Acviferele sunt straturi subterane de rocă care sunt saturate cu apă subterană. Acviferul poate fi poros și permeabil și include calcar rupt, praf, pietriș și nisip. Hidrogeologia este studiul caracterizării acviferului și a debitului apei în acvifer. Pietrele fracturate, cum ar fi basaltele coloanale, fac un acvifer mare. Un acvifer nu este un râu subteran, ci un strat poros de pietre. Acviferele variază în profunzime, iar cele mai apropiate de stratul superior, care este folosit în cea mai mare parte pentru irigații și alimentarea cu apă, sunt completate de apa de ploaie. Unele acvifere sunt supraexploatate de localnici, cum ar fi acviferele de-a lungul coastei țărilor precum Israel și Libia. Utilizarea sporită poate reduce masa de apă și contaminarea apelor subterane cu apă sărată din ocean. În 2013 au fost descoperite multe acvifere de apă dulce în Africa de Sud, China, Australia și America de Nord, care conțin peste jumătate de milion de kilometri cubi de apă salină scăzută.
Diferența dintre acviferele saturate și cele nesaturate
Deși acviferele nu au apă dulce, apa subterană este prezentă în toate substraturile superficiale de pe Pământ. Suprafața pământului este împărțită în două zone, zona nesaturată sau zona de vadose care este plină de buzunare de aer umplut cu puțină apă și zona freatică sau zona saturată care are spații umplute cu apă. În zonele saturate, presiunea apei este de obicei mai mare decât presiunea atmosferică. Masa de apă reprezintă un punct în care presiunea apei este egală cu presiunea atmosferică. Zonele nesaturate apar întotdeauna pe masa de apă unde capul de presiune este negativ, iar apa care umple porii materialului aqua este sub aspirație. În regiunea nesaturată, apa este menținută de o forță adezivă de suprafață și se ridică peste masa de apă prin acțiunea capilară, pentru a satura zona mai mică deasupra zonei saturate printr-un proces numit saturație de tensiune. Apa prezentă în capilar se reduce cu creșterea distanței față de regiunea saturată. Presiunea în capilară depinde de mărimea porilor solului. Capul capilar este mai puțin în sol nisipos decât în solul de lut care are pori mai mici.
Diferența dintre acvarieri și acvifere
Acviferele sunt zonele saturate ale sub-suprafeței care produce o cantitate rezonabilă de apă pentru izvoare și puțuri. Aquitard este zona din crustă care împiedică scurgerea apei de la un acvifer la altul. Un acvariu este alcătuit din roci sau argile neporoase, care au o conductivitate hidraulică scăzută. Un acvariu impermeabil este numit acvifuge sau acviciu. În regiunile muntoase, acviferele sunt aluviuni neconsolidate formate din straturi orizontale compuse din numeroase materiale depozitate pe apă. În secțiune transversală, aluvionul arată ca un strat alternativ de materiale grosiere și fină.
Aclifere închise
Există două tipuri de acvifere, acviferul neconfined și cel închis cu un strat semi-închis între cele două. Acviferul neconfocat este denumit și straturi freatice, deoarece stratul superior se află pe suprafața freatică. De obicei, toate acviferele superficiale sunt neconfined, ceea ce înseamnă că nu are stratul limitator. Un pached este apa subterană care se acumulează deasupra straturilor. Un acvifer păianjen și neconfocat sunt similare, singura diferență dintre ele fiind dimensiunea lor; peached sunt mult mai mici. Acviferele izolate sunt cele suprapuse de un strat limitator. Stratul de îngrădire protejează acviferul de contaminarea de suprafață.
Un test de acvifere poate fi folosit pentru a diferenția acviferul limitat de cel neconfined. Cele închise au valori mai mici de storație, ceea ce înseamnă că acest strat stochează apa folosind mecanismele de extindere a stratului de acvifere și compresibilitatea apei. Valoarea storativității unei zone neclare este de peste 0.01% ceea ce înseamnă că ele ajută la eliberarea apei stocate.
Sursa apelor subterane
Apele subterane există în râurile subterane formate, de obicei, în peșteri în care apa poate curge liber. Aceste râuri se formează în regiunile de calcar erodate numite topografia de carstă, care reprezintă un procent mic de crustă. Spațiile poroase de roci sunt, de obicei, umplute cu apă care este pompată pentru utilizare municipală, agricolă sau industrială. O unitate de piatră fracturată cu porozitate scăzută poate crea un acvifer sigur, cu condiția să aibă o conductivitate hidraulică suficientă pentru a ajuta la mișcarea apei. Porozitatea este crucială, dar fără conductivitate hidraulică, o stâncă nu poate fi o acvifer. Pietrele din capcanele Deccan din vestul și centrul Indiei au o porozitate ridicată, cu permeabilitate scăzută, ceea ce face ca aceste pietre să fie acoperite de acvifere slabe. Creta micro-poroasă din sud-estul Angliei are o permeabilitate scăzută și porozitate ridicată. Procesul de fisurare și micro-fracturare pe care le traversează îi conferă proprietățile extraordinare de producere a apei.
Exploatarea umană a acviferelor
Un procent mare din terenul de pe pământ are unele subunități sub acestea la o adâncime semnificativă, iar aceste acvifere se epuizează foarte rar de populația umană care trăiește în regiune. Acviferele de apă dulce, reîncărcate de ploaie sau zăpadă, numite și ape meteorice, sunt supraexploatate și pot atrage apă sărată din corpurile de apă de suprafață sau din acvifere conexe. Scăderea apelor subterane este o problemă semnificativă, în special în zonele în care se efectuează pompare excesivă sau în regiunile de coastă. În alte locuri, apa poate fi contaminată de numeroase otrăvuri minerale, cum ar fi arsenicul. În zonele aride, oamenii folosesc acvifere adânci pentru irigații și scopuri industriale. Numeroase sate și orașe mari își trag apa din puțuri în acvifere. Acviferele sunt esențiale în agricultură și așezări umane. Fântâni mari oferă rețele industriale, municipale și industriale de apă. Numeroase puțuri dintr-o sursă de apă cunoscută sub denumirea de câmpuri de bine trag apa din acviferele neconfidente și limitate. Utilizarea apei din acvifere adânci protejează apa subterană împotriva contaminării. Alte puțuri numite sonde de colectare induc infiltrarea apei de suprafață din râuri.
Acviferele care asigură apă dulce durabilă orașelor și, de asemenea, apă pentru irigare sunt aproape de pământ și sunt reîncărcate de râuri și de apa meteorică care intră în acvifere prin intermediul materialelor nesaturate. Acviferele fosile oferă apă potabilă în multe zone urbane. În Libia, cel mai mare râu fabricat de om a pompat apele subterane din acviferele din Sahara către toate orașele populate din țară. Proiectul de mare râu ar fi putut să salveze statul mulți bani, dar acviferele vor fi uscate în mai puțin de o sută de ani.
