Geohydrologie

Geohydrologie is het vakgebied dat zich bezighoudt met de stroming van grondwater door watervoerende en waterscheidende lagen in de bodem.  Grondwaterstroming, kwel en wegzijging Grondwater stroomt van plaatsen of bodemlagen met een hoge druk naar plaatsen met een lage druk, via de weg van de minste weerstand. De grondwaterstroming is te berekenen met behulp van de wet van Darcy. Het grondwater in de watervoerende pakketten en het freatisch grondwater   stroomt voornamelijk horizontaal. Afhankelijk van de drukverschillen in de afzonderlijke watervoerende lagen én de weerstand van de slecht doorlatende lagen stroomt grondwater ook verticaal, door de slecht doorlatende lagen heen. Wanneer de stijghoogte/waterdruk onder de slecht doorlatende laag hoger is dan de grondwaterstand in de bovenste laag, treedt kwel op (figuur A, links). Als de grondwaterstand hoger is dan de stijghoogte onder de slecht doorlatende laag, infiltreert het water (wegzijging) (figuur A, rechts).  Figuur A Kwel en wegzijging Vergroot afbeelding Grondwater stroomt (zeer) langzaam door de grond. De reistijden van grondwater kunnen aanzienlijk verschillen, van dagen tot (tientallen) jaren tot duizenden jaren (zie figuur B). Figuur B Grondwaterstroming en reistijden van grondwater Vergroot afbeelding Freatisch grondwater en spanningswater Grondwater is het water dat zich in de bodem tussen de gronddeeltjes bevindt. Het is te onderscheiden in freatisch grondwater met aandacht voor de schijngrondwaterstand, spanningswater  en artesisch grondwater  . Een toelichting op deze begrippen treft u hieronder aan (zie ook onderstaande figuur).  Figuur C Artesisch grondwater Vergroot afbeelding Freatisch grondwater Wanneer er een gat in de grond wordt gemaakt dat reikt tot in de verzadigde zone, dan vult dit gat zich gedeeltelijk met grondwater. De hoogte hiervan is de grondwaterstand. Dit niveau noemen we ook wel de grondwaterspiegel of het freatisch vlak. De grondwaterstand kan daarbij uitgedrukt worden als diepte ten opzichte van het maaiveld of als hoogte ten opzichte van het NAP. Vanaf de grondwaterspiegel en dieper is sprake van grondwater (in de verzadigde zone), daarboven is sprake van bodemvocht (in de onverzadigde zone). Schijngrondwaterstand In zandgronden met klei- en leemlenzen kan lokaal sprake zijn van een schijngrondwaterspiegel boven het freatische grondwaterpeil. Een lokaal slecht doorlatende laag (een kleilens of een leemlens) houdt dan het wegzijgende grondwater tegen. Onder deze slecht doorlatende klei- of leemlens bevindt zich dan weer een onverzadigde zone tot aan de werkelijke grondwaterspiegel, zie onderstaande figuur. Voor meer informatie over klei- en leemlenzen, zie de pagina over geologie, watervoerende en waterscheidende grondlagen. Spanningswater en artesisch grondwater Het grondwater in een watervoerend pakket dat aan de boven- en onderzijde afgesloten is door een slecht doorlatende laag heeft een bepaalde druk. Deze druk noemen we de stijghoogte van het grondwater. De stijghoogte geeft aan tot hoever het grondwater zou stijgen als de bovenkant van het watervoerende pakket niet zou zijn afgesloten met een slecht doorlatende laag.  Als de stijghoogte hoger is dan de bovenzijde van het watervoerende pakket, dus als de stijghoogte reikt tot in of boven de bovenliggende slecht doorlatende laag, is sprake van spanningswater. Als er geen sprake is van een slecht doorlatende laag boven het watervoerende pakket, dan is de stijghoogte gelijk aan de freatische grondwaterstand. Als grondwater in een dieper watervoerend pakket een hogere stijghoogte heeft dan het freatisch grondwater, is sprake van een opwaartse grondwaterstroming (kwel, zie figuur A). Als de stijghoogte hoger is dan het maaiveld, is sprake van artesisch grondwater. Een bekend gebied met artesisch grondwater is de Gelderse Vallei (tussen de Utrechtse Heuvelrug en de Veluwe).