Watersiklus

Die aarde se water sirkuleer in ’n nimmereindigende siklus wat die water- of hidrologiese siklus genoem word en insluit: verdamping, kondensasie en neerslag (waar dit weer neerval op die grond of in die see).

Mens besef dit nie altyd nie, maar 71% van die aarde se oppervlak is met water bedek, waarvan die grootste hoeveelheid (ongeveer 96,5 %) deel vorm van die soutwater van oseane. Van die oorblywende 3,5 % vars water is sewe tiendes in ’n bevrore toestand (die ys by die twee pole, gletsers, sneeu). ¹

Alhoewel totale neerslag en totale verdamping mekaar uitkanselleer, kan daar wanbalans en tekorte voorkom. In droë, warm gebiede soos woestyne vind verdamping baie meer as neerslag plaas. Op land is daar weer oor die algemeen meer neerslag as verdamping. Dit is belangrik om die watersiklus te verstaan sodat die mens beplanning kan doen om die kosbare water in hierdie siklus spaarsamig te gebruik.

Die term watersiklus verwys na hoe water van een toestand na ʼn volgende verander – hierdie siklus vind oor die hele planeet plaas. Die tydsduur van die siklus of kringloop wissel baie. Water kan, byvoorbeeld, uit die see verdamp en regstreeks as reën terugval, terwyl reën wat op die land val, miljoene jare lank as grondwater behoue kan bly.

Onthou, die lewe op aarde is geheel en al van die watersiklus afhanklik.

Die aarde en die atmosfeer bevat ʼn konstante hoeveelheid water in die vorm van ys, sneeu, waterdamp of water. Vry water (in die riviere, oseane, gletsers en mere) verander voortdurend van vorm en is deel van ʼn nimmereindigende siklus, die watersiklus. Gebonde water kom voor in die kristalstruktuur van sekere gesteentes en neem nie aan die watersiklus deel nie.

Die water wat vir die mens van belang is, word in die boonste lae van die aardkors en in die troposfeer (onderste laag van die atmosfeer) aangetref. In ʼn kort kringloop keer neerslag regstreeks as waterdamp na die atmosfeer terug. Dou is ʼn ander voorbeeld van ʼn kort siklus – dit kondenseer in die nag en verdamp sodra die son opkom. In ʼn lang siklus (sneeu, gletsers, riviere, see en atmosfeer) duur dit lank voordat die water weer tot die oorspronklike vorm terugkeer.

Kennis van die watersiklus is belangrik omdat dit noodsaaklik is om te weet hoeveel water beskikbaar is, hoe dit gebruik kan word en hoe om dit te bewaar.

Een van die belangrikste funksies van die watersiklus is die regulering van die temperatuur om die aarde. Water het ’n groot en belangrike uitwerking op die aarde se klimaat. Oseane stoor groot hoeveelhede hitte en versprei dit oor die aarde. Dit het op dié manier ’n invloed op klimaat, asook reënvalpatrone. As water verdamp, word warmte opgeneem en die omringende lug koel af. Die water wat uit besoedelde water verdamp, is suiwer wanneer dit in die vorm van reën, hael of sneeu terugkeer, dus tree die watersiklus ook op as natuurlike filtreerder of watersuiweraar. ²

Verdamping

Verdamping word deur verwarming as gevolg van die son veroorsaak en vind plaas wanneer water (asook sneeu en ys) in waterdamp oorgaan. Dit kan van oop wateroppervlakke of grondoppervlakke geskied, maar die meeste verdamping vind op oop water plaas.

In die oseane oortref die verdamping die neerslag en omgekeerd op land.

Transpirasie is die verdamping van water vanuit die huidmondjies van plante. Die mate van transpirasie hang af van die soort gewas, die digtheid en hoogte daarvan, die ligging en die beskutting (byvoorbeeld teen wind), die temperatuur en die seisoen. Die gesamentlike verdamping op oop water hang af van die intensiteit van die sonskyn, bewolkingsgraad, temperatuur, humiditeit en die windsnelheid.

Die hoeveelheid waterdamp wat die lug kan bevat, hang af van die temperatuur. Warm lug kan baie meer waterdamp bevat as koue lug. Die relatiewe vogtigheid van die lug word met ʼn higrometer of ʼn psigrometer (droë- en natboltermometer) bepaal. Die verdamping kan met ʼn atmometer (ʼn instrument met ʼn poreuse oppervlak) of met gewone verdampingsbakke gemeet word.

Die noukeurige bepaling van evapotranspirasie (die som van verdamping vanaf die landoppervlak plus transpirasie vanaf plante) word met ʼn lisimeter gemaak. ³ ’n Lisimeter (syferingmeter) bestaan uit ʼn “bak” wat in die grond geplaas word sodat die kante gelyk met die grondoppervlak is. Die oorblywende grond en plantegroei word teruggeplaas en die totale verlies van water uit die grond – die evapotranspirasie – word gemeet.

Kondensasie

Waterdamp in die lug koel af en verander in ʼn vloeistof en só word ʼn wolk gevorm. Kondensasie is dus die verandering van waterdamp na vloeibare waterdruppels in die lug in die vorm van wolke of mis.

Neerslag

Neerslag vind in verskillende vorms plaas soos reën, sneeu en hael. Wanneer oorversadigde lug afkoel, kom dit ook voor as mis en ryp. Dou is die gevolg van kondensasie op die grond en op plante.

Die totale neerslag in verskillende wêrelddele wissel baie.

Cherrapunji in Indië kry 10 800 mm per jaar (die hoogste in 1860-’61 was 26 461 mm), terwyl Swakopmund slegs 20 mm per jaar kry. Die gemiddelde reënval in Gauteng is 500 mm, die berge in Mpumalanga kry 2 100 mm en Namibië net 100 mm per jaar. Jonkershoek, naby Stellenbosch, het die hoogste gemiddelde neerslag in Suid-Afrika, naamlik 3 539 mm.

In Suid-Afrika kry ongeveer 80% van die land minder as 600 mm per jaar.

In sekere dele van Chili is die reënval minder as 5 mm per jaar. Die Atacama-woestyn in Chili (dalk die oudste woestyn op aarde) het vir ten minste 3 miljoen jaar uiterste droogte ervaar, wat dit dan ook die oudste voortdurende droë streek op aarde maak. Geologiese studies toon dat die dorp Calama geen reënval tussen 1570 en 1971 ontvang het nie – ’n tydperk van meer as 400 jaar! En die dorp Arica, in die noorde van Atacama, hou die wêreldrekord vir die langste droogte, nadat dit 173 maande nie ‘n druppel reën in die vroeë 20ste eeu gekry het nie. ⁴

Reënvalsyfers kan net bepaal word as die neerslag gereeld gemeet word. Hiervoor word reënmeters vir moeilik bekombare gebiede gebruik. Die lyne van gelyke neerslag wat op weerkaarte geteken word, word isohiëte genoem. ’n Isohieet is ’n denkbeeldige lyn op ‘n weerkaart wat punte van eenderse reënval in ‘n bepaalde tyd met mekaar verbind.

Oppervlakwater

Oppervlakwater is die water wat ná neerslae (reën, sneeu, hael ensovoorts) bogronds terugvloei see toe. Ongeveer 97,25% van die aarde se vry water is sout. Van die oorblywende 2,75% is sowat ʼn driekwart in ys en gletsers vasgevang.

Die oorblywende hoeveelheid oppervlakwater is dus baie klein, maar speel ʼn belangrike rol in die watersiklus. Die hoeveelheid oppervlakwater wat see toe vloei, hang af van die hoeveelheid en intensiteit van die neerslag, die aard van die grond (byvoorbeeld klei of sand), die helling van die grond, die digtheid van die plantegroei en so meer.

Riviere handhaaf die ewewig tussen verdamping en neerslag en die maksimum-, minimum-, en gemiddelde vloei van riviere word gemeet om te bepaal hoeveel water ʼn rivier gedurende die jaar kan voorsien en om te verseker dat damme groot genoeg gebou word.

Hoe meer sytakke ʼn rivier het, hoe vinniger neem die vloei toe ná ʼn reënbui omdat die opvangsgebied soveel groter is.

Grondwater

Grondwater kan vars, sout of brak wees. Sout grondwater kom voor in laagliggende gebiede naby die see wat deur seewater oorstroom word.

Sommige minerale los op in water wat in die grond insyfer. Wanneer die opgeloste minerale kalsiumsulfaat (gips) of kalsiumkarbonaat (kalksteen) is, word van brak of harde water gepraat. In sommige besproeiingsgebiede word die grondwater brak omdat soute in die grond agterbly wanneer die water verdamp.

Groot plantasies in die Midde-Ooste het op dié manier al waardeloos geword. Die hoeveelheid water wat in die grond insypel, hang af van die aard van die helling van die grondoppervlak, die intensiteit van die neerslag en die vogtigheid wat reeds in die grond aanwesig is. Sandgrond absorbeer water vinnig, maar kleigrond is geneig om te swel en ondeurdringbaar te word.

Gebiede met ʼn gesonde, digte plantbedekking hou die water langer vas, maar in kaal, oorbeweide gebiede vloei die water vinnig weg na riviere en spruite. Die water wat in grond insypel, beweeg afwaarts totdat dit ondeurdringbare rotslae bereik. Dit beweeg dan horisontaal deur splete en holtes, soms honderde kilometers ver, tot dit weer by die oppervlak uitsyfer. Partykeer word dit in ondergrondse damme vasgekeer. ⁵

In ʼn droë land soos Suid-Afrika is hierdie damme en ander ondergrondse water van groot belang, soos bewys word deur die duisende boorgate en windpompe in die land. In hoogs deurlaatbare gesteentes soos dolomiet, kalksteen en gruislae kan die water vinnig beweeg. Dit is egter baie moeilik om die hoeveelheid en die beweging van grondwater te bepaal. Soms word kleurstowwe, sekere soute of radioaktiewe isotope gebruik om die vloei van grondwater te volg.

Die studie van grondwater word hidrologie genoem. Kennis van dié kosbare natuurlike hulpbron is noodsaaklik in ʼn droë land soos Suid-Afrika.

As te veel van die water te vinnig uitgepomp word en op ʼn verkwistende wyse vir besproeiing gebruik word, kan groot gebiede onproduktief word. Die opgaar van grondwater is ʼn stadige proses wat eeue lank kan duur. ⁶

Kyk na hierdie video om nog meer te leer

Hoe werk die watersiklus?