Hvordan dannes grundvand

Vi ved alle sammen godt at når det regner bliver jorden våd, men efter et stykke tid forsvinder vandet igen. Vi har lige fundet ud af, at noget af vandet strømmer langs overfladen ud i åer og søer. Størstedelen af vandet vil dog sive ned i jorden. Her bliver en del til grundvand, men noget vil kun nå til planternes rodzone hvorfra det opfanges af planternes rødder og sendes tilbage op i luften gennem bladene. Noget af vandet bindes af det organiske materiale i jorden og bliver i det øverste lag, men det vand der slipper forbi rodzonen og fortsætter ned igennem mellemrummene mellem jordpartikler og mineralkorn vil efter noget tid nå til den zone der kaldes den mættede zone.

Den mættede zone er det område i undergrunden hvor alle mellemrummene mellem jordpartiklerne er fyldt med vand. Over denne zone, er mange af hulrummene fyldt med luft. Denne zone kaldes derfor den umættede zone. Vandet der ligger i den mættede zone opfører sig mere som en sammenhængende vandmasse, da vandet her kan strømme både sidelæns, ind i mellem også opad, hvorimod at vandet i den umættede zone kun siver nedad.

Når vandet når den mættede zone, kan vi kalde det for grundvand. Den linje, der skiller den mættede zone fra den umættede zone kaldes grundvandsspejlet. Denne linje er dog sjældent helt lige, den har ’bakker og dale’, der for det meste følger terrænets form. Grundvandspejlet bliver også påvirket af de forskellige jordlag, da grundvandet bevæger sig forskelligt gennem ler- og sandjord.

Mellem den mættede og den umættede zone findes der en overgangzone, som kaldes kapillarzonen. I dette hulrum hæves en del af grundvandet op over grundvandszonen igen. Dette skyldes det der kaldes kapillærkræfterne, der gør at hvis en passage mellem porerummene bliver tilstrækkelig smal, vil vandet blive suget op til kapillarzonen. Dette sker grundet et samspil mellem vandmolekylernes binding til hinanden og deres binding til jordpartiklerne som danner porerummet. Herved kan vandet ’trække sig selv opad’ imod tyngdekraften. Jo mindre et porrerum er, desto større virkning har kapillærkræfterne.  Kapillarzonen er ofte højere i lerjorde end i sandjorde, da porerummene er mindre i lerjorde, hvilket betyder, at kapillærkræfterne er større. 

Grundvand i to niveauer

Mange tror at grundvandet ligger i samme område i jorden, men i virkeligheden findes der to typer af grundvand, som ikke ligger lige dybt, selvom de begge ligger i den mættede zone. De to typer af grundvand der findes, er terræn-nært grundvand og dybt grundvand. Det vand som ligger øverst i den mættede zone, som rammer et dræn i form af en sø, et vandløb eller måske en utæt kloak eller andet, vil blive ført hurtigere tilbage havet og her starte forfra, hvor det først fordamper og derefter falder som regn og dermed igen kan opnå status som grundvand igen. Dette vand kaldes for terrænnært grundvand.

Det vand der derimod ikke rammer et dræn, vil fortsætte med at sive nedad, afhængig af tyngdekraften, landskabets hældning og de trykforskelle der opstår i jorden. Denne proces vil variere i tid, da vandet undervejs vil støde på forskellige jordlag. Disse lag kan både forsinke nedsivningen men også forkorte processen. Hvis undergrunden er fyldt med sand eller grus går det meget hurtigt, men hvis undergrunden er fyldt med ler, vil det tage noget længere tid. Når vandet er nået hertil, kaldes det for dybt grundvand. På dette stadie kan grundvandet dog også møde en drikkevandsboring, der gør at vandet pumpes op igen og på den måde starter det forfra i sin cyklus.  

Grundbegreber

Mættet zone: Det lag af undergrunden, hvor alle hulrum mellem jordpartiklerne er fyldt med vand.

Umættet zone: Det lag af undergrunden, hvor de fleste hulrum mellem jordpartiklerne ikke er fyldt med vand.

Grundvandsspejl: Grænsen mellem den mættede og den umættede zone.

Kapillarkræfter: Kræfter, der påvirker en væske i smalle passager, f.eks. i mellemrummene mellem de forskellige jordpartikler. De opstår på grund af den måde vandmolekylder hænger sammen med hinanden, samt måden hvorpå vandet klistrer til de jordpartikler, som danner væggen af passagerne ned igennem jorden. Kapillarkræfter gør, at grundvandet kan bevæge sig mod tyngdekræften op over grundvandsspejlet igen.

Kapillarzone: Laget mellem den mættede og den umættede zone, hvor kapillarkræfterne trækker noget af vandet fra grundvandsmagasinet op over grundvandsspejlet igen. Dette lag er højere i lerjord end i sandjord.