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Marco Materazzi

Università di Camerino

Scuola di Scienze Ambientali

Tel: 0737-402603

E-mail: [email protected]

Materazzi M. - Corso “Idrogeologia”: Lezione 1 – Introduzione: il ciclo dell'acqua, l'acqua nel terreno e gli acquiferi

“The science of hydrology would be relatively simple if water were be unable torelatively simple if water were be unable to penetrate below the earth’s surface”

Harold E ThomasHarold E. Thomas

“E’ indice di una mente istruita l’essereE indice di una mente istruita l essere soddisfatti del grado di precisione che il soggetto permette………………p

e non cercare l’esattezza dove solo un’approssimazione della verita’ e’ possibile”

AristoteleAristoteleAristoteleAristotele


L’ONU ha dichiarato il periodo che va dal 2005 al 2015, il decennio internazionale dell’azione “Acqua per la Vita”internazionale dell azione Acqua per la Vita .L’acqua dolce rappresenta meno del 2,5% dell’acqua disponibile sulla terra. Attualmente, più di un miliardo e mezzo di persone non ha accesso all’acqua potabile.potabile. Le Nazioni Unite stimano che, tra 25 anni, due terzi della popolazione mondiale non avranno accesso all’acqua potabile e che questa potrebbe diventare una fonte di conflitto in almeno 300 zone del mondo. La scienza e la società devo dare delle immediate risposte, in sinergia.


Fonte: UNESCO, 2003


Fonte: FAO, 2007


Disponibilità effettiva in Italia (calcolata escludendo le perdite naturali eDisponibilità effettiva in Italia (calcolata escludendo le perdite naturali e considerando le possibilità di captazione) = 3125 m3/anno x persona*

Media U.E. = 4230 m3/anno x persona*(* dati Aquastat – FAO’ System Information on Water Resources, 2008)

ONU – 40 litri/giorno acqua potabile “Diritto minimo per persona” (14.5 m3/anno per persona)

ITALIA – 250 litri/giorno (91.2 m3/anno per persona)

EUROPA – 165 litri/giorno (60.2 m3/anno per persona)

MOLTO SUPERIORE ALLA SOGLIA DI STRESS IDRICO

(1000/1700 oppure 500 m3/anno totali x persona)

RISPOSTA: “L’acqua c’è..”


Profilo schematico acque sotterranee


In un mezzo poroso l’acqua può essere mobilizzata o no a secondaIn un mezzo poroso l acqua può essere mobilizzata o no a seconda della presenza di differenti sistemi di forze

grain

In un mezzo poroso possiamotrovare differenti situazioni infunzione della relazione fra lefunzione della relazione fra leforze di attrazione molecolare ela distanza fra I singoli grani


Quattro “tipi” di acquaQuattro “tipi” di acqua1. Acqua di adsorbimento

(igroscopica)

Adsorption water Pendular water

(igroscopica)

2. Acqua pellicolare (adesione)

Questi due tipi rappresentanoQuesti due tipi rappresentanol’acqua di “ritenzione” che puòessere rimossa solo medianteprocedure di laboratorioprocedure di laboratorio

3. Acqua capillare (continua o no) Capillary water Gravitational water

4. Acqua “Gravifica”

Quest’ultima categoria t l’ h òrappresenta l’acqua che può

muoversi liberamente o essere captata

Le stesse considerazioni possono essere fatte anche riferendosi ad un mezzo fessurato


L’acqua nelL acqua nel terreno (Celico,

1988)

Tipi di acqua nel terreno (Celico, 1988)


Definizione di Acquifero (..dipende dal punto di vista)

….Dal punto di vista del GeologoComplesso roccioso nel quale sono presenti e circolanoComplesso roccioso nel quale sono presenti e circolano con continuità acque sotterranee.

…..Dal punto di vista dell’IngegnereUna unità geologica che può immagazzinare e trasmettereUna unità geologica che può immagazzinare e trasmettere acqua con portate sufficienti per lo sfruttamento


Acquifero (aquifer): unità geologica capace di immagazzinare e trasmettered l ità ffi i t ll i hi t di iù iacqua ad una velocità sufficiente alla richiesta di uno o più pozzi

Livello impermeabile (confining layer): unità geologica con una permeabilitàintrinseca minore di 10-2 darcy (valore comunque arbitrario e dipende daintrinseca minore di 10 darcy (valore comunque arbitrario e dipende dacondizioni locali). Può essere definito come:

•Acquiclude: roccia o terreno impermeabile (es; argilla) contenente unaquantità d’acqua che non è però libera di fluire liberamente.

•Acquifuge: roccia compatta (es; granito) che non cotiene acqua se non int li id tti i ll’i t di i lipercentuali ridottissime all’interno di minerali

•Livello semipermeabile o Aquitard (o leaky confining layer): livello a bassapermeabilità che può immagazzinare acqua e trasmetterla moltopermeabilità che può immagazzinare acqua e trasmetterla moltolentamente da un acquifero all’altro.


Acquifero libero (unconfined aquifer- water table aquifer): acquifero delimitato alla baseda un livello impermeabile; il livello della tavola d’acqua è libero di oscillare in sensoverticale e la ricarica può avvenire attraverso flussi verticali o laterali (meno comunifenomeni di ascesa dal basso)fenomeni di ascesa dal basso)

Acquifero confinato (confined or artesian aquifer): acquifero delimitato alla base ed altetto da livelli impermeabili; il livello della tavola d’acqua non è libero di oscillare el’aumento di carico idraulico viene espresso da un aumento di pressione (in questo casol aumento di carico idraulico viene espresso da un aumento di pressione (in questo casonon si parla di tavola d’acqua ma di superficie potenziometrica. La ricarica può avvenirelateralmente (ove l’acquifero affiora e diviene una zona di ricarica (vedi figura) o dall’altoattraverso livelli semipermeabili.

Acquifero libero Acquifero confinato


Aquifero sospeso (perched aquifer): comune nei terreni alluvionali, si origina per lapresenza di lenti impermeabili all’interno di un livello acquifero.

A if i fi t (l k fi d t i if l k fi d h tiAcquifero semiconfinato (leaky confined or artesian aquifer; leaky unconfined or phreatic aquifer): acquifero limitato da livelli semipermeabili che permettono un debole passaggio da una falda all’altra. La distinzione viene fatta a seconda del livello dell’indagine.

Acquifero (o falda) con drenaggio ritardato: simile all’acquifero libero ma con la partesuperiore di permeabilità minore, cosicché si continua ad avere un drenaggio verticaleanche dopo un certo intervallo di pompaggio di un pozzo

ACQUIFERO SEMILIBERO ACQUIFERO SEMICONFINATO


Tipi di acquiferi


Significant features of this depictionof part of a regional ground-water-flow system include

(1) local ground-water subsystems inthe upper water-table aquifer thatdischarge to the nearest surface-water bodies (lakes or streams) andare separated by ground-waterare separated by ground-waterdivides beneath topographically highareas;

(2) a subregional ground-watersubsystem in the water-table aquifersubsystem in the water table aquiferin which flow paths originating at thewater table do not discharge into thenearest surface-water body but into amore distant one; and

(3) a deep, regional ground-water-flow subsystem that lies beneath thewater-table subsystems and ishydraulically connected to them. Thehydrogeologic framework of the flowhydrogeologic framework of the flowsystem exhibits a complicated spatialarrangement of high hydraulic-conductivity aquifer units and lowhydraulic-conductivity confining units.Th h i t l l f th fiThe horizontal scale of the figurecould range from tens to hundreds ofmiles.


A i lit t d ll di “ i i ” ( hAvviene solitamente dalle zone di “ricarica” (rechargeareas) verso le zone di drenaggio o di “scarica”(discharge areas). La determinazione di tali aree, cosìcome costruzione di mappe delle linee equipotenzialicome costruzione di mappe delle linee equipotenziali(linee dei punti che hanno lo stesso carico idraulico)avviene solitamente con l’ausilio dei dati acquisiti daipozzi. Dove non è possibile, si possono però trarre utilip p p pindicazioni di carattere generale sulla direzione delflusso dall’osservazione della TOPOGRAFIA.


Tuttavia bisogna prestare attenzione e fare una differenziazione fra il flusso a scala LOCALE ll l REGIONALELOCALE e quello a scala REGIONALE.

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