भूमिजल : पृथ्वीच्या पृष्ठभागाखाली आढळणारे पाणी. हे भूस्तरातील सूक्ष्मकणांतील रिक्त जागा व्यापते. यास अधःपृष्ठीय जल असेही म्हणतात. याउलट नद्या, नाले, निर्झर इत्यादींमधून वाहणाऱ्या पाण्यास पृष्ठीय जल म्हणतात. समुद्रात साचलेल्या पाण्याची वाफ होऊन ढग बनतात. ढगातून पर्जन्यवृष्टी होते आणि शेवटी हेच पाणी नदीनाल्यांतून वाहत जाऊन परत समुद्रास मिळते. या क्रमास जलस्थित्यंतर चक्र किंवा जलावर्तन म्हणतात [ ⟶ जलविज्ञान]. भूपृष्टाखाली आढळणाऱ्या पाण्याचे वर्गीकरण पुढीलप्रमाणे केले जाते (आ. १) : (१) संतृप्त क्षेत्र : यात खडकातील सर्व रिक्त जागा पाण्याने पूर्णपणे भरलेल्या असतात, (२) वातन क्षेत्र : यात काही रिक्त जागा पाण्याने व काही हवेने भरलेल्या असतात.

बहुधा मृदा जल व संतृप्त क्षेत्र या दोहोंच्या मधे मध्यस्थ अधिभौम जल आढळते. वाळवंटी प्रदेशात हे मध्यस्थ क्षेत्र ३०० मी. हून जास्त असते, याउलट आर्द्र प्रदेशात ते नसते. अधिभौम जलाखाली केशिका जल आढळते. या भागात भूमिजल केसासारख्या बारीक नलिकांतून भरलेले असते. केशिका जलाच्या तळाशी भूमिजल पृष्ठ असते. भौम जलक्षेत्र व केशिका जलाच्या तळाशी भूमिजल पृष्ठ असते. भौम जलक्षेत्र व केशिका जलक्षेत्र या दोहोंचे विभाजन करणाऱ्या पातळीस भूमिजल पृष्ठ म्हणतात. भूमिजलाचा प्रवाह क्षितिजसमांतर असेल, तर विहिरीतील पाण्याची पातळी हाच जलस्तर असतो. भौम जलक्षेत्राच्या खाली अभेद्य खडक असतो. या खडकातील सूक्ष्म पोकळ्यांमध्ये पाणी असते पण या पोकळ्या एकमेकींशी जोडलेल्या नसल्यामुळे पाणी तेथेच अडकते. हे क्षेत्र रूपांतरित व अंतर्वेशी खडकांत ३,००० मी. पर्यंत व गाळाच्या खडकांत १५,००० मी. पर्यत खोल असते, ३०,००० मी. हून खोल भागात दाब व तापमान इतके प्रचंड असते की, या पोकळ्या बंद होतात व तेथील पाणी खडकाच्या इतर घटकांशी रासायनिक रीत्या संयोग पावते

आ. १. भूमिजलाचे वर्गीकरण

ऐतिहासिक : पुरातन काळी आशिया खंडात उष्ण जलवायुमान (दीर्घकालीन सरासरी हवामान), काही भागांतील दाट लोकवस्ती व शेतीचा व्यवसाय यांमुळे पाण्याचा वापर जास्त होत असे, त्यासाठी विहिरी व पाझर बोगदे खणण्यात आले. प्राचीन ग्रंथांत व बायबलमध्ये विहिरीतील पाणी व विहिरींची बांधणी यांसंबंधी उल्लेख आढळतात. भूमिजलाचा वापर करण्यासाठी सु. २,५०० वर्षांपूर्वी इराणी लोकांनी कित्येक किलोमीटर लांबीचे पाझर बोगदे-त्यांस ‘कनात’ म्हणत-खणून या कामी महान यश संपादन केले होते. डोंगराच्या पायथ्याशी जमा होणाऱ्या पंख्याच्या आकाराच्या गाळाच्या खडकांत कनाती खणत. कनाती खणण्याच्या तंत्राचा नंतर पश्चिमेस ईजिप्तमध्ये व पूर्वेस अफगाणिस्तानात प्रसार झाला. भूमिजलाचा उपयोग करण्यासाठी यूरोपमध्ये ११०० च्या सुमारास आघात छिद्रण पद्धतीने विहिरी खणण्यास सुरूवात झाली. बाराव्या शतकाच्या पूर्वार्धात फ्रान्समधील आर्त्वा प्रांतात चुनखडकात खणलेल्या विहिरीतून पाणी कारंज्यासारखे बाहेर येऊ लागले. यावरूनच ज्या विहिरींतून दाबाने कारंज्यासारखे पाणी उडते त्यांना ‘आर्टेशियन विहिरी’ म्हणावयास सुरुवात झाली [ ⟶  आर्टेशियन विहीर]. पुढे एकोणिसाव्या शतकात खनिज तेलाच्या शोधासाठी विहीरी खणण्याच्या तंत्रातील अनेक पद्धती [उदा., चक्रीय छिद्रण ⟶ वेधन व छिद्रण] पाण्याच्या विहिरी खणण्याच्या तंत्रात वापरण्यात आल्या. १९१०-३० या काळात पाण्याच्या विहिरीत टरबाइन पंप बसविण्यास सुरूवात झाली त्यामुळे ज्या क्षेत्रात पूर्वी शेतीसाठी पाण्याची टंचाई असे तेथे मुबलक पाणी मिळू लागले.


उत्पत्ती व आढळ : भूपृष्ठाखाली असणारे पाणी व पृष्ठावरील पाणी हे जलस्थित्यंतर चक्राचे परस्परावलंबी घटक आहेत (आ. २). सूर्याच्या उष्णतेमुळे समुद्राच्या व महासागराच्या पाण्याची वाफ होते. त्यापासून ढग बनतात. वाऱ्याने हे ढग भूपृष्ठाकडे ढकलले जाता. त्यांचे संघनन (द्रवीभवन) होऊन पर्जन्यवृष्टी होते. हे पाणी भूपृष्ठावरून नदी, नाले, झरे इत्यादींमधून आणि भृपृष्ठाखालून वाहत सागरास मिळते. समुद्राच्या पाण्याची पुन्हा वाफ होऊन त्यापासून ढग बनतात. अशा प्रकारे हे जलस्थित्यंतर चक्र सतत चालू असते.

पावसाचे पाणी, हिम वितळून तयार होणारे पाणी व नदीनाले यांतून वाहणारे पाणी मूलतःवातावरणातून पर्जन्यवृष्टीमुळे भृपृष्ठावर पडलेले पाणी असल्यामुळे त्याला ‘वातावरणीय जल ’ म्हणतात. बव्हंशी भूमिजल हे वातावरणीय जल जमिनीत झिरपून जलधारक खडकांत साठलेले पाणी असते. सागराच्या तळाशी गाळाचे खडक साचत असता गाळातील कणांमधील पोकळ्यात तेथील खारे पाणी अडकून राहते. भूकवचाच्या हालचालींमुळे गाळांचे थर जेव्हा वर उचलले जातात तेव्हा त्यांत अडकलेले हे पाणीही उचलले जाते. अशा प्रकारे गाळाच्या खडकांत आढळणाऱ्या पाण्यास ‘सहजात जल’ म्हणतात. भूपृष्ठाखाली अग्निज क्रिया चालू असताना व शिलारसाचे स्फटिकीभवन होताना त्यातील पाणी वाफेच्या अथवा उष्ण पाण्याच्या रूपात भृपृष्ठावर प्रथमच येते. अशा पाण्यास ‘नवजात जल’ म्हणतात.

आ. २. जलस्थित्यंतर चक्र

पृथ्वीवर पडणाऱ्या पाण्याच्या बऱ्याच भागाची बाष्पीभवन, बाष्पोत्सर्ग (वनस्पतींद्वारे होणारे बाष्पीभवन) व संप्लवन (घन पदार्थाची सरळ वाफ होणे) यांच्याद्वारे वाफ होते व ही वाफ पुन्हा वातावरणात जाते. पृथ्वीवर होणारे वर्षण (पाऊस, हिम इ. रूपांतील वृष्टी) आणि पृथ्वीवरून होणारे बाष्पीभवन व बाष्पोत्सर्ग यांचा परस्परसंबंध दाखविणारे समीकरण पुढीलप्रमाणे आहे :

+ व=बा + बा 

येथे = भूखंडावर होणारे वर्षण, = महासागरावर होणारे वर्षण, बा = भूखंडावरून होणारे बाष्पीभवन व बाष्पोत्सर्ग, बा = महासागरावरून होणारे बाष्पीभवन. 

भूखंडावर होणारे वर्षण आणि तेथून होणारे बाष्पीभवन,बाष्पोत्सर्ग व पाणलोट (वर्षणानंतर भूपृष्ठावर प्रकट होणारे जलप्रवाह) यांचा परस्परसंबंध दाखविणारे समीकरण पुढीलप्रमाणे आहे :  

= बा + पा 

येथे = भूखंडावर होणारे वर्षण, बा = भूखंडावरून होणारे बाष्पीभवन व बाष्पोत्सर्ग, पा = पाणलोट. 

सर्व भूखंडाकरिता हे समीकरण सरासरी मानाने पुढीलप्रमाणे मांडतात :६७४ मिमी. वर्षण = ४२० मिमी. बाष्पीभवन व बाष्पोत्सर्ग + २५४ मिमी. पाणलोट. 


पाणलोटामध्ये भूपृष्ठावरून नदी-नाले इत्यादींमधून वाहून जाणारे पाणी व भूमिजलाचे प्रवाहातून वाहणारे पाणी या दोहोंचा समावेश होतो. एखाद्या भागातील पाणलोट तेथील वर्षणाची तीव्रता, वनस्पती, जलवाहन क्षेत्र, पर्जन्याची विस्तृतता आणि जलप्रवाहाचे आकारमान यांवर अवलंबून असतो. भूपृष्ठावरील पाणलोट जलालेखाद्वारे दाखवितात [ ⟶  जलविज्ञान]. या आलेखात विवक्षित वेळी प्रवाहाच्या पात्रातील पाण्याची पातळी किती होती व प्रवाहातून किती पाणी वाहत होते, हे समजू शकते. ज्या प्रवाहात वर्षभर पाणी वाहत असते तेथे अवर्षणाच्या वेळी व प्रवाहाच्या वरच्या भागातून पाण्याचा पुरवठा होत नसेल अशा वेळी पात्रातून वहाणारे सर्व पाणी भूमिजलावाटे आलेले असते. पावसाच्या पाण्याचा निचरा जमिनीत होण्यासाठी अनुकूल माती अथवा मृदा असणे आवश्यक असते. मातीच्या थराखाली काही सेंटिमीटरवरच जर अभेद्य खडक असेल, तर त्या मातीत झिरपणाऱ्या पाण्याचा काही भाग फार खोलवर जाऊ शकत नाही. तो मातीखाली अभेद्य खडकावरून वहात जाऊन परत पाण्याच्या प्रवाहास मिळतो. उरलेला भाग भूमिजल पृष्ठापर्यत झिरपत जातो. भूमिजल पृष्ठाची पातळी जेव्हा जमिनीवरून वाहणाऱ्या प्रवाहापेक्षा खालच्या पातळीवर असते, तेव्हा त्या प्रवाहातील पाणी जमिनीत मुरून भूमिजलात वाढ हू शकते. अशा प्रवाहांना ‘साहाय्य्क प्रवाह’ म्हणतात. उलट भूमिजल पृष्ठांची पातळी जमिनीवरून वाहणाऱ्या प्रवाहापेक्षा खूप वरती असल्यास भूमिजलातील पाणी झऱ्यांवाटे प्रवाहांमध्ये येऊ शकते. या प्रवाहांना ‘नि: सारक प्रवाह’ म्हणतात.

आ. ३. खडकांतील आंतरकणीय स्थाने आणि खडकांचे पोत व सच्छिद्रता यांचा संबंध.

भूमिजलाचे साठे असणाऱ्या खडकांना जलधारक खडक किंवा जलभृत म्हणतात. जलधारक खडकांतील पाण्याचे प्रमाण त्या खडकांची सच्छिद्रता व पार्यता यांवर अवलंबून असते.

एखाद्या पदार्थातील रिक्त जागांचे घनफळ व त्या पदार्थातील घन घटकांचे घनफळ यांच्या गुणोत्तरास सच्छिद्रता अशी संज्ञा आहे. पदार्थाची सच्छिद्रता मोजण्यासाठी पुढील समीकऱण वापरतात

  

सच्छिद्रता 

छि 

x

१०० 

 

येथे छि = छिद्राचे घनफळ, स = वस्तूचे संपूर्ण घनफळ. काही सर्वसामान्य खडकांची सच्छिद्रता खाली दिली आहे. 

पदार्थ 

सच्छिद्रता(%) 

सुटी वाळू, दगडगोटे  

३५

वालुकाश्म  

१५ 

मृत्तिका 

४५ 

पाटीचा दगड  

५  


मृत्तिकोपासून तयार होणाऱ्या पंकाश्म अथवा शेल खडकाची सच्छिद्रता ४५ % असूनही त्यातील छिद्रे एकमेकांस जोडलेली नसल्यामुळे हे खडक पार्य नसतात. सुट्या अथवा घट्ट न झालेल्या गाळाची सच्छिद्रता कण कशा प्रकारे एकावर एक रचले आहेत, त्यांचे आकारमान, लांबी यांवर अवलंबून असते घट्ट गाळाची सच्छिद्रता संधानीकरणाची (कण एकमेकांना जोडले जाण्याच्या क्रियेची) तीव्रता, विद्राव्यता (कणांची विरघळण्याची क्षमता), गाळातील भेगा अथवा तडे यांवर अवलंबून असते. मोठ्या कणांमधील पोकळ जागेत लहान कण साचतात व त्यायोगे अशा खडकांची सच्छिद्रता कमी होते. खडकाची जलधारणक्षमता आणि जलवाहनक्षमता त्याच्या सच्छिद्रतेवर अवलंबून असते. परिणामी सच्छिद्रता (ज्यात पाण्याची हालचाल होते असा संतृप्त पार्य पदार्थातील पोकळीचा भाग) व विशिष्ट धारकता या दोहोंची बेरीज म्हणजे सच्छिद्रता होय. एखाद्या खडकातील पोकळ्यांमधून गुरूत्वाकर्षणाद्वारे न निघू शकणाऱ्या पाण्याचे प्रतिशत प्रमाण म्हणजे विशिष्ट धारकता होय.

जलधारक खडकातील पोकळ्या एकमेकींस कशा प्रकारे जोडल्या आहेत. यावर त्याची पार्यता अवलंबून असते. पोकळ्या जर सलग जोडल्या गेलेल्या असतील, तर पार्यता चांगली असते. जलधारक खडकाची पार्यता चांगली असेल, तर त्यातून भूमिजलाचे प्रवहन चांगल्या प्रकारे होते. ग्रॅनाइट खडक पूर्ण स्फटिकी असला, तरीही त्यात परस्परांशी जोडलेल्या भेगा अथवा तडे असल्यास तो पार्य बनतो. चुनखडकात लवणयुक्त भूमिजलाच्या विरघळविण्याच्या क्रियेने भेगा निर्माण होतात आणि त्या एकमेकींस जोडल्या गेल्यास त्यांची पार्यता वाढते. पार्यता ‘डार्सी’ या एककात मोजतात. डार्सी हे एकक मोठे असल्यामुळे प्रत्यक्ष व्यवहारात मिलिडार्सी (डार्सीचा हजारावा भाग) हे एकक वापरतात. सच्छिद्रता व पार्यता यांना जलभूविज्ञानात व खनिज-तेल-भूविज्ञानात महत्त्वाचे स्थान आहे.

ज्या खडकात छिद्रे अथवा पोकळ्या असून त्यात भूमिजल साठवून ठेवण्याची अथवा त्याचे परिवहन करण्याची क्षमता आहे, त्यास जलधारक खडक म्हणतात. अशा खडकात भूमिजलाचे पाणीपुरवठा करणे शक्य होईल इतके मुबलक साठे असावे लागतात. घट्ट न झालेला वाळू व दगडगोटे असलेला नदीचा गाळ आणि सच्छिद्र वालुकाश्म हे चांगल्या प्रकारचे जलधारक खडक असतात. याउलट काही खडकांतील (उदा., शेल अथवा पंकाश्म) पोकळ्यांत जरी पाणी असले, तरीही त्या एकमेकींशी जोडलेल्या नसल्याने खडक इतके अभेद्य बनतात की, त्यांमधून भूमिजल पार जाऊ शकत नाही. अशा अभेद्य खडकांना जलप्रतिबंधक खडक म्हणतात. काही खडक (उदा., वालुकाश्मात संस्तरित झालेली मसूराकार मृदा) जरी अभेद्य असले, तरी त्यांतून जलधारक खडकांच्या तुलनेने अतिशय मंद गतीने पाण्याचे प्रवहन होते. अशा खडकांना जलगतिमंदकारक खडक म्हणतात.

भूमिजलाने संतृप्त असलेला भाग पार्य खडकातील पोकळ्यांद्वारा वातावरणाशी जोडला गेलेला असल्यास अशा भूमिजलास विमुक्त भूमिजल म्हणतात. (आ. ४). अशा जलधारक खडकास विमुक्त जलधारक खडक म्हणतात. याउलट कित्येकदा भूमिजलाचे संतृप्त असलेला भाग व वातावरण यांच्यामध्ये अपार्य़ खडक असतात. अशा भूमिजलास व जलधारक खडकास अनुक्रमे ‘प्रतिबद्ध भूमिजल’ व ‘प्रतिबद्ध जलधारक खडक’ म्हणतात. जलधारक खडकांची विमुक्त अथवा प्रतिबद्ध या प्रकारात विभागणी करणे कित्येकदा कठीण असते. प्रतिबद्ध जलधारक खडकात खणलेल्या विहीरी आर्टेशियन विहिरींच्या प्रकारात समाविष्ट करतात. कित्येकदा प्रतिबद्ध जलधारक खडकातील पाण्याच्या दाबाची पातळी (म्हणजे जेथपर्यत पाणी वर चढेल ती पातळी) निर्देशित करणाऱ्या काल्पनिक पृष्ठास ‘दाब पृष्ठ’ म्हणतात. विमुक्त जलधारक खडकांच्या वरच्या भागात काही अपार्य खडक अर्धचंद्राकृती अथवा अंतर्गोल भिंगाच्या आकाराचे असतात. या खडकांवर साचलेल्या भूमिजलास ‘अधिष्ठित भूमिजल’ व जलधारक खडकास ‘अधिष्ठित जलधारक खडक’ म्हणतात. अशा शैलसमूहात उपलब्ध होणारा भूमिजलाचा साठा विमुक्त अथवा प्रतिबद्ध जलधारक खडकातील साठ्यापेक्षा स्वाभाविकतःच कमी असतो.

  

आ. ४. भूमिगत पाण्याची क्षेत्रे (जलाभेद्य स्तर तिरक्या रेषांनी दाखविला आहे).


प्रवहन : भूमिजल जास्त ऊर्जा असलेल्या जागेकडून कमी ऊर्जा असलेल्या जागेकडे वाहते. जागेची उंची व तेथील दाब यांमुळे भूमिजलाला ऊर्जा प्राप्त होते. घट्ट न झालेल्या गाळातून भूमिजलाचे होणारे प्रवहन रेषीय असते. या प्रवहनासंबंधीचा एच्‍. डार्सी यांचा नियम सुप्रसिद्ध आहे. याउलट चुनखडकांच्या प्रदेशात भूमिजलाच्या प्रवहनाने भूपृष्ठाखाली गुहा व विवरे निर्माण होतात. अशा प्रदेशास ⇨ कार्स्ट भूमिस्वरूप म्हणतात. येथे भूमिजलाचे प्रवहन प्रक्षुब्ध असते. खनिज तेलाचे साठे भूपृष्ठाखाली खोल जागी सापडतात. तेल क्षेत्रात बहुधा नैसर्गिक वायू (खनिज इंधन वायू), खनिज तेल व पाणी एकत्र आढळतात. खनिज तेल पाण्यापेक्षा वजनाने हलके असते व ते पाण्यात विरघळत नाही. यामुळे खनिज तेल व नैसर्गिक वायू पाण्यावर तरंगतात. तेल क्षेत्रात भूपृष्ठाखाली आढळणाऱ्या भूमिजलाच्या राशीच्या मानाने तेथील तेलाची राशी अत्यल्प असते. शिवाय भूमिजल व खनिज तेल या दोहोंच्या प्रवहनाचे भौतिकीय नियम सारखेच आहेत. दोन्ही द्रवांचे प्रवहन सच्छिद्र माध्यमातून होते म्हणून जलभूविज्ञान व खनिज-तेल-भूविज्ञान यांचे संबंध निकटचे आहेत.

  

आ. ५. भूमिजलाच्या प्रहवनाचा खनिज तेल साठ्यावरील परिणाम : (अ) भूमिजलाचे प्रवहन नसलेला खनिज तेल साठा (आ) भूमिजलाचे प्रवहन असणारा साठा (येथे जलगतिक स्थिती असून भूमिजलाच्या प्रवहनाची दिशा बाणाने दाखविली आहे) : (१) नैसर्गिक वायू, (२) खनिज तेल, (३) भूमिजल.

  

तेलाच्या साठ्यांच्या अधोगामी असणाऱ्या भूमिजलामध्ये प्रवहन अथवा हालचाल होत नसेल, तर नैसर्गिक वायू, खनिज तेल आणि भूमिजल यांच्यात स्पष्ट व क्षितिजसमांतर पृष्ठे निर्माण होतील, याउलट भूमिजलात ठराविक दिशेने होत असेल, तर ही पृष्ठे क्षितिजसमांतर नसतात (आ. ५). अशा स्थितीत जलगतिक स्थिती म्हणतात. याविषयी एम्‌. के. ह्यूबर्ट या शास्त्रज्ञांनी १९४० साली महत्त्वाचा संशोधनपर निबंध प्रसिद्ध केला.

घटक : भूमिजलात अनेर रासायनिक, भौतिक (उदा., तापमान, दाब इ.) व सूक्ष्मजलात निगडित घटक असतात. भूमिजलाचे विश्लेषण करून हे घटक ओळखले जातात. भूमिजलातील सर्वत्र आढळणारा घटक म्हणजे लवणे हा होय. भूमिजलात पृष्ठीय जलाच्या तुलनेने विरघळलेली लवणे जास्त प्रमाणात आढळतात. ही लवणे भूस्तरात असतात व भूमिजलाचे प्रवहन होत असताना त्यात विरघळतात. शिलारसजन्य वायू असणाऱ्या प्रदेशातील भूमिजलात विरघळलेली खनिजे आढळतात (उदा., उष्ण पाण्याचे झरे). सहजात जलात अनेक खनिजे विरघळलेल्या रूपात असतात. पावसाचे पाणी जमिनीवर पडल्यावर ते भूपृष्ठाखाली झिरपताना त्यात काही लवणे अल्प प्रमाणात विरघळतात. भूमिजल गाळाच्या खडकातून झिरपत असताना त्यात अनेक विद्राव्य पदार्थ मिसळतात. यांत मुख्यत्वे सोडियम, कॅल्शियम, मॅग्नेशियम व पोटॅशियम हे ऋणायन (विद्युत्विच्छेदनात-विद्रावातून विद्युत् प्रवाह नेऊन घटक अलग करण्याच्या क्रियेत-ऋणाग्राकडे जाणारे धन विद्युत्भारित अणू) आणि बायकार्बोनेट, कार्बोनेट व सल्फेट हे धनायन (विद्युत्‌विच्छेदनात धनाग्राकडे जाणारे ऋण विद्युत्भारित अणुगट) असतात. क्लोराइड अल्प प्रमाणात असते. नायट्रेट क्विचित आढळते. चुनखडकांच्या प्रदेशातील भूमिजलात कॅल्शियम व कार्बोनेट हे आयन (विद्युत्भारित अणू वा अणुगट) विरघळतात.

भूमिजलात लोह, अँल्युमिनियम, सिलिका, बोरॉन, फ्ल्युओराइड, सिलिनियम इ. घटक अल्प प्रमाणात आढळतात. भूमिजलात सांडपाणी मिसळल्यास त्यात प्राण्यांच्या व मानवाच्या आतड्यांतील अनेक सूक्ष्मजंतू प्रवेस करतात. हे पाणी पिण्यात आल्यास अनेक रोग फैलावण्याचा संभव असतो.


भूमिजल पृष्ठाच्या पातळीतील बदल : विमुक्त जलधारक खडकातील पाण्याचे भूमिजल पृष्ठ अथवा प्रतिबद्ध जलधारक खडकातील पाण्याचे दाबपृष्ठ त्या ठिकाणाचा दाब वातावरणाच्या दाबाहून जास्त आहे याचे द्योतक असतात. भूमिजलाच्या दाबामध्ये कोणत्याही प्रकारे बदल झाला, तर भूमिजल पृष्ठाच्या अथवा दाबपृष्ठाच्या पातळीत बदल होतो. भूमिजलाच्या साठ्यात वाढ झाली अथवा घट झाली, तर त्याचा परिणाम पाण्याच्या पातळीवर होतो. फ्रिअँटोफाइट वनस्पतींची (उदा., सीडार, ग्रीसवुड, वाळुंज, आल्फा आल्फा) मुळे जमिनीत खोलवर जातात व भूमिजल शोषतात. यामुळे भूमिजल पृष्ठाची पातळी खाली जाते. याखेरीज हवामानातील बदल, समुद्राची भरती, वातावरणाचा दाब, भूकंप इत्यादींमुळे प्रतिबद्ध जलधारक खडकातील पाण्याची पातळी-दाबपृष्ठ-बदलते. आपल्या जरूरीनुसार मानव भूमिजलाच्या पाण्याची पातळी बदलू शकतो.

समुद्रकिनाऱ्यावरील भूमिजल : समुद्राचे पाणी खारे असते. किनाऱ्यावरील जलधारक खडकांतील पाणी गोडे असते. समुद्रकिनाऱ्यावरील मानवी वसाहतीमुळे आणि शेती व उद्योगधंदे यांच्या विकासामुळे तेथील गोड्या पाण्याची मागणी वाढत आहे. गोड्या पाण्याच्या जलधारक खडकांतून पाण्याचा उपसा सतत करीत राहिल्यास अशा खडकांमध्ये समुद्रातील खारे पाणी प्रवेश करते. त्यामुळे किनाऱ्यावर खणलेल्या गोड्या पाण्याच्या विहिरींतील पाणी खारे होते. खारे पाणी व गोडे पाणी यांच्या घनतेत फरक आहे. गोडे पाणी खाऱ्या पाण्यापेक्षा हलके असल्यामुळे ते पृष्ठभागाजवळ येते. भूमिजलाच्या प्रवहनामुळे किनारपट्टीतील भूमिजल पृष्ठ क्षितिजसमांतर राहत नाही व ते कलते

  

(आ. ६).

आ. ६. समुद्रकिनाऱ्यावरील विहिरीत खाऱ्या पाण्याचे आक्रमण : (१) खारे पाणी, (२) गोडे पाणी, (३) समुद्र, (४) हवा, (५) झिरप पृष्ठ, (६) भूपृष्ठ, (७) भूमिजल पृष्ठ, (८) विहीर, (९) गोड्या व खाऱ्या पाण्यातील आंतरपृष्ठ.

खाऱ्या पाण्याचे हे आक्रमण समुद्रकिनाऱ्यावरील विमुक्त व प्रतिबद्ध या दोन्ही प्रकारांच्या जलधारक खडकांवर होते. हे आक्रमण कशा प्रकारे होते याबाबत डब्ल्यू. बॅडन धायबेन व बी. हर्झबर्ग या यूरोपियन शास्त्रज्ञांनी १८९०-१९०० या कालखंडात महत्त्वाचे संशोधन केले आहे. या आक्रमणामुळे किनाऱ्यावरील ज्या गोड्या पाण्याच्या विहिरींत खारे पाणी येऊ लागते त्या निरूपयोगी ठरतात. कित्येकदा अशा विहिरींत गोड्या पाण्याचे अंतःक्षेपण(पंपाच्या साहाय्याने पाणी जलधारक खडकात घुसविणे) करतात. बऱ्याच वेळा भूपृष्ठाखालून खारे पाणी गोड्या पाण्याच्या जलधारक खडकांमुळे येऊ नये म्हणून खोल पाया घातलेल्या व किनाऱ्यास समांतर असलेल्या भिंती (अधःपृष्ठीय भिंती) बांधतात.

भूमिजलाचा शोध : भूपृष्ठाची पाहणी करून काही वेळा भूमिजल कोठे आढळेल याविषयी व काही विशेष परिस्थितीत भूमिजलाच्या गुणवत्तेसंबंधीही माहिती मिळू शकते पण भूपृष्ठीय पद्धती फारशा सुलभ नसून त्यांनी नेहमीच पाहणी यशस्वी होऊ शकेल, असे नाही. तथापि या पद्धती सामान्यतःअधःपृष्ठीय पाहणीपेक्षा कमी खर्चाच्या असतात.

भूपृष्ठीय पद्धती  : फार पूर्वीपासून भूमिजलाच्या शोधाकरिता ‘दैवी’ काठीचा उपयोग करण्यात येत आहे. ही काठी द्विशाखी म्हणजे इंग्रजी   अक्षराच्या आकाराची असून तिच्या शाखा दोन हातांत धरून एखाद्या स्थानिक क्षेत्रात हिंडले असता ज्या ठिकाणी जमिनीखाली पाणी असेल तेथे या काठीचा दांडा खाली वळतो असा काही पाणाड्यांचा (जलशोधकांचा) दावा आहे (भूमिजल शोधनाच्या या पद्धतीला इंग्रजीत ‘जल चेटूक’ अशा अर्थाची संज्ञा रूढ आहे). पायाळू माणसाला भूमिजलाचे अस्तित्व कळू शकते, असेही मानले जाते. तथापि या दोन्ही पद्धतींना कोणताही वैज्ञानिक आधार असल्याचे अद्यापि सिद्ध झालेले नाही. ‘भूमिजलाच्या नद्या’ पोकळीरहित घन खडकांतून पार जातात व पर्वरांगांखालून वाहतात, अशाही एक समजूत प्रचलित आहे.

खनिज तेल व इतर खनिजांचे साठे यांच्या पूर्वेक्षणासाठी (एखाद्या क्षेत्रात उपयुक्त खनिजाचा आर्थिक दृष्ट्या पुरेसा मोठा साठा आहे की नाही, हे ठरविण्यासाठी करण्यात येणाऱ्या निरीक्षणाच्या व तपासणीच्या कार्यासाठी) ज्या भूभौतिकीय पद्धती विसाव्या शतकात विकसित करण्यात आलेल्या आहेत, त्या भूमिजलाच्याही स्थाननिश्चितीसाठी व विश्लेषणासाठी उपयुक्त ठरल्या आहेत [ ⟶ खनिज पूर्वेक्षण]. भूभौतिकीय पद्धतींनी भूपृष्ठाच्या विविध भौतिक गुणधर्मातील (उदा., घनता, चुंबकत्व, विद्युत् रोधकता इ.) फरक वा विसंगती मोजण्यात येतात. अनुभव व संशोधन यांमुळे या गुणधर्मांतील फरकांवरून भूवैज्ञानिक संरचना, खडकाचा प्रकार, त्याची सच्छिद्रता, जलधारकता आणि पाण्याची गुणवत्ता यांसंबंधी अनुमाने काढता येणे शक्य झाले आहे. या पद्धतीपैकी विद्युत् रोधकता व भूकंपीय पद्धती भूमिजलाच्या पूर्वेक्षणासाठी विशेष उपयुक्त ठरल्या आहेत.


भूवैज्ञानिक पाहणी हा या कामासाठी दुसरा एक पर्याय आहे. अगोदरच उपलब्ध असलेल्या भूवैज्ञानिक माहितीला क्षेत्रीय पहाणीची जोड देऊन भूमिजल परिस्थितीचा कच्चा अंदाज बहुधा मिळू शकतो. भूमिजलाच्या उपलब्धतेचे मूल्यांकन करण्यातील हा पहिला टप्पा मानणे अधिक योग्य होईल, कारण याकरिता कोणतीही खर्चिक साधनसामग्री लागत नाही आणि भूवैज्ञानिक संघटन व संरचना यांच्या संबंधीच्या माहितीवरून इतर पद्धतींची क्षेत्रीय पहाणी करण्याची जरूरी आहे की काय, याचाही अंदाज करता येतो. एखाद्या प्रदेशातील निक्षेपण (द्रव्य साचण्याच्या) व क्षरण (धूप होण्याच्या) घटनांच्या माहितीवरून जलधारक शैलसमूहांची विस्तृतता व नियमितता यांचे निर्देशन होणे शक्य असते. शैलसमूहाच्या प्रकारावरून त्यात किती पाणी आढळू शकेल हे सूचित होते. एखाद्या शैलसमूह घरगुती पाणीपुरवठ्यासाठी पुरेसा ठरेल पण औद्योगिक वा नागरी पुरवठ्यासाठी अगदीच असमाधानकारक असणे शक्य असते. क्षेत्राचे ⇨ स्तरविज्ञान  व त्याचा भूवैज्ञानिक इतिहास यांवरून वरच्या अनुपयुक्त स्तरांखालील जलधारक खडक, या खडकांतील सातत्य व त्यांची परस्परांतील जोडणी किंवा महत्त्वाच्या जलधारक खडकांच्या सीमा यांसंबंधीची माहिती मिळणे शक्य असते. वरील थराची जाडी व त्याचे स्वरूप, तसेच जलधारक शैलसमूहाची नती (क्षितिजसमांतर पातळी व खडकांचा थर याच्यातील कोन) यांवरून पाणी मिळविण्यासाठी किती खोल खोदाई करावी लागेल, याचा अंदाज करता येतो.

तिसरा एक पर्याय म्हणजे कृत्रिम उपग्रहांद्वारे वा विमानांद्वारे घेतलेल्या विस्तृत भूपृष्ठाच्या हवाई छायाचित्रांचे अर्थबोधन करणे हा होय. प्रादेशिक वैशिष्ट्यांवर भूमिजलाचा आढळ बऱ्याच मोठ्या प्रमाणावर अवलंबून असल्याने हवाई छायाचित्रांवरून याबाबत मौलिक माहिती मिळू शकते. वनश्री, भूरूप व जमिनीचा उपयोग, जलनिकासाचा आकृतिबंध, क्षरण, रंग आणि खास भूवैशिष्ट्ये (उदा., सोपान रचना, गाळाची मैदाने इ.) हवाई छायाचित्रांत सुलभतेने दिसून येतात आणि ती अधःपृष्ठीय परिस्थितीची निदर्शक असतात. एखाद्या पाहणीखालील प्रदेशाच्या भागांची क्रमशःछायाचित्रे घेऊन मग ही छायाचित्रे सर्व प्रदेशाचा संकलित नकाशा मिळेल अशा प्रकारे एकत्रित करतात. याचा अभ्यास करून व प्रत्येक्ष छायाचित्र-जोडीचा त्रिमितीय अभ्यास करून [ ⟶ त्रिमितिदर्शन] निचरा वा मृदा नकाशे तयार करता येतात. यांचा उपयोग मग भूमिजल पूर्वसूचक नकाशे तयार करण्यासाठी होतो. हवाई छायाचित्रांवरून तयार केलेल्या भूमिजल नकाशांच्या साहाय्याने भूमिजल पुरवठ्याच्या बाबतीत किमान व महत्तम आशादायक असलेल्या क्षेत्रांत भेद करता येतो. असे नकाशे परीक्षणासाठी छिद्रण करण्याची स्थाने निवडणे, भूमिजल पाहणीचा खर्च कमी करणे, मोठ्या प्रमाणावर पाणीपुरवठा लागणाऱ्या औद्योगिक कारखान्यांसाठी योग्य स्थाने शोधणे इत्यादीसाठी उपयुक्त असतात.

भूमिजलाच्या शोधाकरिता लँडसॅट मालिकेतील उपग्रहांद्वारे दूरवर्ती संवेदनाग्रहण तंत्र [ ⟶  संवेदनाग्रहण, दूरवर्ती] वापरून पृथ्वीवरील विविध विस्तृत प्रदेशांचे नकाशे तयार करण्यात आले आहेत. या उपग्रहांद्वारे कमी खर्चात कोणत्याही प्रदेशाची माहिती उपग्रहाच्या कक्षीय परिभ्रमणामुळे १८ दिवसांतून एकदा याप्रमाणे पुनःपुन्हा मिळविता येते. या तंत्रात विद्युत् चुंबकीय वर्णपटातील विविध पट्ट वापरून [उदा., दृश्य, सूक्ष्मतरंग रडार, अवरक्त इ. ⟶विद्युत् चुंबकीय प्रारण] संगणकाद्वारे (गणक यंत्राद्वारे) पृथ्वीची अधिक भेददर्शक दृश्य छायाचित्रे (प्रतिमा) मिळविण्यात येतात आणि त्यांवरून लहान प्रमाणाचे भूवैज्ञानिक नकाशे चांगल्या प्रकारे तयार करता येतात. उपग्रहांद्वारे मिळालेल्या छायाचित्रांच्या जोडीला कमी उंचीवरून विमानांतून दूरवर्ती संवेदनाग्रहणाने वा अन्य प्रकारे घेतलेल्या हवाई छायाचित्रांवरून मिळालेल्या माहितीचा उपयोग केल्यास प्रत्यक्ष भूपृष्ठावर कराव्या लागणाऱ्या क्षेत्रीय कार्यात पुष्कळ बचत होते. तमिळनाडू राज्याच्या सार्वजनिक बांधकाम खात्याच्या भूमिजल विभागाने संपूर्ण राज्याची लँडसॅट उपग्रहाद्वारे छायाचित्रे मिळविली असून त्यांचा उपयोग मोठ्या प्रमाणावर भूमिजल विकास करण्यास योग्य अशा प्रदेशाचे रेखन करण्याकरिता आणि राज्याचे भूवैज्ञानिक, जलभूवैज्ञानिक व इतर प्रकारचे अचूक नकाशे बनविण्यात आले आहेत.१ : ५०, ००० या प्रमाणाच्या लँडसॅट कृष्णधवल छायाचित्रांचा अभ्यास करून तमिळनाडूतील प्रमुख विभंग (तडे) व इतर कमी महत्त्वाचे भंग दर्शविणारा नकाशा तयार करण्यात आला आहे. भारतातील भूमिजलाचा अंदाज मिळविण्यासाठी दूरवर्ती संवेदनाग्रहण तंत्राचा उपयोग करण्याच्या दृष्टीने तपशीलावर अभ्यास करण्यासाठी मद्रासच्या नैर्ऋत्येकडील पालार नदीखोरे निवडण्यात आले होते.

वरील सर्व पद्धती भूमिजलाचे फक्त अप्रत्यक्षपणे अस्तित्व निर्देशित करतात कारण यांत अधःपृष्ठीय जलविज्ञानीय माहिती ही पृष्ठीय माहितीद्वारेच मिळवावी लागते. त्यामुळे तिच्या योग्य अर्थबोधनासाठी पृष्ठीय माहितीला अधःपृष्ठीय पाहणीवरून मिळविण्यात येणारी माहिती पुरक म्हणून वापरणे आवश्यक ठरते.

अधःपृष्ठीय पद्धती : भूमिजलाचा व ते ज्या परिस्थितीत आढळते तिचा तपशीलवार व व्यापक अभ्यास करणे अधःपृष्ठीय पाहणीनेच शक्य असते. एखाद्या जलधारक खडकांसंबंधीची (त्याचे स्थान, जाडी, संघटन, पार्यता व भूमिजल प्राप्ती) अथवा भूमिजलांसंबंधीची (त्याचे स्थान, हालचाल, गुणवत्ता इ.) परिमाणात्मक माहिती अधःपृष्ठीय तपासणीने मिळू शकते. हे सर्व अधःपृष्ठीय तपासणीचे कार्य पूर्णपणे भूपृष्ठावरील कर्मचारी भूपृष्ठाखाली ठेवलेल्या साधनांद्वारेच करीत असतात. परीक्षण छिद्रणावरून भूपृष्ठाला लंब असलेल्या रेषेतील निग्मस्तरांसंबंधीची माहिती मिळते. कूप-अभिलेखन (नळीच्या आकाराच्या खणलेल्या विहिरीतील एका खाली एक आढळणाऱ्या खडकांच्या व त्यांतील प्रवाही पदार्थाच्या गुणधर्मांच्या क्रमवार नोंदणी करण्याच्या) तंत्राने खडकांचे गुणधर्म, पाण्याची गुणवत्ता, विहिरीच्या पोकळीचे आकारमान व भूमिजलाच्या हालचालीची त्वरा यांसंबंधीची माहिती मिळते. या माहितीमुळे विहिरीकरिता योग्य स्थान निवडणे, बांधकाम व विकास करणे या बाबतींत मोठी मदत होते. वरील तंत्रे खनिज तेल व इतर खनिजांच्या साठ्यांच्या पूर्वेक्षणात वापरण्यात येणाऱ्या तंत्रांसारखीच असून त्यांचे तपशीलवार वर्णन ‘खनिज तेल’ व ‘खनिज पूर्वेक्षण’ या नोंदीत दिलेले आहे. 


भूमिजलाचा नैसर्गिक साधनसंपत्ती म्हणून परिणामकारकपणे उपयोग करण्यासाठी या उपयोजनामुळे पाण्याच्या उपलब्धतेवर काय परिणाम होतील याचे पूर्वानुमान करणे आवश्यक असते. जेव्हा भूमिजल पाणीपुरवठ्याची वापरण्यात येते तेव्हा उत्पादक विहिरीतील व जवळपासच्या विहिरींतील पाण्याच्या पातळीने निर्देशित होणारी जलधारणा खडकातील स्थितिज ऊर्जा पूर्वानुमान करताना लक्षात घेणे अत्यावश्यक असते. भूमिजल साठ्यामध्ये होणाऱ्या बदलांविषयी अनुमाने काढण्यासाठी सांख्यिकीय (संख्याशास्त्रीय) वा नियतिवादी (निसर्गनियमांना अनुसरून घडणाऱ्या घटनांवर आधारलेल्या) प्रतिकृती वापरण्यात येतात.

गुणवत्ता : जगातील मोठ्या प्रमाणावरील शहरीकरण व औद्योगिकीकरण प्रक्रियेमुळे भूमिजलाच्या उपलब्ध राशीइतकेच त्याच्या गुणवत्तेला महत्त्व प्राप्त झाले आहे. भूमिजलाच्या विकासाची त्वरा व वापर वाढत चाललेला असून पाण्याचा पुनर्वापर करून सुद्धा त्याचे पुरेसे परिरक्षण न केल्यामुळे त्याच्या गुणवत्तेवर अनिष्ट परिणाम होत आहे. शहरीकरण व औद्योगिकीकरण यांमुळे भूमिजलाच्या प्रदूषणाची समस्या गंभीर होत चाललेली असल्याने भूमिजलाच्या गुणवत्तेच्या अभ्यासाला मोठी चालना मिळालेली आहे. प्रदूषित भूमिजलाचे क्षेत्र बंदिस्त करण्याच्या वा असे भूमिजल काढून टाकण्याच्या उपायांच्या परिणामकारकतेचा प्रकृतींद्वारे अभ्यास करण्यात येत आहे [ ⟶प्रदूषण]. भूमिजलाची आवश्यक गुणवत्ता ते कोणत्या कामाकरिता वापरावयाचे आहे त्यावर अवलंबून असते. पिण्याचे पाणी, उद्योगधंद्यांना लागणारे पाणी व शेतीकरता लागणारे सिंचाईचे पाणी यांच्या आवश्यक गुणवत्ता पुष्कळच निरनिराळ्या असतात. गुणवत्ता कसोट्या ठरविताना रासायनिक, भौतिक व सूक्ष्मजंतूंशी निगडित असलेले घटक यांचा विनिर्देश करणे आवश्यक ठरते म्हणजे त्याप्रमाणे पाण्याच्या विश्लेषणाच्या प्रमाणभूत पद्धती ठरविण्यात येतात. यावरून भूमिजलाच्या गुणवत्तेच्या सीमा निर्धारित करून भूमिजलाचे योग्य परिक्षण व विकास करण्यासाठी मार्गदर्शक तत्वे मांडता येतात. [ ⟶ पाणीपुरवठा सिंचाई].

पहा : जलविज्ञान विहीर.

संदर्भ : 1. Altovsky, M. Konoplyantsev, A. Manual for Systematic Study of the Regime of Underground Waters, Moscow,1959.

             2. Bear.J.Hydraulics of Groundwater, New York, 1979.

             3. Davis, S. N. De Wiest, R. J. M. Hydrogeology, New York, 1966.

             4. Freeze, R.A. Chery. J.A. Groundwater, Englewood Cliffs, N.J., 1979.

             5. Huisman. L. Groundwater Recovery, London, 1972.

             6. Todd. D. K. Ground Water Hydrology, New York. 1959.

             7. Tolman. C. F. Groundwater, New York, 1937.

गाडेकर, दि. रा.