Grundvattenflöden

Grundvattenflöden beskriver rörelsen av vatten genom jord- och berggrund under markytan. Rörelsen drivs av skillnader i hydraulisk gradient mellan olika punkter och av materialets permeabilitet. I porösa medier följs flödet ofta av Darcy's lag: q = -K ∇h, där q är flödeshastigheten per enhetsarea, K den hydrauliska konduktiviteten och ∇h den hydrauliska gradienten. Flödet är vanligtvis mycket långsammare än ytvatten och påverkas av porositet, geologisk struktur samt anisotropi i materialet.

Flödena uppträder i olika system beroende på geologi och skala: lokala, intermediära och regionala. Lokala flöden kopplar rechargeområden till närliggande ytvatten, medan regionala flöden verkar över stora geologiska enheter. Flödesbanor styrs av infiltration (recharge) och avflöde till ytvatten, och tidskonstanterna kan variera från dagar till tusentals år.

Undersökningar av grundvattenflöden görs med fältmätningar och provtagning. Piezometrar används för att bestämma vattennivåer, pumpningstester för hydrauliska konduktiviteter och gradienter, samt spår- och konduktivitetsprov för transportegenskaper. Modeller byggs ofta med grundvattenflödesekvationen och löses numeriskt, exempelvis med finite-difference- eller finite-elementmetoder. Vanliga mjukvaror inkluderar MODFLOW.

Betydelse. Grundvattenflöden är centrala för vattenförsörjning och miljöskydd. De bestämmer hur vatten och föroreningar rör sig i underjorden och hur ytvattendrag får basflöde. Överuttag, landhöjning och saltvattenintrång kan förändra flödena och vattenkvaliteten under lång tid. Förvaltning av grundvatten kräver kunskap om flödesramverk, skydd av infiltrationsområden och noggrann övervakning av hur mänskliga åtgärder påverkar underjordiska vattenrörelser.