Acque nel sottosuolo: permeabilità delle rocce, fattori e falde acquifere

Acque nel sottosuolo e permeabilità

Acque nel sottosuolo: permeabilità
delle rocce

permeabilità
= capacità delle rocce a
lasciarsi attraversare dall'acqua penetrata
nei pori e nelle fessure

Tipi di rocce in base alla permeabilità

rocce
permeabili
impermeabili
semipermeabili

Fattori della permeabilità

porosità
fessurazione
carsicità (secondario)Fattori della permeabilità:
porosità, fratturazione, carsicità

Vanì

A
B
C
E
F

• A = sedimenti ben classati (alta
  porosità);
• B = sedimenti mal classati (bassa
  porosità);
• C = sedimenti ben classati costituiti da
  clasti porosi (elevata porosità);
• D = sedimenti ben classati la cui
  porosità è stata diminuita da
  cementazione negli interstizi;
• E = rocce porose per carsicità
• F = rocce porose per fratturazione
  (From Meinzer, 1923)
  http://www.kgs.ku.edu/General/Geology/Pawnee/gifs/fig4.gif

Falda acquifera

Falda acquifera = accumulo di acqua nel
sottosuolo entro rocce permeabili al di
sopra di orizzonti impermeabili. Nelle
falde acquifere l'acqua scorre (deflusso
sotterraneo)

Falda
superficiale
Falda
profonda

Falda superficiale o freatica

pozzo
zona di
aerazione
zona di
transizione
superficie
freatica
frangia
capillare
corso d'acqua
o lago
acqua
freatica
zona di
saturazione
porosità per
fratturazione
roccia
compatta
substrato
impermeabile

Falda freatica o di superficie
=
accumulo di acqua nel sottosuolo al
di
sopra
del
primo
strato
impermeabile;
falda idrica a pelo libero, cioè la
superficie della falda (specchio
freatico) è
soggetta alla sola
pressione atmosferica
capillarità

Falda superficiale o freatica
Natural
conditions
Precipitation
Evaporation
Infiltration
Riparian zone
Water
table
Stream
ground water flow direction
Ground-water flow
Confining unit
http://ga.water.usgs.gov/edu/graphics/gwflowproblems1.gif

Falda superficiale o freatica
Strato
permeabile
sorgente
Infiltrazione dalle
precipitazioni
armatura per l'acqua di falda
i fiumi alimentano
Farqua di falda
deflusso sotterraneo
dell'acqua
roccia
condutture per
l'acqua di féléla
strato impermeabile
http://www.ilfiumepo.net/img/falda_big.jpg

Linee di flusso della falda freatica

Land surface
Water table
Sea
Freshwater
Zone: of dispersion
Saltwater
http://water.usgs.gov/ogw/
gwrp/saltwater/fig2.gif
Il recapito finale delle acque di una falda
acquifera (superficiale o profonda) può
essere il mare. Più o meno all'altezza
della linea di costa si forma una
superficie irregolare e inclinata verso
l'entroterra che è il limite tra acqua dolce
e acqua salata. Se la pressione dell'acqua
dolce è bassa, questo limite migra verso
l'entroterra e i pozzi costieri iniziano a
pescare acqua salata.
SUPERFICIE TERRESTRE
SUPERFICE FREATICA
LIVELLO MARINO
LINEE/ DI FLUSSO
ACQUA FREATICA DOLCE
FALDA D'ACQUA SALATA

Oscillazioni della falda freatica

INNALZAMENTO DEL LIV.
DI FALDA DURANTE UN
LUNGO PERIODO DI PIOGGIA
SUP. FREATICA
ABBASSAMENTO DEL LIV.
DI FALDA DURANTE UN
LUNGO PERIODO DI SICCITÀ
La superficie fretatica di
una
falda
acquifera (superficiale o profonda) sale
durante
i
periodi di precipitazioni
abbondanti, scende durante i periodi di
basse precipitazioni)

Modifiche della falda freatica

Pozzo
secco.
Pozzo
Cono di Emungimento
Figura 9-20. Se l'acqua viene estratta da un pozzo più ra-
pidamente di quanto possa essere sostituita dal flusso sotter-
raneo, si forma un cono d'emungimento, che può effettiva-
mente abbassare la piezometrica su una vasta area,
rendendo improduttivi i pozzi poco profondi delle vicinanze.
Tom L. Mcknight - Darrel Hess
GEOGRAFIA FISICA
Comprendere il paesaggio
Francesco Dramis
PICCINA

Recharge area
Land surface
Unconfined aquifer
Modifiche falda
freatica
http://pubs.usgs.gov/circ/
circ 1186/images/fig13.gif
Confining detil
B
Ground-water
and surfar
Water table
Unconfined aquifer
Confining unti
₲
Qz
And surlac
-Water table
Unconfined aquifer
Ground Water
Evaporation
Precipitation
000
Pumping
Well
Infiltration
Water Table
Stream
Ground-Water Flow Direction
Ground-Water Flow
http://www.pdywaterinfo.org/useful_inform
ation/ground_water_concepts/ground-
water%20cycle.jpg
Confining Link

Falda profonda

Falda profonda = accumulo di acqua nel
sottosuolo a grandi profondità;
generalmente senza interazione con il
reticolo fluviale superficiale (eccetto le
sorgenti sulla terraferma)

Falda libera
Falda imprigionata
Falda artesiana
Falda in pressione

Falda profonda imprigionata

Zona di alimentazione
della falda imprigionata
Zona di alimentazione della falda libera
Pozzo freatico
Pozzo in pressione
Pozzo artesiano
Pozzo freatico
L
Ghiaia
Sabbie permeabile
Argille Impermeabili
Arenaria permeabile
Marne Impermeabili
Falde profonda imprigionata = falda idrica limitata fra due orizzonti
impermeabili caratterizzata da essere in pressione a causa del carico
piezometrico
Se dopo aver effettuato un pozzo l'acqua viene a giorno da sola si
parla di falda artesiana, diversamente si parla solo di falda in pressione

Falda artesiana

Pozzo artesiano ormai in mare a Foce F. Ofanto

Falda profonda libera

Falde profonda libera = falda idrica presente a grande
profondità dovuta ad accumulo di acqua in cavità o fessure
e che scorre liberamente
Corsi d'acqua sotterranei

Classificazioni delle sorgenti: genetica

Sorgenti di deflusso semplice o d'impregnazione

1. Sorgenti di deflusso semplice o d'impregnazione, derivanti da
impregnazione idrica di masse litologicamente omogenee che sono
permeabili nelle parti superficiali ed impermeabili nell'interno o in
profondità.
S
1b

Sorgenti di emergenza o di valle

2. Sorgenti di emergenza, o di valle, determinate dalla circostanza che la
superficie topografica della valle intercetta la superficie freatica.
Questo può essere dovuto a:
a) ad innalzamento della superficie freatica;
b) a cause morfologiche o tettoniche che deprimono invece la superficie del suolo,
cause per lo più connesse con l'escavazione fluviale.
2b
OS
OS
2a

Sorgenti di versamento o di strato

3. Sorgenti di versamento o di strato, nelle quali l'acqua è guidata all'esterno da
un fondo impermeabile sottostante allo strato permeabile e litologicamente diverso
da esso. Si verificano dove il livello permeabile si interrompe.
3b2
3a2
S
S

Sorgenti di trabocco

4. Sorgenti di trabocco, ossia di sfioramento di falde acquifere; sono dovute:
a) alla presenza di una conca tettonica o morfologica in cui si deprime il fondo
impermeabile di una falda freatica (1- conca tettonica, 2- craterica, 3- lacustre
colmata);
b) ad uno sbarramento della corrente freatica;
c) a rigurgito di acque artesiane per la presenza di ostacoli che ne limitano il
passaggio.
S
S
S

Sorgenti artesiane in senso lato

5. Sorgenti artesiane in largo senso, cioè sorgenti ascendenti per pressione
idrostatica.
Anche qui si possono avere casi svariati:
a)
sbocco di falde artesiane normali;
b)
anticipato sbocco di falde artesiane per frattura;
c)
sorgenti di fessura in pressione;
d)
sorgenti carsiche in pressione;
e)
sorgenti artesiane subacquee;
f)
sorgenti carsiche subacquee.
5f
5a
5c
S
5d

Sorgenti ascendenti per pressione di gas

6. Sorgenti ascendenti per pressione di gas.
In questo gruppo sono comprese due categorie di sorgenti la cui genesi è
profondamente diversa, e cioè:
a) sorgenti ascendenti per pressione di idrocarburi, ossia gas di origine esogena;
b) sorgenti ascendenti per pressione di gas di origine magmatica, più di frequente
vapor d'acqua e anidride carbonica.
.........
Si
SC
t
6b
Geysir Islanda (2005)