Grunnvannet er en skjult ressurs. Det er kostbart å skaffe informasjon om grunnvann. Informasjon om grunnvann har høy samfunnsøkonomisk nytte. Grunnvannet brukes til vannforsyning og som bærekraftig energikilde for oppvarming og kjøling.
Hva er grunnvann?
Grunnvann er vann som fyller og strømmer igjennom porer og sprekker i undergrunnen. Grunnvannets overflate kalles grunnvannsspeilet og defineres som den flaten der grunnvannstrykket er lik atmosfæretrykket. I fjell vil ikke grunnvannsspeilet være en sammenhengende flate fordi vannet stort sett befinner seg i sprekker og hulrom. Under grunnvannsspeilet, i grunnvannssonen, regner man at alle hulrommene er fullstendig fylt med vann og sonen omtales ofte som mettet sone. Mellom grunnvannsspeilet og overflaten, i markvannsonen, er derimot hulrommene delvis fylt med luft og vannet befinner seg på kornoverflatene i løsmassene og på bergflatene i fjellet. Derfor kalles markvannsonen for umettet sone.
Mengden av porerom og sprekker bestemmer løsmassenes og bergartenes porøsitet. Når det er mange sprekker og hulrom er porøsiteten høy og innholdet av vann kan være stort. Porøsiteten i norske løsmasser og bergarter varierer fra nærmest null i krystalline bergarter opp til 50% i løsmasser.
Nydannelse
Nydannelse av grunnvann skjer ved at nedbør og smeltevann renner ned i bakken via den umettede sonen og ned til grunnvannsspeilet. Prosessen kalles infiltrasjon og er avhengig av løsmassenes eller berggrunnens permeabilitet. Høy permeabilitet gir økt infiltrasjon og raskere nydanning av grunnvann. I løsmasser renner vannet mellom jordpartiklene, mens i fjell er en avhengig av at sprekker eller hulrom i berget når opp til fjelloverflaten for at vann skal kunne infiltreres.
Nydannelse av grunnvann i fjellsprekker. Mest infiltrasjon skjer der fjellet er dekt med løsmasser eller der fjellet er godt oppsprukket. Illustrasjon: Sylvi Gaut/Irene Lundquist.
Nydannelse av grunnvann kan også skje gjennom innstrømning fra elver og innsjøer. Dersom fordampningen i et område er større enn nedbørsmengden vil det ikke skje nydannelse av grunnvann og grunnvannsspeilet kan ligge dypt under bakkens overflate.
Klima og geografi
I Norge endrer grunnvannsnivået seg med årstiden. I tillegg er det avhengig av hvor man befinner seg fordi klima ikke er likt i hele landet. Typiske naturlige variasjoner i grunnvannstanden i Norge er avhengig av både klima og geografisk beliggenhet.
- I lavlandsområdene oppstår det to maksima i året forårsaket av snøsmelting om våren og regn om høsten. Minimum vannstand vil inntreffe rett før snøsmeltingen og på sensommeren før høstnedbøren starter.
- I fjellområdene oppstår det vanligvis et minimum rett før snøsmeltingen starter med et påfølgende maksimum like etter at snøsmeltingen er avsluttet. Noen steder vil det også kunne observeres et lite maksimum om høsten.
- Langs kysten vil hovedsakelig nedbøren komme som regn også om vinteren. Sammen med liten teledannelse (frost i bakken) oppstår det derfor et maksimum i vinterhalvåret. Vannstanden avtar så utover våren og sommeren før den igjen begynner å stige som følge av høstnedbøren.
Naturlige variasjoner i grunnvannstand i ulike deler av Norge, utarbeidet av Lars A. Kirkhusmo, basert på data fra Landsomfattende mark- og grunnvannsnett (LGN).
Ressurs til vannforsyning
Grunnvann brukes til drikkevann, næring og industri. I Norge utgjør grunnvann cirka 15% av den samlede vannforsyningen. Cirka 10% av befolkningen har grunnvann som drikkevannskilde. Dette er veldig lite sammenlignet med flere andre land i Europa. For eksempel bruker Danmark, Østerrike og Island mer enn 95 % grunnvann til vannforsyning. Den viktigste årsaken er at vi har rikelig tilgang på rent overflatevann.
Drikkevann
På Østlandet brukes mye grunnvann i vannforsyningen fordi det er lett tilgang til grunnvann fra store akviferer i løsmasser. Store grunnvannsverk til drikkevannsforsyning fra løsmasser finner vi i Lillehammer, Hønefoss, Alta, Elverum, Fagernes, Kongsberg, Kongsvinger, Rakkestad, Rena, Vennesla, Voss og Øyer.
Ved spredt bebyggelse med små enheter og lavt kapasitetsbehov er grunnvann normalt en hygienisk sikker og økonomisk gunstig drikkevannskilde. Grunnvann er derfor en viktig ressurs i kommuner med spredt bebyggelse. I slike kommuner er derfor mesteparten (mer enn 75%) av vannforsyningen basert på lokale grunnvannsbrønner fra fjell eller løsmasser. Grunnvann i fjell benyttes som regel til små vannverk og enkelthus, med noen få unntak. Vannverkene er registrert i Vannverksregisteret (VREG) hos Folkehelseinstituttet.
Næring og industri
Grunnvann brukes i næring og industri, for eksempel til akvakultur og fiskeoppdrett, eller til kjøling i industrielle prosesser. Ved akvakultur og fiskeoppdrett (for eksempel settefiskanlegg), stilles høye kvalitetskrav til vannforsyningen gjennom året. Grunnvann i Norge har normalt relativt lite organisk stoff, høyere ionestyrke og pH enn overflatevann, i tillegg til en stabil temperatur og kvalitet gjennom året. Likevel er bruk av grunnvann til vannforsyning for fiskeoppdrett ikke uten problemer. For høyt innhold av radon, fluorid, jern og mangan er et problem i mange fjellbrønner, mens i løsmassebrønner er lav pH-verdi, lav alkalitet og for høyt jern- og manganinnhold vanlige problemer.
Lenker til: brønner til vannforsyning og grunnvannskvalitet.
Energikilde til oppvarming og kjøling
Grunnvannsressurser er også viktig som bærekraftig energikilde til oppvarming og kjøling av hus og større anlegg som skoler, kontorer og nærings- og industribygg. Den stabile temperaturen til grunnvannet året rundt gir gode muligheter for utnyttelsen av varmen og høye effektivitet for varmepumper. Energiressursen omtales ofte som grunnvarme, som er en felles betegnelse for utnyttelse av lavtemperatur termisk energi fra grunnen, utvekslet i fjell, grunnvann, løsmasser og jord. Dette er i hovedsak solenergi lagret i grunnen som hentes ut ved lave temperaturer og oppgraderes til høyere temperatur ved hjelp av en varmepumpe.
Uthenting av varmen kan skje ved pumping av grunnvann opp i såkalte åpne systemer, eller i lukkede systemer der en frostvæske sirkulerer i en lukket krets mellom varmekilden og varmepumpen.
Forholdene for utnyttelse av grunnvarme ligger vel til rette i Norge, spesielt for såkalte lukkede systemer. Dersom lokale grunnvannsforholdene gir mulighet for uttak av større mengder grunnvann, kan åpne systemer være en god mulighet.