Types of Aquifers

Types of Aquifers

Meer in detail zijn er drie hoofdindelingen van aquifers, gedefinieerd door hun geometrie en relatie tot de topografie en de geologie van de ondergrond (Figuren 6-9). Het eenvoudige watervoerend pakket in figuur 6 wordt een niet-geconfundeerd watervoerend pakket genoemd, omdat de watervoerende laag zich in wezen uitstrekt tot het landoppervlak. Als gevolg daarvan staat het watervoerend pakket onder druk in verbinding met de atmosfeer. Een tweede veelvoorkomend type aquifer is een ingesloten aquifer, die door een of meer insluitende lagen of insluitende eenheden is geïsoleerd van de drukverbinding met de bovenliggende of onderliggende geologische formaties – en met het landoppervlak en de atmosfeer. Opgesloten watervoerende lagen verschillen op twee fundamentele en belangrijke manieren van niet-opgesloten watervoerende lagen. Ten eerste staan ingesloten watervoerende lagen doorgaans onder aanzienlijke druk, die afkomstig kan zijn van aanvulling op grotere hoogte of van het gewicht van het bovenliggende gesteente en de grond (bekend als de deklaag). In sommige gevallen is de druk zo hoog dat putten die in de aquifer worden geboord vrij stromend zijn. Om aan deze voorwaarde te voldoen moet de waterdruk in de aquifer voldoende zijn om het water omhoog te stuwen tot boven het landoppervlak, en dergelijke putten worden artesische putten genoemd (Figuur 7). Ten tweede blijven ingesloten watervoerende lagen doorgaans over hun gehele dikte verzadigd, zelfs wanneer water wordt verwijderd door het oppompen van putten. Water dat aan de aquifer wordt onttrokken, ontstaat alleen door de drukverlaging in de aquifer – een combinatie van drukverlaging en expansie van het water zelf, en ontspanning van de aquiferformatie door drukverlaging (Figuur 8).

Figuur 6. Schematische dwarsdoorsnede van een gelaagd systeem met een bovenliggende unconfined aquifer boven een confining unit, en onderliggend een confined aquifer. Let op het waterniveau in de twee putten: In het niet-confined aquifer is het waterniveau in de put gelijk aan de hoogte van de grondwaterspiegel. In de ingesloten aquifer is het waterpeil hoger dan de top van de aquifer – wat aangeeft dat de aquifer volledig verzadigd is en dat het water onder druk staat.

Bron: USGS Water Science Photo Gallery

Figuur 7. Artesische put in Zuid-Georgia

Bron: USGS Water Science Photo Gallery

Figuur 8. Schematische weergave van de effecten van pompen uit een put in een niet-ingesloten watervoerende laag (links) en een ingesloten watervoerende laag (rechts). Wanneer in een niet-ingesloten watervoerende laag wordt gepompt, leidt de wateronttrekking tot een daling van de grondwaterspiegel, waardoor de poriën onverzadigd raken. Bij pompen in afgesloten watervoerende lagen daalt de waterdruk, maar de poriënruimte blijft volledig verzadigd.

Bron: W.M. Alley et al., 1999, USGS Circular 1186: Sustainability of Groundwater Resources

Het derde hoofdtype aquifer is een perched aquifer (figuur 6). Perched aquifers komen voor boven discontinue aquitards, waar het grondwater zich boven kan “ophopen”. Deze watervoerende pakketten liggen boven de regionale grondwaterspiegel en binnen de regionale vadose zone (d.w.z. er ligt een onverzadigde zone onder het watervoerende pakket). De afmetingen van perched aquifers zijn meestal klein (afhankelijk van het klimaat en de grootte van de aquitard lagen), en de hoeveelheid water die ze bevatten is gevoelig voor klimaatomstandigheden en daarom sterk variabel in de tijd.