Infiltratie en grondwater

Er zit meer zoet water onder de grond dan in alle zoete meren en rivieren ter wereld samen, meer dan honderd keer zoveel.

Geen ondergrondse rivier

Veel mensen stellen zich grondwater voor als rivieren en meren in grotten. Een paar bestaan er, in kalksteengebieden, maar het meeste grondwater lijkt daar totaal niet op. De USGS vergelijkt het met water in een spons. Het vult de kleine ruimtes tussen zand- en grindkorrels en de scheuren in gesteente. Graaf een kuil op een strand en de bodem loopt vol water: je hebt het niveau bereikt waaronder het zand vol water zit.

Van het oppervlak tot de grondwaterspiegel

Infiltratie is regen die in de grond trekt. Een deel blijft in de bovenste laag als bodemvocht, waar wortels het opnemen en planten het via transpiratie terugsturen naar de lucht. De rest gaat verder omlaag, wat hydrologen percolatie noemen, door een zone waar de ruimtes zowel lucht als water bevatten. Uiteindelijk bereikt het een diepte waar elke ruimte vol is. De bovenkant van die verzadigde zone is de grondwaterspiegel, in het model getekend als een gestippelde lijn.

De grondwaterspiegel is niet vlak. Hij volgt grofweg de vorm van het land erboven, hoger onder heuvels en lager bij dalen, maar met zachtere hellingen. Waar hij het oppervlak raakt, krijg je bronnen, wetlands en rivieren die bij droog weer blijven stromen. Gesteente of sediment dat genoeg water vasthoudt en doorlaat om een put te voeden, heet een watervoerend pakket. Zand en grind vormen goede watervoerende pakketten; klei houdt water vast maar laat het zo langzaam door dat het als barrière werkt.

Langzaam, diep en groot

Zwaartekracht en druk duwen grondwater bergafwaarts en zijwaarts door de ruimtes. De USGS beschrijft hoe het weer aan het oppervlak komt, in rivieren en in de oceanen, om de kringloop gaande te houden. Omdat het zo langzaam beweegt, kan grondwater jaren of zelfs duizenden jaren onder de grond blijven. Het is na ijs de op een na grootste voorraad zoet water. De USGS-tabel noemt zoet grondwater ongeveer 10 530 000 km³, 30.1% van al het zoete water en meer dan honderd keer de 93 100 km³ in zoete meren en rivieren.

Dat maakt grondwater kostbaar en makkelijk te misbruiken. NOAA legt uit dat sommige bronnen lang nodig hebben om aan te vullen, dus sneller oppompen dan regen een watervoerend pakket aanvult kan de grondwaterspiegel laten zakken, putten en bronnen laten opdrogen en de afvoer van rivieren die ervan afhangen verminderen. Vervuiling is het andere risico: wat met de regen de grond in sijpelt, zoals brandstof of kunstmest, kan jaren met het grondwater meereizen.

Niet al het grondwater is zoet. In de USGS-tabel is ongeveer 12 870 000 km³ grondwater zout, iets meer dan het zoete deel. Een put werkt door onder de grondwaterspiegel te reiken, zodat water uit de omringende ruimtes het gat in stroomt. Oppompen verlaagt het waterpeil rond de put in de vorm van een kegel, en veel putten die dicht bij elkaar oppompen kunnen de grondwaterspiegel in een hele regio verlagen. Vlak bij de kust ontmoet zoet grondwater dat naar zee stroomt zout water eronder, en te hard oppompen kan dat zoute water de putten in trekken.