Aquifer (watervoerende laag): definitie, typen en grondwaterwinning

Leer wat een aquifer (watervoerende laag) is, ontdek typen en methoden voor grondwaterwinning — praktische gids voor hydrogeologie en duurzaam waterbeheer.

Schrijver: Leandro Alegsa

Een aquifer is een ondergrondse laag waarvan het materiaal water bevat. Dat kan minder vast materiaal zijn zoals zand, grind, klei of slib, maar het kan ook gesteente zijn, zolang het gesteente water toelaat (dat betekent dat het waterhoudend is). Uit dergelijke lagen kan met behulp van een put op zinvolle wijze grondwater worden gewonnen. De studie van de waterstroming in watervoerende lagen en de karakterisering van watervoerende lagen wordt hydrogeologie genoemd.

 

Belangrijke eigenschappen van aquifers

  • Porositeit: het volume aan open ruimte in het gesteente of sediment dat water kan bevatten. Hoge porositeit betekent meer opslagcapaciteit.
  • Permeabiliteit (of doorlatendheid): de mogelijkheid van de laag om water te laten stromen. Materialen zoals grind en grof zand zijn zeer permeabel; klei is slecht doorlatend.
  • Transmissiviteit: de mate waarin een aquifer water horizontaal kan transporteren over een bepaalde dikte. Dit is belangrijk voor berekeningen van opbrengst van bronnen en putten.
  • Storativity (opslagcoëfficiënt): de hoeveelheid water die bij een verandering in druk uit de aquifer kan worden vrijgemaakt of opgeslagen. Vooral relevant bij onder druk staande (geconfineerde) aquifers.

Typen watervoerende lagen

  • Ongeconfineerde (natuurlijke) aquifer: de bovenkant is een vrije grondwaterspiegel; water kan direct in de laag infiltreren vanaf het landoppervlak. De grondwaterspiegel reageert relatief snel op regenval.
  • Geconfineerde aquifer: ligt tussen twee minder doorlaatbare lagen (bijv. kleilaag). Het grondwater staat er vaak onder druk; bij voldoende druk kan een put zelfs spontaan opboren (artesische bron).
  • Semi-geconfineerde (leaky) aquifer: wordt deels begrensd door lagen met beperkte doorlatendheid waardoor langzamere uitwisseling plaatsvindt.
  • Perched (verheven) aquifer: geïsoleerde zone van watervoerende materialen boven een ondoorlatende laag, vaak lokaal en klein van omvang.
  • Karst- en gebarsten gesteente-aquifers: in kalk- of dolomietgebieden of in verweerd gesteente verlopen stromingen via spleten en grotten. Deze aquifers kunnen grote hoeveelheden water snel transporteren en zijn erg gevoelig voor vervuiling.

Infiltratie, aanvulling en afvoer

Een aquifer wordt aangevuld door infiltratie van regenwater, smeltwater en oppervlaktewater (bijvoorbeeld beken die in de ondergrond wegzakken). Afvoer vindt plaats via bronnen, rivierzones die door grondwater gevoed worden, of via bemaling door putten. De balans tussen aanvulling en onttrekking bepaalt de grondwaterstanden en de duurzaamheid van het gebruik.

Winning en duurzaam gebruik

  • Putten en bronnen: grondwaterwinning gebeurt met putten of door natuurlijke bronnen. De opbrengst hangt af van transmissiviteit en lokale hydrogeologische omstandigheden.
  • Duurzaam oppompen: houdt rekening met de natuurlijke aanvulling. Te veel pompen kan leiden tot dalende grondwaterspiegels, uitputting van bronnen, verzilting in kustgebieden en daling van grond (inklinking).
  • Herstelmaatregelen: kunstmatige infiltratie (bijv. infiltratiebekkens), hergebruik van gezuiverd afvalwater en gerichte waterbesparing helpen de balans te herstellen.

Risico’s en vervuiling

Aquifers zijn kwetsbaar voor verschillende vervuilingsbronnen, zoals landbouwgiffen (nitraten, pesticiden), industrieële lozingen, lekken van ondergrondse tanks, zoutindringing aan de kust en slecht beheerde stortplaatsen. Vooral ondiepe en karst-aquifers reageren snel op verontreiniging omdat vervuilende stoffen weinig worden gefilterd in snel stromende systemen.

Beschermingsmaatregelen omvatten:

  • vaststellen van beschermingszones rond bronnen en putten;
  • beperking van risicovolle activiteiten boven kwetsbare aquifers;
  • monitoring van kwaliteit en kwantiteit met peilbuizen en monsters;
  • saneringstechnieken zoals pomp-en-behandel, in-situ biologische afbraak of permeabele reactivatie barrières waar nodig.

Monitoring, beheer en juridische aspecten

Effectief beheer van aquifers vergt regelmatig meten van grondwaterstanden, chemische analyse van monsters en het opstellen van regionale grondwatermodellen om consequenties van winacties te voorspellen. Veel landen hebben vergunningstelsels, waterrechten en beschermingsplannen om overexploitatie en vervuiling tegen te gaan.

Toepassingen en milieuwaarde

  • Drinkwatervoorziening: veel gemeenten en plattelandsgebieden zijn afhankelijk van grondwater.
  • Irrigatie en industrie: aquifers leveren water voor landbouw en productieprocessen.
  • Ecologische functies: grondwater voedt wetlands en beken en speelt een rol in ecosystemen.

Praktische tips voor gebruikers

  • laat periodiek de waterkwaliteit van particuliere putten controleren;
  • vermijd opslag van gevaarlijke stoffen in de buurt van bemalingsgebieden;
  • gebruik waterbesparende technieken om de druk op aquifers te verminderen;
  • overleg met lokale waterbeheerinstanties bij plannen voor nieuwe onttrekkingen.

Samengevat: een aquifer is essentieel voor watervoorziening en ecosystemen, maar vraagt om zorgvuldig beheer om de kwaliteit en kwantiteit op lange termijn te waarborgen.

Typische aquifer dwarsdoorsnede  Zoom
Typische aquifer dwarsdoorsnede  

Grondwater in rotsformaties

Grondwater kan voorkomen in ondergrondse rivieren (bv. grotten waar het water vrij ondergronds stroomt). Dit kan voorkomen in geërodeerde kalksteengebieden, bekend als karsttopografie, die slechts een klein percentage van het aardoppervlak uitmaken. Gebruikelijker is dat de poriën van rotsen in de ondergrond gewoon verzadigd zijn met water - zoals een keukenspons - dat kan worden weggepompt voor landbouw-, industrieel of gemeentelijk gebruik.

Als een gesteente met een lage porositeit sterk gebroken is, kan het een goede aquifer vormen (via fissuurstroming), als het water er doorheen kan. Poreusheid is belangrijk, maar alleen maakt het nog geen watervoerende laag. De Deccan Traps (een vloed basaltlava) in west centraal India zijn goede voorbeelden van gesteente met een hoge porositeit maar een lage permeabiliteit, dus zijn het slechte aquifers. Het krijt (uit het Boven-Krijt) in Zuidoost-Engeland heeft een redelijk hoge porositeit, maar een lage permeabiliteit van korrel tot korrel. Veel van de goede wateropbrengsten zijn te danken aan microbreuken en fissurering.

 

Voorbeelden

  • Het Grote Artesische Bekken in Australië is waarschijnlijk de grootste grondwaterlaag ter wereld. (meer dan 1,7 miljoen km²). Het speelt een grote rol in de watervoorziening van Queensland en afgelegen delen van Zuid-Australië.
  • De Guarani-watervoerende laag met een oppervlakte van 1,2 miljoen km² wordt gedeeld door Brazilië, Argentinië, Paraguay en Uruguay.
  • De Ogallala Aquifer in het midden van de Verenigde Staten is een van 's werelds grootste watervoerende lagen. Het ligt onder delen van acht staten en bevat voornamelijk fossiel water uit de tijd van de laatste ijstijd. De jaarlijkse aanvulling, in de meer droge delen van de aquifer, wordt geschat op slechts 10% van de jaarlijkse onttrekking.
  • Het Nubian Sandstone Aquifer System (NSAS) is het grootste bekende fossiele watervoerende systeem ter wereld.
 

Exploitatie

Aquifers kunnen op verschillende diepten voorkomen. Dichter bij de oppervlakte gelegen watervoerende lagen hebben niet alleen meer kans om te worden geëxploiteerd voor watervoorziening en irrigatie, maar ook om te worden aangevuld door de plaatselijke regenval. Veel woestijngebieden hebben kalksteenheuvels of -bergen in hun midden of in de buurt, die als grondwatervoorraden kunnen worden geëxploiteerd. Als er meer water wordt onttrokken dan er weer in komt spreekt men van overoogsten. Langs de kusten van bepaalde landen, zoals Libië en Israël, heeft de bevolkingsgroei geleid tot overbevolking, waardoor het grondwaterpeil is gedaald en het grondwater vervolgens is verontreinigd met zout water uit de zee (saline intrusions). In deze gevallen bevat de aquifer brak water.

Wanneer water uit de grond sijpelt (langzaam komt), wordt het een seep of "bron(nen)" genoemd. Het betekent meestal dat er een aquifer onder de grond zit.

 

Vragen en antwoorden

V: Wat is een aquifer?


A: Een aquifer is een ondergrondse laag die water bevat.

V: Van wat voor soort materialen kan een aquifer gemaakt zijn?


A: Een aquifer kan gemaakt zijn van minder vaste materialen zoals zand, grind, klei of slib, of van rots, zolang er maar water doorheen kan stromen.

V: Hoe kan grondwater aan een aquifer onttrokken worden?


A: Grondwater kan met behulp van een put uit een aquifer gehaald worden.

V: Hoe wordt de studie van waterstroming in aquifers genoemd?


A: De studie van waterstroming in aquifers wordt hydrogeologie genoemd.

V: Definieer hydrogeologie.
A: Hydrogeologie is de studie van de beweging, het voorkomen en de verspreiding van grondwater in ondergrondse watervoerende lagen.

V: Wat betekent het voor een gesteente om waterhoudend te zijn?


A: Een gesteente wordt als waterhoudend beschouwd als er water doorheen kan sijpelen.

V: Hoe wordt een aquifer gekarakteriseerd?


A: Een aquifer wordt gekarakteriseerd door middel van hydrogeologie, waarbij de beweging, het voorkomen en de verspreiding van grondwater wordt bestudeerd.


Zoek in de encyclopedie
AlegsaOnline.com - 2020 / 2025 - License CC3