Le molecole d’acqua hanno una natura dipolare ed interagisce con altre molecole d’acqua con forze di natura elettrica ovvero il legame ad idrogeno. Nei liquidi dato che le molecole si muovono continuamente questi legami a idrogeno si formano e si rompono più volte restando sempre vicine fra loro. Se aggiungiamo energia, il moto e le vibrazioni delle molecole aumenta fino a rompere completamente i legami ad idrogeno e l’acqua inizia ad evaporare. In realtà non è necessario che l’acqua raggiunga i 100° per evaporare, basta che si rompono i legami elettrici. L’acqua può essiccare anche a temperatura ambiente legato proprio alla rottura dei legami.
Quando si deve effettuare un bilancio idrogeologico bisogna innanzitutto delimitare il dominio idrogeologico su cui si opera. In alcuni casi questa operazione è semplice (es. rilievo calcareo bordato da terreni impermeabili), in altri è più complessa (aree pianeggianti con variazioni litologiche in orizzontale e verticale, esistenza di strutture adiacenti con possibilità di interscambi idrici sotterranei, etc).
In taluni casi il bilancio idrogeologico può venire utilizzato per delimitare il bacino di alimentazione e cioè l’area del bacino è l’incognita del bilancio (Area=Voluscite /Hentrate).
Il bilancio viene effettuato per un anno idrologico medio (utilizzando un campione statisticamente valido dei dati di P, T, Qex) oppure viene riferito ad un anno idrologico in particolare. Nel primo caso ci deve essere uguaglianza tra entrate ed uscite (ΔW=0), nel secondo caso, o comunque quando il periodo di osservazione è breve, bisogna tenere conto della variazione delle riserve (ΔW=0) che ci può essere nel corso dell’anno idrologico.
Nella zona di Evapotraspirazione le precipitazioni vengono nuovamente immesse in atmosfera a causa dell’attività delle radici degli alberi e grazie alle foglie.
In genere in questa zona il terreno non è saturo d’acqua perché vengono sottratte sia l’acqua gravifica e sia l’acqua capillare, grazie all’azione delle piante.
Generalmente S (grado di Saturazione) è minore di 1, solo occasionalmente (durante piogge intense e prolungate) si satura per qualche ora o qualche giorno.
Poi l’acqua prosegue e si accumula, formando una falda idrica in quanto troverà una litologia impermeabile e quindi ne favorisce l’accumulo, per cui questa porzione di terreno avrà grado di saturazione S=1, cioè tutti i vuoti sono riempiti da acqua che si muove con moto prevalentemente orizzontale.
Poi vi è la Frangia Capillare, l’acqua che risale riempie tutti i vuoti per capillarità fino ad una certa altezza (calcolabile con formula hc).
Nel caso di depositi di terreno, si possono distinguere, al variare della profondità, zone a differente grado di saturazione e in cui l’acqua presente nei vuoti si trova in condizioni diverse. Partendo dalla superficie del piano campagna e procedendo verso il basso, si possono generalmente individuare.
− un primo strato superficiale di suolo vegetale, detto di evapotraspirazione, dove l’acqua di infiltrazione viene parzialmente ritenuta, ma in prevalenza assorbita dalle radici della vegetazione;
− un secondo strato, detto di ritenzione, in cui l’acqua presente è costituita principalmente da una parte significativa dell’acqua di infiltrazione che rimane aderente ai grani ed è praticamente immobile ed è detta acqua di ritenzione, che comprende l’acqua adsorbita e l’acqua pellicolare.
− un terzo strato, denominato strato della frangia capillare, caratterizzato prevalentemente dalla presenza di acqua capillare, quella che, per effetto delle tensioni superficiali, rimane “sospesa” all’interno dei vuoti, vincendo la forza di gravità.
Al di sotto di queste tre zone, che insieme costituiscono la cosiddetta zona vadosa, si trova la zona di falda (o acquifero).
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