Dal continente arriva una certa quantità d’acqua che viaggia nel sottosuolo, penetra nel mare e si mischia con l’acqua salata. In figura è mostrato il livello freatico e il livello del mare e una zona di contatto tra l’acqua dolce che viene dal continente e l’acqua salata che si trova nei terreni al di sotto del mare. Questa interfaccia (interfaccia salina) potrebbe avere la forma come in figura, perché più pesante e quindi tende a piazzarsi al di sotto di quella dolce (fino al piede del cuneo). In realtà questa interfaccia non è netta ma si tratta di una zona di transizione in cui l’acqua dolce si mischia lentamente con l’acqua salata diventando prima leggermente salmastra, poi salmastra, fortemente salmastra fino a diventare acqua salata. N.B. sotto il livello del mare è possibile trovare acqua dolce.
• Equilibrio idrostatico all’interfaccia
Supponiamo che la falda si trovi a 5 metri sopra il livello del mare (h). Poi c’è ancora acqua dolce sotto il livello del mare fino ad una profondità H. In condizioni stazionarie questa superficie (interfaccia salina) è ferma, in questo caso la pressione dell’acqua dolce che agisce in questa direzione (freccia rossa) deve essere uguale alla pressione dell’acqua salata nello stesso punto (A figura sopra).
Se vincesse una delle due sposterebbe la superficie fino ad una nuova posizione che non può succedere perché siamo in una condizione stazionaria. Per valutare le pressioni che agiscono in questo puntobisogna considerare l’altezza che va dalla superficie della falda fino al punto che stiamo considerando (H+h) per γd (nel caso di acqua dolce) e γs (nel caso di acqua salata). N.B. d ed s significano acqua dolce e acqua salata solo in questo caso. La pressione che agisce nel punto A in orizzontale non varia, allora è la stessa che agisce nel punto B e possiamo scrivere: H*γs. Ricaviamo H=𝛾𝑑/(𝛾𝑠−𝛾𝑑)= Gh dove G è il coefficiente di Ghyben-Herzberg. G mi dice quante volte H è maggiore di h
γd = 1000 kg/m3 , γs vale in media 1025 kg/m3 , G vale mediamente 40.
Supponendo h 5m otteniamo che H vale 200 (H=G*h=40*5=200).
Ci sono dei limiti in questa analisi, innanzitutto perché lo schema suppone un contatto netto ma in realtà si tratta di una fascia. Secondo, la via d’uscita (linea di costa) in figura è schematizzato con un punto e quindi le velocità dovrebbero essere infinite (portata=velocità*area). Terzo, l’acqua che arriva da monte si trova in condizione idrodinamiche e tende a spingere questa superficie, che in realtà si trova appunto più avanti per effetto della spinta del moto dovuto all’acqua dolce. Ma se si trova più avanti, H aumenta perché G aumenta, e quindi il nostro calcolo è a vantaggio di sicurezza.
• Effetti degli emungimenti
Il fattore che più influenza il fenomeno dell’intrusione marina è il prelievo di acqua attraverso l’utilizzo di pozzi. Si parla di intrusione dal basso o up-coming. In questo caso, la massa di acqua salata, soggiacente alle acque dolci di falda, è richiamata verso l’alto da una depressione generata dall’estrazione da un pozzo di captazione. Primo effetto di tale fenomeno sull’acquifero è la riduzione della disponibilità di acqua dolce. Basta infatti una contaminazione di meno dell’ 1% di acqua marina per rendere inutilizzabile la risorsa a scopo potabile e spesso anche agricolo. Inoltre, l’intrusione marina modifica la chimica dei suoli, riducendo la loro fertilità. Per ogni metro di abbassamento della superficie freatica mediamente il livello di acqua salata s’innalza di 40 metri perché il rapporto è 1 a 33-50; ovviamente il fenomeno non è immediata. Inoltre, abbiamo il processo inverso, cioè pur vietando l’emungimento di acqua lungo in prossimità delle coste, l’acqua salata per inerzia tende a restare ferma e impiega diversi anni per tornare nella posizione iniziale.
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