Types of Aquifers

Types of Aquifers

Yksityiskohtaisemmin pohjavesialueet voidaan luokitella kolmeen pääluokkaan, jotka määräytyvät niiden geometrian sekä topografian ja maanalaisen geologian suhteen perusteella (kuvat 6-9). Kuvassa 6 esitettyä yksinkertaista pohjavesiesiintymää kutsutaan rajoittamattomaksi pohjavesiesiintymäksi, koska pohjavesimuodostuma ulottuu pääosin maanpintaan asti. Näin ollen pohjavesialue on paineyhteydessä ilmakehään. Rajoittamattomia pohjavesimuodostumia kutsutaan myös pohjavesimuodostumiksi, koska pohjavesipinta merkitsee pohjavesijärjestelmän yläpintaa.

Toinen yleinen pohjavesimuodostumatyyppi on rajoittunut pohjavesimuodostuma, joka on eristetty paineyhteydestä ylempiin tai alempana oleviin geologisiin muodostumiin – ja maanpinnan ja ilmakehän kanssa – yhdellä tai useammalla rajoittavalla kerrostumalla tai rajoittavalla yksiköllä. Rajoitetut pohjavesikerrostumat eroavat rajoittamattomista pohjavesikerrostumista kahdella perustavanlaatuisella ja tärkeällä tavalla. Ensinnäkin suljetut pohjavesikerrostumat ovat tyypillisesti huomattavan paineen alaisina, joka voi johtua korkeammalla sijaitsevasta täydennysrakentamisesta tai yläpuolisen kallion ja maaperän (ns. peittokerroksen) painosta. Joissakin tapauksissa paine on niin suuri, että pohjavesialueelle poratut kaivot ovat vapaasti virtaavia. Tämä edellytys edellyttää, että vedenpaine pohjavesikerroksessa riittää ajamaan veden ylös porausreikään ja maanpinnan yläpuolelle, ja tällaisia kaivoja kutsutaan artesaanikaivoiksi (kuva 7). Toiseksi, suljetut pohjavesikerrostumat pysyvät tyypillisesti kylläisinä koko paksuutensa ajan, vaikka vettä poistetaan pumppauskaivoista. Pohjavesikerroksesta otettu vesi tulee ainoastaan pohjavesikerroksen paineenalennuksesta – itse veden paineenalennuksen ja laajenemisen yhdistelmästä sekä pohjavesimuodostuman relaksaatiosta paineen alentuessa (kuva 8) (kuva 8).

Kuva 6. Pohjavesikerroksen paineenalennus. Kaavamainen poikkileikkauskuva kerrostuneesta järjestelmästä, jossa ylempi rajoittamaton pohjavesikerros on rajoittavan yksikön yläpuolella ja sen alla on rajoittunut pohjavesikerros. Huomaa vedenpinnan taso kahdessa kaivossa: Rajoittamattomassa pohjavesikerroksessa kaivon vedenpinta on sama kuin pohjavedenpinnan korkeus. Suljetussa pohjavesikerroksessa vedenpinta on korkeammalla kuin pohjavesikerroksen yläpinta – mikä osoittaa, että pohjavesikerros on täysin kyllästynyt ja että vesi on paineen alaisena.
Lähde: USGS Water Science Photo Gallery

Kuva 7. Artesialainen kaivo Etelä-Georgiassa
Lähde: USGS Water Science Photo Gallery

Kuva 8. Kaavio, joka havainnollistaa kaivosta pumppaamisen vaikutuksia rajoittamattomassa pohjavesialueessa (vasemmalla) ja rajoittuneessa pohjavesialueessa (oikealla). Kun rajoittamatonta pohjavesikerrosta pumpataan, vedenotto johtaa pohjavedenpinnan alenemiseen, ja huokostiloista tulee kyllästymättömiä. Pumppaus suljetuissa pohjavesimuodostumissa laskee veden painetta, mutta huokostila pysyy täysin kylläisenä.
Lähde: KUVA 1. Vedenpaine: W.M. Alley et al., 1999, USGS Circular 1186: Sustainability of Groundwater Resources

Kolmas tärkein pohjavesityyppi on perched aquifer (kuva 6). Perched aquifers esiintyy epäjatkuvien pohjavesikerrosten yläpuolella, jotka sallivat pohjaveden ”kumpuilevan” niiden yläpuolella. Nämä pohjavesikerrostumat ovat puroutuneita siinä mielessä, että ne sijaitsevat alueellisen pohjavedenpinnan yläpuolella ja alueellisessa vadoosivyöhykkeessä (eli puroutuneen pohjavesikerrostuman alapuolella on kyllästymätön vyöhyke). Perched-vesikerrostumien mitat ovat tyypillisesti pieniä (ilmasto-olosuhteiden ja pohjavesikerrosten koon mukaan), ja niiden sisältämä vesimäärä on herkkä ilmasto-olosuhteille ja siksi ajallisesti hyvin vaihteleva.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.