OnderzoekspaperStagnant aquifer concept Part 2. Small scale artesian systems – Hazeva, Dead Sea Rift Valley, Israel

In de literatuur over grondwaterhydrologie wordt vrijwel uitsluitend gesproken over doorstroomde watervoerende lagen, d.w.z. doorlatende gesteenten die water bevatten in al hun holten, en een actieve aanvulling, een merkbare doorstroming en een adequate afvoer hebben. In dit artikel wordt dit beeld aangevuld met grondwatersystemen waarin waarschijnlijk sprake is van stagnerende watervoerende lagen, d.w.z. watervoerende gesteenten die water bevatten in al hun holten, maar die afgesloten zijn van aanvulling en afvoer, en dus geen waterdoorstroming hebben. Een fenomenologische benadering, gebaseerd op de eerste beginselen van fysica, geologie, hydrologie en chemie, wordt in dit verslag toegepast omdat grondwater een verborgen vloeistof is die niet rechtstreeks kan worden getraceerd.

Hydraulisch geïsoleerde (artesische) watervoerende lagen onder druk zijn geïdentificeerd in continentale gesteenten van de Hazeva Formatie, Mioceen, in het Hazeva gebied, binnen de Rift Vallei. De verschillende watervoerende lagen worden gedefinieerd door de eigenschappen van water dat opstijgt in artesische putten, b.v. concentratie van belangrijke ionen, 14C-gebaseerde waterleeftijden, isotopische samenstelling, en hydraulische opvoerhoogte.

De verschillende onder druk staande watervoerende lagen worden geïnterpreteerd als hydraulisch geïsoleerde stagnerende watervoerende lagen omdat: (1) de continentale gastgesteenten een hoge graad van facieschommelingen vertonen, en doorlatende gesteenten voorkomen in lenzen van beperkte uitbreiding, afgewisseld met ondoorlatende gesteenten, (2) het huidige klimaat extreem droog is en geen effectieve aanvulling is waargenomen, (3) het grondwater dat in de regio is geanalyseerd geen meetbaar tritium bevat, en de 14C-leeftijden variëren van 1000 tot meer dan 25 000 jaar, en (4) de waterstof- en zuurstofisotopen erop wijzen dat de aanvulling plaatsvond onder verschillende paleo-klimaten.

Volgens het voorgestelde conceptuele model zijn de thans stilstaande watervoerende lagen fossiele doorstroomde watervoerende lagen die van aanvulling zijn afgesneden door bovenliggende ondoorlatende sedimenten en waarvan de afvoer is gestopt door begraving onder de actieve drainagebasis. De artesische druk wordt toegeschreven aan de verdichting door de bovenliggende rotsen.