Vattenbalans och vattnets kretslopp

Hydrologi är läran om vattnet på jordens landområden - dess förekomst, fördelning, egenskaper och inte minst kretslopp. Det hydrologiska kretsloppet omfattar vattnets cirkulation mellan hav, atmosfär och landområden.

Energi från solen

Vattnets kretslopp drivs av solens energi.  När solen värmer upp vatten bildas vattenånga, det avdunstar. Vatten som avdunstar från öppna ytor kallas evaporation och när vatten avdunstar via växternas klyvöppningar kallas det för transpiration. Ett sammanfattande namn på dessa två processer är evapotranspiration.

Störst avdunstning sker under sommaren när det är som varmast i luften medan avdunstningen är som lägst under vintern.

Avdunstningen styrs av meteorologiska förhållanden. Till exempel ökar avdunstningen ju torrare luften är och ju blåsigare det är. Dessutom styrs den av hur mycket vatten som finns tillgängligt i marken samt i sjöar och vattendrag.

Bildande av moln ger nederbörd...

När vattenångan stiger upp i atmosfären kyls den av och bildar små vattendroppar, den kondenserar. När vattendropparna blivit så stora och tunga att de inte längre kan hålla sig kvar faller de ner som regn eller snö beroende på temperaturen.

En del av den nederbörd som hamnar på öppna ytor avdunstar igen. Den del av nederbörden som fastnar på vegetationen och som aldrig når marken kallas interception.
 

... som landar på marken

Vattnet som når marken eller den snö som smälter tränger ner i marken. Denna process kallas infiltration.

Hur mycket och hur snabbt vattnet tränger ner i marken beror på markens förmåga att ta emot vatten, dess infiltrationskapacitet. Vilken infiltrationskapacitet marken har beror på tryckkrafter, gravitation och jordens struktur och kornstorlek. Exempelvis är infiltrationen större i en sandjord än i en lerjord.

Om nederbördsmängden överstiger markens förmåga att ta emot vatten bildas ytavrinning. Ytavrinning kan uppstå i samband med väldigt intensiva regn eller i sluttande terräng men är inte så vanlig.

Så bildas grundvatten

När vattnet trängt ner i marken och fortsätter nedåt kallas det perkolation. Den översta delen av marken där inte alla håligheter är fyllda med vatten kallas för den omättade zonen. Vattnet bildar här det som kallas för markvatten.

En del av markvattnet i den omättade zonen tas upp av växternas rötter där en del vatten sedan återvänder till atmosfären via transpirationen. Under sommaren tar växterna upp en stor del av detta markvatten.

Under höst och vår, när växterna inte tar upp så mycket vatten, rinner markvattnet ned och bildar grundvatten.

Under hela transporten neråt fungerar marken som ett reningsverk. Den del av vattnet som inte tas upp av rötter fortsätter ner i marken för att slutligen nå grundvattenytan. Grundvattenytan är den nivå där vattenytan hamnar om man gräver en tillräckligt djup grop.

Zonen under grundvattenytan kallas för den mättade zonen och där är alla porer fyllda med vatten. Grundvattnet fylls på antingen genom ett tillskott från markvatten eller från infiltration från ytvatten i sjöar och vattendrag.

Till havet och himlen

Vattnet i marken letar sig vidare ner genom sjöar och vattendrag. Den del av vattnet som inte avdunstar når till slut havet. Väl där avdunstar en del åter till atmosfären och cirkeln är sluten!

Omkring 97 % av allt vatten på jorden finns i haven. Resterande 3 % finns i grundvatten, markvatten, glaciärer, isar, sjöar, vattendrag, biosfär samt atmosfär.