Grunnvannsstrømning

Grunnvannsstrømmen bestemmes generelt av massenes permeabilitet og grunnvannsspeilets helning. Vannet strømmer fra høyere til lavere trykk i de åpne hulrommene mellom kornene i løsmassene eller i sprekkene i fjellet.
Artesisk brønn ved Christiansands bryggeri i 1930. Foto: Gunnar Holmsen (NGU-foto)

Permeabiliteten og dermed grunnvannsstrømning i løsmasser er avhengig av løsmassetype, sorteringsgrad og hvor hardt løsmassene er pakket sammen. Løst pakket, godt sortert grus og sand har relativt stor kornstørrelse med mange store og sammenhengende hulrom og dermed god permeabilitet. Silt og leire har derimot liten kornstørrelse og kornene er gjerne pakket tett sammen noe som gir dårlig permeabilitet. Usortert materiale vil også gi dårlig permeabilitet fordi de små jordpartiklene fyller ut hulrommene mellom de store kornene. Med unntak av sandstein og kalkbergarter (karst) forårsakes bergartenes permeabilitet av sprekker i bergarten.

Utstrømnings- og innstrømningsområder

Fordi grunnvannet ved hjelp av gravitasjonen strømmer fra høyere til lavere trykknivå, kan landskapet i Norge deles inn i innstrømningsområder og utstrømningsområder. Innstrømning (infiltrasjon) vil skje på åsrygger og flater, mens eksempler på utstrømningsområder er myrer og kilder/oppkommer.
 

Grunnvannsstrømning fra høyere til lavere trykknivå med innstrømnings- og utstrømningsområder (Etter Grip og Rodhe, 1988)

 

Grunnvannets bidrag til overflatevannskilder

Der grunnvannet er i kontakt med vassdragene vil det skje en toveis kommunikasjon. Det vil si at grunnvannet både mates av og mater elver og innsjøer. Hvilken vei prosessen foregår, vil være avhengig av grunnvannsnivået og vannføringen i vassdragene. I perioder med lite nedbør (regn) og overflateavrenning er grunnvannet den viktigste bidragsyteren til vannføringen i vassdragene.

Resultater fra NVE-prosjektet Miljøbasert vannføring viser at grunnvannsbidraget kan utgjøre 40-100% av det totale avløpet i lavvannsperioder om vinteren og/eller sensommeren (f.eks. Arnekleiv et al., 2012; Størset, 2012).
 

Interaksjon grunnvann og overflatevann. A = elv som drenerer grunnvann, B = elv som mater grunnvann, C = elv som mater grunnvann, men ikke er i direkte kontakt med grunnvannsspeilet. 1 = grunnvannsspeilet; 2 = umettet sone; 3 = mettet sone; 4 = strømningsretning (USGS, via Wikimedia Commons).

Grunnvannsinnstrømningen til vassdragene har positiv effekt blant annet for fisken. Områder med grunnvannstilsig gjør det mulig for laksefisk å gyte på steder der vannet normalt ville ha vært for stillestående til at eggene ville overlevd. Tilsiget av grunn­vann skaper derimot strømning slik at finstoff ikke sedimenterer oppå eggene. Elver med stort grunnvannstilsig vil også ha økt vinterproduksjon, det vil si at fisk og andre som lever i elva også vokser om vinteren fordi temperaturen er stabil gjennom året. Et eksempel på en slik elv er Risa ved Eidsvoll, som får mesteparten av sitt vann matet fra grunnvannsmagasinet i Gardermoen­deltaet.

Mengden grunnvann i bakken er også avgjørende i forhold til flom. Er bakken nærmest mettet med vann, det vil si at grunnvannsspeilet er nært overflaten, øker sjansen for flom ved nedbør og snøsmelting fordi bakken ikke klarer å ta imot alt vannet som kommer.