Kuula:
Põhjavee all mõistetakse maakoore ülaosa kivimite ja setete poorides ja lõhedes olevat vett, mis võib liikuda raskusjõu või rõhu toimel. Kui kaevata või puurida vett läbilaskvasse pinnasesse auk, siis täitub see teatud sügavuses veega. Seejärel kaevises stabiliseerunud surveta veetase on põhjaveetase ja sellest allpool pinnases olev vesi on põhjavesi.
Allpool põhjaveetaset on pinnas veeküllastunud (küllastusvöö). Kapillaarjõudude mõjul tõuseb vesi pinnase poorides põhjaveetasemest pisut kõrgemale. Ülalpool põhjaveetaset mitteküllastunud kihis sisaldab pinnas erineval määral vett, kuid seda pole võimalik kasutada (niiskus, seotud vesi, infiltreeruv vesi). Maapinna ja põhjaveetaseme vahele jäävat vahemikku nimetatakse aeratsioonivööks.
Maapinnalähedane (enamasti vabapinnaline) ja surveline põhjavesi
Maapinnalähedane põhjavesi on vabapinnaline ja järgib üldiselt maapinna reljeefi, olles madalikel ja orgudes maapinna läheduses, kuid kõrgematel aladel sügavamal. Sel moel peegeldab maapinnalähedase põhjavee pind maapinna reljeefi mõnevõrra madalamal ja “silutud” kujul.
Sügavamal esineb põhjavesi harilikult vettpidavate kihtide vahel ning on seetõttu surveline. Survelist põhjavett nimetatakse ka arteesiaveeks. Kaevu rajamisel survelisse põhjaveekihti tõuseb veetase kaevus tunduvalt kõrgemale vettandva pinnase lasumissügavusest.
Veeringe jagatakse tinglikult kaheks: väike veeringe ja suur veeringe. Väike veeringe hõlmab atmosfääri ja hüdrosfääri – mere pinnalt auruv vesi langeb sademetena otse merre. Suur veeringe hõlmab kõiki nelja sfääri (atmosfäär, hüdrosfäär, litosfäär ja biosfäär). Suures veeringes kandub atmosfääris auruna olev vesi õhuvooludega maismaale ja langeb sademetena alla.
Vee ringkäik looduses
Sademete hulk on suurem kõrgustikel. Infiltreeruva vee arvel kujuneb põhjaveevaru. Kõige intensiivsem on põhjavee toitumine Pandivere kõrgustikul, ulatudes 200–300 mm aastas, väikseim on põhjavee toitumine Lääne–Eestis ning Võrtsjärve ja Peipsi madalikul ning rabaaladel, jäädes seal vahemikku 0–50 mm aastas. Põhjavesi voolab välja madalamatel aladel, nagu kõrgendike nõlvad ja jõgede orud. Sademetevaesel ajal toimub põhjavee väljavool pinnaveekogudesse veetaseme alanemise arvel. Sel moel on põhjavesi looduses pidevas tsüklilises liikumises.
Põhjavee moodustumine
Minevikust pärineb arusaam, et vesi liigub pinnases mööda “veesooni”, millele tuleb rajada kaev. Sellist arusaama on võimalik veevarustuse praktikaga siduda veeküllastunud liivasoonte otsimisega moreenpinnases või lõhevööndite ja karstiõõnsustega lubjakivides. Enamik puurkaevudest rajatakse siiski lihtsalt veeküllastunud pooride või lõhedega pinnastesse, kus vesi liigub raskusjõu mõjul kogu kihi ulatuses. Kivimite erinevast veejuhtivusest tingituna on maapõues hulk vaheldumisi lasuvaid vettandvaid ja vettpidavaid kihte.
Veeküllastunud kihi veeand oleneb vett sisaldavate pinnaste poorsusest ja selle iseloomust. Pinnas võib küll sisaldada palju vett, kuid põhjaveekihi puhul huvitab meid vee kogus, mis liigub raskusjõu mõjul (veeand). Veeand sõltub pinnase poorsusest.
Survelises põhjaveekihis rõhumuutuse tulemusel vabanev veekogus sõltub vee ja vettandvate kivimite elastsusest. Näiteks Kambriumi–Vendi veekihtides on ühikulise rõhumuutuse korral ruumalaühikust vabanev veekogus suurusjärgus 10-6.
Põhjavesi liigub kõrgema veetasemega toitealadelt madalamatele, järgides veepinna kallet, mida nimetatakse ka gradiendiks. Seega võib tegelik vee liikumiskiirus sama gradiendi juures kordades erineda võrdse filtratsioonikoefitsiendiga pinnastes. Vee tegelik liikumiskiirus sõltub vett sisaldava pinnase poorsusest.
Põhjaveekihid Eestis
Eesti geoloogilise läbilõike aluse moodustab monoliitne aluskord, mis koosneb kristalsetest moonde- ja tardkivimitest. Kohati esineb aluskorra kivimite mõnekümne meetri paksuses ülemises osas lõhesid, kus leidub vähesel määral ka vett (Alam–Proterosoikumi veekiht).
Aluskorral lasub pealiskord, mis koosneb (alt üles) Vendi, Kambriumi, Ordoviitsiumi, Siluri ja Devoni ladestu settekivimitest ning pinnakattest, mille moodustavad Kvaternaari ladestu purdsetted. Põhjavesi esineb kogu Eesti territooriumil. Enamasti on põhjaveekihid maapinna läheduses ja kergesti kättesaadavad. Kulukam on veekihi kasutuselevõtt aladel, kus veekiht asub sügaval vettpidavate setete või kivimite all – nagu kohati Lõuna–Eesti moreenkõrgustikel ja Põhja–Eesti rannikualadel.
Aluspõhja settekivimite läbilõikes vahelduvad vettjuhtivad liivakivid ja karbonaatsed kivimid (lubjakivi ja dolomiit) vettpidavate savi, mergli, savika lubjakivi ning monoliitse lubjakivi kihtidega. Liivakivis on vett kogu läbilõike ulatuses, karbonaatkivimite veeand sõltub nende lõhelisusest ja väheneb kiiresti sügavuse suunas. Alates 100–120 m sügavusest on karbonaatkivimid enamasti monoliitsed ja veetud, Lääne–Eestis muutuvad karbonaatkivimid vettpidavaks juba 40 m sügavusest alates. Lõuna–Eestis on sügaval paiknevate veekihtide vesi soolane ja seda kasutatakse mineraalveena.