Aquifer: verschil tussen versies
Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
aquifer Labels: Vervangen Ongedaan gemaakt Misbruikfilter: Leeghalen Visuele tekstverwerker |
k Wijzigingen door 212.203.22.117 (Overleg) hersteld tot de laatste versie door ErikvanB |
||
Regel 1:
[[Bestand:Aquifer.svg|thumb|upright=1.25|Schematische voorstelling van een aquifer]]
[[Bestand:Groundwater flow.svg|thumb|upright=1.25|Reistijden van grondwater doorheen de bodem]]
Een '''aquifer''' - van het Latijnse ''aqua'' en ''ferre'': ''water'' en ''dragen'' - is een [[grondwater|watervoerende]] laag in de [[ondergrond]] (bijvoorbeeld zand). Vanuit een aquifer kan water gewonnen worden via een [[bron (water)|bron]].
Verwante termen zijn ''[[aquitard]]'', een relatief slecht waterdoorlatende laag, en ''[[aquiclude]]'' (of ''aquifuge''), eveneens een slecht waterdoorlatende laag, die boven of onder een aquifer ligt.
== Geologische achtergrond ==
De [[geologie|geologische]] opbouw van de ondergrond is in veel gebieden [[gelaagdheid|gelaagd]]: de ondergrond bestaat uit verschillende [[Laag (stratigrafie)|lagen]]. De samenstelling van deze lagen kan bijvoorbeeld [[zand]]ig, [[klei]]ig of [[leem|lemig]] zijn. Materiaal zoals zand of [[grind]] heeft een hoge [[porositeit]] en laat het grondwater uitstekend door. Daarom stroomt het water relatief snel door zulke lagen. Materiaal met een kleine porositeit, zoals vast [[Bedrock|moedergesteente]], klei of leem, laat het water slecht tot zeer slecht door. Het water stroomt hier relatief langzaam. Voor het gemak kan worden aangenomen dat het water in slecht doorlatende lagen alleen horizontaal stroomt; de verticale stroming is in verhouding tot de watervoerende lagen zo traag dat deze praktisch gesproken nul is. Er vindt wel uitwisseling plaats tussen de verschillende watervoerende lagen. Onder hoger gelegen [[infiltratie (waterbeheer)|infiltratiegebieden]] infiltreert grondwater tot in diepere watervoerende lagen. In lager gelegen [[kwel]]gebieden vindt juist stroming vanuit ondiepere watervoerende lagen naar de oppervlakte plaats.
De bovenste watervoerende laag wordt het [[freatisch grondwater]] genoemd. Het [[freatisch vlak]] is de dunne zone tussen de met water [[verzadigde bodem]] en de [[onverzadigde zone]]. In modellen worden de diepere watervoerende pakketten ([[Artesische bron|artesisch grondwater]]) van boven naar onder genummerd: eerste watervoerende pakket, tweede watervoerende pakket, enz. Lateraal kan een bepaalde laag verdwijnen, zodat een dergelijke nummering niet altijd consequent kan worden toegepast.
== Soorten aquifer ==
Er bestaan twee soorten aquifer, onderverdeeld aan de hand van hun fysische eigenschappen.
Men spreekt van een gesloten of ''begrensde aquifer'' als de waterhoudende grondlaag ingesloten ligt tussen ondoordringbare materialen. Hierdoor wordt het grondwater geïmmobiliseerd. Een open of ''onbegrensde aquifer'' is aan de bovenzijde niet afgesloten door een ondoordringbaar materiaal en bepaalt de [[Freatisch vlak|grondwatertafel]].
Gesloten aquifers bezitten soms een hoge [[hydrostatische druk]] door natuurlijke aanvulling vanuit hoger gelegen gebieden. Bij een [[aquitard]] is door een te lage hydraulische druk economische exploitatie van water niet realiseerbaar. Zie ook [[bron (water)]].
== Karakteristieken ==
De hydraulische ''transmissiviteit'' ''T''<sub>i</sub> van een bodemlaag ''i'' met dikte ''d''<sub>i</sub> in de aquifer onder de waterspiegel is:<ref name="Nijl">H.J. Nijland, 1994. Determining the saturated hydraulic conductivity. In: H.P. Ritzema (Ed.), Drainage Principles and Applications, ILRI Publ 16, p 435-476. International Institute for Land Reclamation and Improvement (ILRI), Wageningen, The Netherlands. ISBN 90 70754 3 39. Download van [http://www.waterlog.info/articles.htm waterlog.info] of direct als [http://www.waterlog.info/pdf/chap12.pdf pdf]</ref>
:<math>T_\mathrm{i} = K^\mathrm{h}_\mathrm{i}\cdot d_\mathrm{i}</math>
waar ''K''<sup>h</sup><sub>i</sub> de ''horizontale'' [[doorlatendheid]] van de laag is.
De transmissiviteit van de gehele aquifer voor horizontale stroming is de sommering over alle bodemlagen ''i'':
:<math>T = \sum_i T_\mathrm{i}</math>
De gemiddelde horizontale doorlatendheid van de gehele aquifer is:
:<math>K^\mathrm{h} = \frac{T}{D}</math>
waar ''D'' de som is van de diktes ''d''<sub>i</sub> van alle bodemlagen ''i''.
De hydraulische ''weerstand'' ''W''<sub>i</sub> van een bodemlaag ''i'' met dikte ''d''<sub>i</sub> in de aquifer onder de waterspiegel is:<ref name="Nijl" />
:<math>W_\mathrm{i} = \frac{d_\mathrm{i}}{K^\mathrm{v}_\mathrm{i}}</math>
waar ''K''<sup>v</sup><sub>i</sub> de ''verticale'' doorlatendheid van de laag is.
De weerstand van de gehele aquifer tegen verticale stroming is de sommering over alle bodemlagen ''i'':
:<math>W = \sum_i W_\mathrm{i}</math>
De gemiddelde verticale doorlatend van de gehele aquifer is:
:<math>K^\mathrm{v} = \frac{D}{W}</math>
waar ''D'' de som is van de diktes ''d''<sub>i</sub> van alle bodemlagen ''i''.
De waarden van ''K''<sup>h</sup> en ''K''<sup>v</sup> kunnen worden gemeten met ''pompproeven''<ref>J. Boonstra and N.A. de Ridder 1994, Single-well and aquifer tests. In: H.P.Ritzema (ed.), Drainage Principles and Applications, Publication 16, ILRI, p.341-375. International Institute for Land Reclamation and Improvement, Wageningen, The Netherlands. ISBN 90 70754 3 39. Download vanaf [https://web.archive.org/web/20070521101735/http://www.alterra.wur.nl/UK/publications/ILRI-publications/Downloadable/ deze] pagina.</ref><ref>J. Boonstra and R.A.L. Kselik: SATEM 2002, ''Software for aquifer test evaluation, 2001.ILRI publication 57, International Institute for Land Reclamation and Improvement, Wageningen, The Netherlands.'' ISBN 90 70754 54 1. Download vanaf [https://web.archive.org/web/20070521101735/http://www.alterra.wur.nl/UK/publications/ILRI-publications/Downloadable/ deze] pagina.</ref>
:Indien ''K''<sup>h</sup><sub>i</sub> and ''K''<sup>v</sup><sub>i</sub> ongelijk zijn, dan is de doorlatendheid van bodemlaag ''i'' [[anisotropie|anisotroop]].
:Indien ''K''<sup>h</sup> en ''K''<sup>v</sup> ongelijk zijn dan is de gehele aquifer anisotroop.
Een aquifer met een aquitard wordt ''semi-begrensde'' aquifer genoemd. Een aquifer kan meerdere aquitards hebben. Er kan zich beneden de aquitard een hoge waterdruk opbouwen. De druk is meetbaar met een [[peilbuis]]<ref>N.A. de Ridder 1994, ''Groundwater investigations''. In: H.P.Ritzema (ed.), ''Drainage Principles and Applications, Publication 16, ILRI, p.33-74. International Institute for Land Reclamation and Improvement, Wageningen, The Netherlands.'' ISBN 90 70754 3 39</ref> die reikt tot in de laag beneden de aquitard, waarin het waterpeil bij hoge druk boven de waterspiegel uit komt en mogelijk ook boven het maaiveld. Wanneer de druk in de ondergrond hoger is dan de bovenkant van de peilbuis, dan zal het water uit de peilbuis stromen en bij hoge overdruk zelfs uit de peilbuis spuiten. De aquifer wordt dan [[Artesische bron|artesisch]]'' genoemd.
Ondanks een hoge weerstand van de aquitard, kan er toch veel water door passeren, omdat het oppervlak ervan groot is.
Bij het ontwerpen van drainage met buizen en sloten (ook ''horizontale drainage'' genoemd omdat de ontwateringsmiddelen vrijwel horizontaal liggen),<ref>ILRI, 1997, ''The energy balance of groundwater flow applied to subsurface drainage in anisotropic soils by pipes or ditches with entrance resistance''. International Institute for Land Reclamation and Improvement (ILRI), Wageningen, The Netherlands. Download van [http://www.waterlog.info/articles.htm waterlog.info] of direct als [https://web.archive.org/web/20090219221547/http://waterlog.info/pdf/enerart.pdf pdf]. Download het bijbehorende computerprogramma vanaf [http://www.waterlog.info/endrain.htm deze] pagina.</ref> of met bronneringsputten (ook wel ''verticale drainage'' genoemd omdat een put verticaal de grond in gaat)<ref>ILRI, 2002, ''Subsurface drainage by (tube)wells'', 9 pagina's. ''International Institute for Land Reclamation and Improvement (ILRI), Wageningen, The Netherlands.'' Download van [http://www.waterlog.info/pdf/wellspac.pdf waterlog.info] of direct als [http://www.waterlog.info/pdf/wellspac.pdf pdf]. Download het bijbehorende computerprogramma vanaf [http://www.waterlog.info/weldrain.htm deze] pagina.</ref> kan rekening worden gehouden met de anisotropie.
== Ecologie van aquifers ==
In bepaalde aride gebieden, zoals het binnenland van Australië, bezitten aquifers een typische fauna. Doordat deze aquifers vaak in het geologische verleden met elkaar verbonden waren, maar die verbindingen tegenwoordig niet meer bestaan, hebben zich verschillende faunas ontwikkeld in de respectieve aquifers. Bovendien kan de aquifer dienstdoen als een schuilplaats voor [[relictsoort]]en. Zo werd ''Mankurta mityula'' ([[Spelaeogriphacea]]) vrij recent (1998) ontdekt in een Australische aquifer, terwijl zijn naaste verwanten [[stygobiont]]e soorten zijn uit Brazilië en Zuid-Afrika.
Ook het Nieuw-Zeelandse [[Bare Island (Nieuw-Zeeland)|Bare Island]] bezit een aquifer.
== Koolzuurgasopslag ==
In 2006 liep er een onderzoeksproject waarin men onderzocht hoe men [[Koolstofdioxide|koolzuurgas]] (CO<sub>2</sub>) kan opslaan in aquifers. Zo hoopte men het [[broeikaseffect]] te verminderen.
== Waterstofgasopslag ==
[[Ondergrondse waterstofopslag]] in aquifers kan functioneren als grid-opslag van energie die noodzakelijk is voor een [[waterstofeconomie]].<ref>[http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=8443716 LINDBLOM U. E.; A conceptual design for compressed hydrogen storage in mined caverns]</ref>
== Zie ook ==
* [[Kwel]]
* [[Grondwaterhydrologie]]
{{Appendix}}
[[Categorie:Hydrologie]]
| |||