Ondergrondse water - Wikipedia
Atmosferiese neerslag, met ander woorde, reën, hael en sneeu, is die hoof­bron van ondergrondse water. Een derde van die neerslag verdamp (water wat deur die transpirasie van plante verlore gaan); een derde vloei as riviere terug see toe; en een­ derde word stadig in die tussenkorrelruimtes en nate van die grondmantel en onderliggende rotse geabsorbeer, en is ná konsentrasie as grondwater beskikbaar. Die studie van die natuurlike verspreiding en ontginning van grondwater staan bekend as hidrologie.
1 Porositeit en deurlaatbaarheid
3 Artesiese bronne
5 Ondergrondse grotte en riviere
6 Ritmiese fonteine
Porositeit en deurlaatbaarheid
Formasies wat toeganklik is vir die insypelende water, moet poreus wees, bv., sand en sand­ steen, terwyl ander weer ontoeganklik is en as keerbank dien, byvoorbeeld klei en skalie. Die porositeit en deurlaatbaarheid van verskillende gesteentes wissel, en dit bepaal hoeveel water ondergronds opgegaar en later weer vrygestel kan word.
Ondeurlaatbare gesteentes is dig, met min porieë, en is swak genaat. Die syferende water kan nie geabsorbeer word nie. Hulle dien as keerbanke. Voor­beelde hiervan is graniet, skalie, doleriet, massiewe mergelsteen en kleibanke.
Deurlaatbare gesteentes het baie porieë en is taamlik goed genaat, gevolglik kan die water maklik daardeur dring, byvoorbeeld sandsteen, sommige vulkaniese afsettings en riviersand.
Hoogs deurlaatbare ge­steentes het 'n baie hoë persentasie holtes en nate waarin die grondwater maklik ver­samel en vrylik beweeg. Die bekendste van dié soort ge­steentes is dolomiet en kalksteen met oplosholtes en onderaardse kanale, konglomeraat en gruis­lae.
Skematiese voorstelling van 'n akwifeer
Die reënwater wat deur die grondmantel syfer, dring al hoe dieper die aardkors in totdat dit teen 'n ondeurlaatbare rots­ laag of keerbank opdam. Hierna word al die tussenkorrel­ruimtes van die gesteente bokant die keerbank met water versadig. Hierdie versadigde sone staan bekend as die freatiese sone en die boonste grens daarvan noem ons die grondwatervlak. Enige formasie met 'n hoë porositeit en deurlaatbaarheid noem ons 'n akwifeer of waterdraer. Dit dien as 'n onderaardse opgaardam. 'n Boorgat of put moet so 'n akwifeer binnedring voordat enige grondwater onttrek kan word. Die stand van die grond­watervlak is nie konstant nie, maar verskil van plek tot plek en van seisoen tot seisoen. Gewoonlik is daar 'n tydspeling tussen tye van hoë reënval en die hoogste stand van die grond­watervlak omdat die insypeling van die syferwater of vadose water taamlik stadig verloop.
Die porositeit en deurlaatbaarheid van 'n akwifeer bepaal hoeveel water in 'n sekere tydsduur daardeur kan vloei. Gewoonlik word dit gemeet in liter per uur.
'n Goeie onderaardse waterbron lewer sowat 6 m³ water per uur, met ander woorde 6 000 liter per uur.
Soms gebeur dit dat deurlaatbare rotse deur geologiese prosesse in 'n groot kom vervorm is, en die insypelende water af­waarts beweeg al langs die helling van die rotslaag. Indien hierdie onderaardse kom 'n ondeurlaatbare dekmantel bereik, sal die grondwater nie natuurlikerwys as 'n fontein uitkom nie, maar sal dit opdam en terselfdertyd hidrostatiese druk uitoefen. Sodra 'n boorgat deur hierdie ondeurlaat­bare deklaag geboor word, en die vlak van die bek van die boorgat baie laer as die stand van die water in die akwifeer is, sal die onder­grondse water by die boorgat uitborrel. So 'n boorgat noem ons 'n artesiese bron omdat ons oudste kennis (1126 n.C.) van spuitwater uit boorgate uit die provinsie Artois in Frankryk kom.
Sulke artesiese komme kom ook in Suid-Afrika voor. Die bekendstes is in die Klein Karoo. Hier dien die sandsteenhorisonne as akwifeer, terwyl die digter skalies die boonste en onderste keerbanke vorm. In Suidwes-Afrika is die artesiese kom Auob 'n welvarende landboudistrik op die grens van die Kalahari-woestyn.
'n Fontein by die klooster van Santa María de Bujedo de Candepajares
Dit is opmerklik dat fonteine meestal in klowe en teen berghange voorkom. Die rede daarvoor is dat die grondwatervlak en die aard­oppervlak mekaar vanweë die rotsstruktuur ontmoet, en sodoende fonteine vorm.
Daar is baie soorte fonteine en hulle kry hul name afhangende van hul verspreiding en ontstaanswyse. So kry 'n mens 'n valleifontein of rivier-oog indien die valleivloer op 'n spesifieke punt laer as die omliggende grondwatervlak is. Soms is die keerbank na boontoe gekrom om 'n ondergrondse kom te vorm, en fonteine wat só ontstaan, word oorstromings­fonteine genoem. 'n Kontakfontein ontstaan waar die kontak tussen die akwifer en die onderste keerbank blootgestel is. Versperringsfonteine word al langs geologiese strukture (breuke en indringingsgange) gevind wat dan as keerbank dien. Ná swaar reëns ontstaan syferfonteine dikwels aan die voetenent van rotspuin­mantels.
Uit die aard van 'n fontein se ontstaanswyse is dit verstaanbaar dat fonteine tydens langdurige droogtes verswak en selfs opdroog. Die akwifeer moet gereeld nuwe water kry om die grond­ watervlak op 'n konstante hoogte te hou.
Warmbronne word gevoed deur grondwater wat relatief diep in die aardkors langs oop nate in die akwifeer gesirkuleer het. (Hoe dieper 'n mens die aardkors binnedring, hoe warmer word dit.) Sulke fonteine het gewoonlik meer soute en minerale in oplossing as gewone kouewaterfonteine.
Ondergrondse grotte en riviere
Vanweë die koolsuurgas in die atmosfeer is reënwater effens suur en dit kan gevolglik dolomiet en kalksteen baie stadig oplos. Dit is waarom die unieke verskynsel van oplosholtes, doolhowe van kanale en ondergrondse riviere slegs in kalk­ryke en dolomietiese formasies voorkom. Aanvanklik vind net oplossing langs nate plaas, maar later help die meganiese erosie van vloeiende strome om die kanale te vergroot tot uiteindelik magtige ondergrondse riviere. Namate hierdie proses voortgaan, mond van die riviere naderhand op die aardoppervlak uit en sommige kamers en grotte word drooggelê. Omdat die grotte ondergronds is, is die mure nat en verdamping vind baie stadig plaas. Hierdie water is met kalk (kalsiumkarbonaat) versadig. Die langdurige gedrup van die kalkversadigde water veroorsaak die afsetting van sekondêre kalkformasies in die vorm van kalkpilare en -gordyne, tesame met meer komplekse vorms. So vorm stalaktiete wat van die dak hang en stalagmiete wat van die grond af boontoe groei. Die wêreldberoemde Kango-grotte naby Oudtshoorn, wat die Swartberge 'n hele paar kilometer binnedring, kom voor in die dolomietiese Kango-formasie.
Dikwels gebeur dit dat die onderaardse riviere te na aan die oppervlak kom en met verdere ondergrawing val die dak dan in om 'n sinkgat te vorm. Die deursnit van sinkgate wissel van 'n enkele meter tot 200 meter. Sinkgate is volop in die dolomitiese formasies van Transvaal, die Ghaap­-plato en die Otavibergland. Wanneer daar oor 'n lang tydperk 'n menigte sinkgate vorm en sodoende 'n ruwe landskap geskep word, praat ons van 'n karstlandskap.
Gewoonlik vloei ondergrondse riviere taamlik konstant, en die sterk fonteine wat hul herkoms in kalkformasies het, het as beginpunt vir baie nedersettings gedien. Sommige fonteine het egter ritmiese uitvloeiings getoon. Niemand kon die verskynsel in die ou dae verklaar nie, en party mense het die water as heilig beskou en dit aanbid. Vandag weet ons egter van beter. Die meganisme is een van hewelaksie, wat 'n groter onderaardse grot ritmies leeglei nadat die watervlak deur stadige standhoudende invloeiing 'n kritiese vlak bereik het. 'n Klassieke voorbeeld daarvan is die Timavo-river naby San Canziano in Noord-Italië.