunds, die eine wirtschaftlich ausführbare Menge von Wasser zu gut oder Frühling erzeugen (z.B, Sand und Kies oder zerbrochene Grundlage häufig gute aquifer Materialien machen).

Ein aquitard ist eine Zone innerhalb der Erde, die den Fluss von Grundwasser von einem aquifer bis einen anderen einschränkt. Ein aquitard kann manchmal, wenn völlig undurchlässig, einen aquiclude oder wasserundurchlässige Gesteinsschicht genannt werden. Aquitards umfassen Schichten entweder von Ton oder von nichtporösem Felsen mit dem niedrigen hydraulischen Leitvermögen.

In gebirgigen Gebieten (oder in der Nähe von Flüssen in gebirgigen Gebieten) sind die wichtigen aquifers normalerweise ungeeinigtes Alluvium, das aus größtenteils horizontalen Schichten von durch Wasserprozesse abgelegten Materialien zusammengesetzt ist (Flüsse und Ströme), die im Querschnitt (auf eine zweidimensionale Scheibe des aquifer schauend), scheinen, Schichten zu sein, raue und feine Materialien abwechseln zu lassen. Raue Materialien, wegen der hohen Energie mussten sie bewegen, dazu neigen, näher die Quelle gefunden zu werden (Bergvorderseiten oder Flüsse), wohingegen das feinkörnige Material es weiter von der Quelle machen wird (zu den flacheren Teilen der Waschschüssel oder Überbankgebiete - manchmal das Druck-Gebiet genannt haben). Da es weniger feinkörnige Ablagerungen in der Nähe von der Quelle gibt, ist das ein Platz, wo aquifers häufig unbegrenzt sind (manchmal hat das forebay Gebiet genannt), oder in der hydraulischen Kommunikation mit der Landoberfläche.

Beschränkt gegen den unbegrenzten

Es gibt zwei Endmitglieder im Spektrum von Typen von aquifers; beschränkt und unbegrenzt (mit dem halbbeschränkten, der zwischen ist). Unbegrenzte aquifers werden manchmal auch Wasserabflussleiste oder phreatic aquifers genannt, weil ihre obere Grenze die Wasserabflussleiste oder Phreatic-Oberfläche ist. (Sieh Biscayne Aquifer.) Normalerweise (aber nicht immer) ist der seichteste aquifer an einer gegebenen Position unbegrenzt, bedeutend, dass er keine Begrenzen-Schicht (ein aquitard oder aquiclude) dazwischen und der Oberfläche hat. Der Begriff "aufgesetzter" bezieht sich auf Grundwasser, das über einer Einheit der niedrigen Durchdringbarkeit oder Schichten wie eine Tonschicht anwächst. Dieser Begriff wird allgemein gebraucht, um sich auf ein kleines lokales Gebiet von Grundwasser zu beziehen, das an einer Erhebung höher vorkommt als ein regional umfassender aquifer. Der Unterschied zwischen aufgesetztem und unbegrenztem aquifers ist ihre Größe (hat sich niedergelassen ist kleiner).

Wenn die Unterscheidung zwischen beschränktem und unbegrenztem geologisch nicht klar ist (d. h., wenn es nicht bekannt ist, ob eine klare Begrenzen-Schicht besteht, oder wenn die Geologie, z.B, eine zerbrochene Grundlage aquifer komplizierter ist), kann der Wert von von einem Aquifer-Test zurückgegebenem storativity verwendet werden, um es zu bestimmen (obwohl Aquifer-Tests in unbegrenztem aquifers verschieden interpretiert werden sollten als beschränkte). Beschränkte aquifers haben sehr niedrige Storativity-Werte (viel weniger als 0.01, und nur 10), was bedeutet, dass der aquifer Wasser mit den Mechanismen der aquifer Matrixvergrößerung und der Verdichtbarkeit von Wasser versorgt, die normalerweise beide ziemlich kleine Mengen sind. Unbegrenzte aquifers haben storativities (normalerweise dann hat spezifischen Ertrag genannt) größer als 0.01 (1 % des Hauptteil-Volumens); sie veröffentlichen Wasser von der Lagerung durch den Mechanismus, wirklich die Poren des aquifer zu dränieren, relativ große Beträge von Wasser (bis zur drainable Durchlässigkeit des aquifer Materials oder dem minimalen volumetrischen Wasserinhalt) veröffentlichend.

Isotropisch gegen anisotropic

In isotropischem aquifers oder aquifer Schichten ist das hydraulische Leitvermögen (K) für den Fluss in allen Richtungen gleich, während in anisotropic Bedingungen es sich namentlich im horizontalen (Kh) und vertikalen (Kv) Sinn unterscheidet.

Halbbeschränkte aquifers mit einem oder mehr aquitards arbeiten als ein anisotropic System, selbst wenn die getrennten Schichten isotropisch sind, weil die zusammengesetzten Werte von Kh und Kv verschieden sind (sieh hydraulischen transmissivity und hydraulischen Widerstand).

Wenn

man Fluss zu Abflussrohren oder Fluss zu Bohrlöchern in einem aquifer berechnet, soll der anisotropy in Betracht gezogen werden, damit das resultierende Design des Drainage-Systems nicht fehlerhaft sein kann.

Grundwasser in Felsen-Bildungen

Grundwasser kann in unterirdischen Flüssen bestehen (z.B, Höhlen, wohin Wasser frei unterirdisch fließt). Das kann in weggefressenen Kalkstein-Gebieten bekannt als karst Topografie vorkommen, die nur einen kleinen Prozentsatz des Gebiets der Erde zusammensetzen. Üblicher ist, dass die Porenräume von Felsen im Untergrund einfach mit Wasser - wie ein Küchenschwamm gesättigt werden - der für den landwirtschaftlichen, industriellen oder städtischen Gebrauch gelenzt werden kann.

Wenn eine Felsen-Einheit der niedrigen Durchlässigkeit hoch zerbrochen wird, kann es auch einen guten aquifer machen (über den Spaltenfluss), vorausgesetzt dass der Felsen ein merkliches hydraulisches Leitvermögen hat, um Bewegung von Wasser zu erleichtern. Durchlässigkeit ist wichtig, aber, allein, sie bestimmt eine Fähigkeit eines Felsens nicht, ein aquifer zu sein. Gebiete der Deccan-Fallen (eine basaltische Lava) im westlichen zentralen Indien sind gute Beispiele von Felsen-Bildungen mit der hohen Durchlässigkeit, aber niedrige Durchdringbarkeit, die sie schlechten aquifers macht. Ähnlich hat das mikroporöse (Obere Kreide) Kreide des südöstlichen Englands, obwohl, eine vernünftig hohe Durchlässigkeit habend, eine niedrige Korn-zu-Korn-Durchdringbarkeit mit vielen seiner guten wassernachgebenden Eigenschaften, die wegen des Mikrozerbrechens und Spaltens sind.

Menschliche Abhängigkeit von Grundwasser

Die meisten Landgebiete auf der Erde haben eine Form von aquifer, ihnen manchmal an bedeutenden Tiefen unterliegend.

Süßwasseraquifers besonders laden diejenigen mit dem beschränkten durch meteorisches Wasser wieder, können überausgenutzt werden und abhängig von der lokalen Hydrogeologie, können in nichttrinkbarem Wasser oder Salzwasser-(Salzwassereindringen) von hydraulisch verbundenem aquifers ziehen oder Wasserkörper erscheinen. Das kann ein ernstes Problem, besonders in Küstengebieten und anderen Gebieten sein, wo das Aquifer-Pumpen übermäßig ist. In einigen Gebieten kann das Grundwasser durch Mineralgifte verseucht werden, wie Arsen - sieh Arsenhaltige Verunreinigung von Grundwasser.

Aquifers sind in der menschlichen Wohnung und Landwirtschaft kritisch wichtig. Tiefe aquifers in trockenen Gebieten sind lange Wasserquellen für die Bewässerung gewesen (sieh Ogallala unten). Viele Dörfer und sogar Großstädte ziehen ihre Wasserversorgung von Bohrlöchern in aquifers.

Städtisch werden Bewässerung und Industriewasserversorgungen durch große Bohrlöcher zur Verfügung gestellt. Vielfache Bohrlöcher für eine Wasserversorgungsquelle werden "wellfields" genannt, der Wasser von beschränktem oder unbegrenztem aquifers zurückziehen kann. Das Verwenden von Grundwasser von tiefem, beschränktem aquifers stellt mehr Schutz vor der Oberflächenwasserverunreinigung zur Verfügung. Einige Bohrlöcher, genannte "Sammler-Bohrlöcher," werden spezifisch entworfen, um Infiltration der Oberfläche (gewöhnlich Fluss) Wasser zu veranlassen.

Aquifers, die nachhaltiges frisches Grundwasser städtischen Gebieten und für die landwirtschaftliche Bewässerung zur Verfügung stellen, sind normalerweise dicht am Boden Oberfläche (innerhalb von einigen hundert Metern) und haben einige laden durch Süßwasser wieder. Das lädt wieder ist normalerweise von Flüssen oder meteorischem Wasser (Niederschlag), der in den aquifer durch das Liegen auf ungesättigten Materialien durchsickert.

Erschöpfung von Aquifer ist als eine der Ursachen der Großen Nahrungsmittelkrise von 2011 zitiert worden.

Senkung

In ungeeinigtem aquifers wird Grundwasser von Porenräumen zwischen Partikeln von Kies, Sand und Schlamm erzeugt. Wenn der aquifer durch Schichten der niedrigen Durchdringbarkeit, den reduzierten Wasserdruck in den Sand- und Kies-Ursachen langsame Drainage von Wasser von den angrenzenden Begrenzen-Schichten beschränkt wird. Wenn diese Begrenzen-Schichten aus dem komprimierbaren Schlamm oder Ton zusammengesetzt werden, reduziert der Verlust von Wasser zum aquifer den Wasserdruck in der Begrenzen-Schicht, es zur Kompresse vom Gewicht verursachend, auf geologischen Materialien zu liegen. In strengen Fällen kann diese Kompression auf der Boden-Oberfläche als Senkung beobachtet werden. Leider ist viel von der Senkung von der Grundwasser-Förderung dauerhaft (elastischer Rückprall ist klein). So ist die Senkung nicht nur dauerhaft, aber der komprimierte aquifer hat eine dauerhaft reduzierte Kapazität, Wasser zu halten.

Salzwassereindringen

Aquifers in der Nähe von der Küste haben eine Linse von Süßwasser-in der Nähe vom dichteren und Oberflächenmeerwasser unter dem Süßwasser-. Meerwasser dringt in den aquifer ein, der sich in vom Ozean verbreitet, und ist dichter als Süßwasser-. Für den porösen (d. h., sandig) aquifers in der Nähe von der Küste, ist die Dicke von Süßwasser-oben auf dem Salzwasser-über für jeden des Süßwasserkopfs über dem Meeresspiegel. Diese Beziehung wird die Ghyben-Herzberg Gleichung genannt. Wenn zu viel Grundwasser in der Nähe von der Küste gepumpt wird, Salzwasser-kann in Süßwasseraquifers das Verursachen der Verunreinigung des trinkbaren Süßwasserbedarfs hineinbringen. Viele Küstenaquifers, wie Biscayne Aquifer in der Nähe von Miami und New Jersey Küstenebene aquifer, haben Probleme mit dem Salzwassereindringen infolge des Überpumpens.

Salination

Aquifers in bewässerten Gebieten der Oberfläche in halbtrockenen Zonen mit dem Wiedergebrauch der unvermeidlichen Bewässerungswasserverluste, die unten in die Untergrundbahn durch die ergänzende Bewässerung von Bohrlöchern durchsickern, laufen die Gefahr von salination.

Oberflächenbewässerungswasser enthält normalerweise Salze in der Ordnung von 0.5 g/l oder mehr, und die jährliche Bewässerungsvoraussetzung ist in der Ordnung von 10000 M/ha, oder mehr ist der jährliche Import von Salz in der Ordnung von 5000 Kg/ha oder mehr.

Unter dem Einfluss der dauernden Eindampfung kann die Salz-Konzentration von aquifer Wasser ständig zunehmen und schließlich ein Umweltproblem verursachen.

Für die Salzgehalt-Kontrolle in solch einem Fall jährlich soll ein Betrag von Drainage-Wasser vom aquifer mittels eines unterirdischen Drainage-Systems entladen und durch einen sicheren Ausgang verfügt werden. Das Drainage-System kann (d. h. Verwenden-Pfeifen, Ziegel-Abflussrohre oder Abzugsgräben) horizontal oder (Drainage durch Bohrlöcher) vertikal sein. Um die Drainage-Voraussetzung zu schätzen, kann der Gebrauch eines Grundwasser-Modells mit einem agro-hydro-salinity Bestandteil z.B instrumental sein. SahysMod.

Beispiele von aquifers

Die Große Artesische in Australien gelegene Waschschüssel ist wohl das größte Grundwasser aquifer in der Welt (mehr als 1.7 Millionen km ²). Es spielt eine große Rolle in Wasserversorgungen für Queensland und entfernte Teile des Südlichen Australiens.

Der Guarani Aquifer mit einem Gebiet 1.2 Millionen km ² wird durch Brasilien, Argentinien, Paraguay und Uruguay geteilt.

Erschöpfung von Aquifer ist ein Problem in einigen Gebieten, und ist im nördlichen Afrika besonders kritisch; sieh das Große Künstliche Flussprojekt Libyens für ein Beispiel. Jedoch laden neue Methoden des Grundwasser-Managements solcher als künstlich wieder, und die Einspritzung von Oberflächenwasser während nasser Saisonperioden hat das Leben von vielen Süßwasseraquifers besonders in den Vereinigten Staaten erweitert.

Der Ogallala Aquifer der zentralen Vereinigten Staaten ist einer der großen aquifers in der Welt, aber in Plätzen wird es durch das Wachsen des Selbstverwaltungsgebrauches und ständigen landwirtschaftlichen Gebrauches schnell entleert. Dieser riesige aquifer, der Teilen von acht Staaten unterliegt, enthält in erster Linie Fossil-Wasser von der Zeit der letzten Vereisung. Jährlich laden in den trockeneren Teilen des aquifer wieder, wird zu ganzen nur ungefähr 10 Prozent von jährlichen Abzügen geschätzt.

Ein Beispiel eines bedeutenden und nachhaltigen Karbonats aquifer ist der Edwards Aquifer im zentralen Texas. Dieses Karbonat aquifer hat hohes Qualitätswasser für fast 2 Millionen Menschen, und sogar heute historisch zur Verfügung gestellt, ist wegen des enormen völlig voll laden von mehreren Bereichsströmen, Flüssen und Seen wieder. Die primäre Gefahr zu dieser Quelle ist menschliche Entwicklung über die wieder laden Gebiete.

Siehe auch

• Fluss von Hamza
• Lagerung von Aquifer und Wiederherstellung
• Artesischer aquifer
• Wasserspeicher
• Grundwasser-Modell
• Liste von aquifers
• Überausnutzung
• Saisonthermalladen - aquifers kann als Lager der Hitze/Kälte verwendet werden, um Häuser und Gewächshäuser ökologisch zu heizen/abzukühlen

Außenverbindungen

• Fallende Wasserabflussleisten
• Bibliografie auf Wassermitteln und Friedenspalastbibliothek des internationalen Rechtes
• IGRAC internationales Grundwasser-Mittel-Bewertungszentrum
• SahysMod aquifer Modell