Le acque sotterranee: le falde e le sorgenti

Le acque che giungono sulla superficie terrestre con le precipitazioni possono infiltrarsi nel sottosuolo e costituire le acque sotterranee; esse possono poi ritornare in superficie, o per mezzo di pozzi scavati dall'uomo o spontaneamente attraverso le sorgenti.

La velocità di percolazione e la quantità di acqua che si può accumulare nel sottosuolo dipendono dal grado di permeabilità delle rocce che lo formano, cioè dalla capacità di lasciarsi attraversare dalle acque, che a sua volta dipende dalla porosità delle rocce, dovuta alla presenza di interstizi tra i granuli costituenti la roccia. Rocce incoerenti, come le ghiaie e le sabbie, e rocce fessurate, quali calcari e dolomie fessurate, sono tra le più permeabili. I depositi sciolti più fini e le rocce compatte non fessurate (per esempio, i calcari compatti e in generale le rocce metamorfiche e quelle ignee) sono invece impermeabili.

Dello studio delle acque che scorrono sottoterra si occupa l'idrogeologia.

Le falde freatiche e le falde artesiane

Penetrate nel suolo per effetto della forza di gravità, le acque occupano pian piano tutte le cavità del terreno, riempiendo i microscopici spazi presenti tra granulo e granulo di rocce, che per questo motivo sono dette rocce-serbatoio o rocce acquifere: esse impregnano il sottosuolo finché non raggiungono uno strato di rocce impermeabili che ne ostacola l'ulteriore discesa e, accumulandosi negli interstizi, formano una falda acquifera, detta anche falda freatica. La superficie superiore della falda è detta superficie freatica: essa subisce delle oscillazioni stagionali, legate alla distribuzione delle precipitazioni nel corso dell'anno. Quando l'acqua che si infiltra supera la quantità di acqua rimossa dalle radici delle piante e dall'evaporazione, il livello della superficie freatica di solito sale, riempiendo tutti i pori delle rocce. Nei periodi secchi, la superficie freatica si abbassa e si riduce lo spessore della falda freatica. La zona al di sopra della falda freatica, cioè quella in cui il suolo e i sedimenti non sono saturi di acqua, ma occupati da aria, viene detta zona di aerazione.

Se la falda è compresa fra due strati impermeabili si ha una falda artesiana, confinata entro uno spazio limitato e nella quale l'acqua si trova in pressione. Mentre per le falde freatiche l'alimentazione proviene, praticamente, dall'intera superficie topografica che le sovrasta, a condizione che il terreno sia permeabile, per quelle artesiane le aree di alimentazione sono poste ai margini degli strati impermeabili sedimentari. Il sottosuolo non ospita in genere una sola falda, ma contiene più falde sovrapposte. Se si scava un pozzo che raggiunge una falda freatica, l'acqua rimane a livello della superficie della falda stessa e non emerge spontaneamente. Se invece il pozzo raggiunge una falda artesiana, dato che l'acqua è compressa fra due strati impermeabili, essa zampilla da sola in superficie e si parla di pozzo artesiano (vedi figura).

Le sorgenti

Il punto del terreno in cui la superficie libera di una falda viene a contatto con la superficie del terreno e l'acqua sotterranea sgorga spontaneamente in superficie si chiama sorgente.

A seconda delle modalità di affioramento, le sorgenti vengono classificate in:

• sorgenti di emergenza, che si originano quando la falda freatica taglia la superficie del suolo; possono scomparire col tempo, in rapporto alle variazioni che subisce il livello dell'acqua nella falda;
• sorgenti di trabocco, che si originano quando l'acquifero raccoglie più acqua di quanta possa contenerne;
• sorgenti di contatto, che si originano per contatto dell'acquifero, formato da rocce permeabili, con uno strato impermeabile sottostante che affiora, causando la fuoriuscita delle acque accumulate nello strato sovrastante;
• sorgenti di sbarramento, che si originano quando un ostacolo (per esempio, una faglia) interrompe la falda acquifera che è così costretta ad affiorare (vedi figura).

Le acque di falda e le sorgenti sono generalmente acque di buona qualità e per questo motivo, captate tramite pozzi in falda o con bottini di presa alle sorgenti, sono destinate al consumo umano.