Cos'è una falda acquifera?
Gli acquiferi sono strati di roccia sotterranei saturi di acque sotterranee. La falda acquifera può essere porosa e permeabile e comprende calcare fratturato, limo, ghiaia e sabbia. L'idrogeologia è lo studio della caratterizzazione della falda e del flusso di acqua nella falda acquifera. Le rocce fratturate come i basalti colonnari formano una grande falda acquifera. Una falda acquifera non è un fiume sotterraneo, ma uno strato poroso di rocce. Gli acquiferi variano in profondità e quelli più vicini allo strato superiore, che è principalmente utilizzato per l'irrigazione e le riserve idriche, sono completati dall'acqua piovana. Alcune falde acquifere sono sovrasfruttate da gente del posto come le falde acquifere lungo la costa di paesi come Israele e la Libia. Un maggiore utilizzo può abbassare la falda freatica e la contaminazione delle falde acquifere con acqua salata proveniente dall'oceano. Nel 2013 sono state scoperte molte falde acquifere di acqua dolce in Sud Africa, Cina, Australia e Nord America che contengono oltre mezzo milione di chilometri cubici di acqua salina bassa.
La differenza tra acquiferi saturi e insaturi
Sebbene le falde acquifere non abbiano acqua dolce, le acque sotterranee sono presenti in tutti i sottostrati superficiali della Terra. La superficie terrestre è divisa in due regioni, la zona insatura o zona vadosa che è piena di sacche d'aria riempite con un po 'd'acqua e la zona freatica o zona saturata che ha spazi riempiti d'acqua. Nelle zone saturate la pressione dell'acqua è solitamente superiore alla pressione atmosferica. La falda rappresenta un punto in cui la pressione dell'acqua è uguale alla pressione atmosferica. Le zone insature si verificano sempre sulla falda acquifera in cui la testa di pressione è negativa e l'acqua che ha riempito i pori del materiale acquoso è sotto aspirazione. Nella regione insatura, l'acqua è trattenuta dalla forza adesiva superficiale e sale sopra la falda freatica attraverso l'azione capillare, per saturare la zona più piccola al di sopra della zona satura attraverso un processo chiamato saturazione della tensione. L'acqua presente nel capillare si riduce con l'aumentare della distanza dalla regione saturata. La pressione nei capillari dipende dalla dimensione dei pori del terreno. La testa del capillare è meno in terreno sabbioso che in terreno argilloso che ha pori più piccoli.
La differenza tra Aquitards e Aquifers
Gli acquiferi sono le zone sature della sotto-superficie che produce una quantità ragionevole di acqua per le sorgenti e i pozzi. Aquitard è la zona all'interno della crosta che impedisce il flusso di acqua da una falda all'altra. Un aquitard è costituito da rocce non porose o argilla che ha una bassa conduttività idraulica. Un aquitard impermeabile è chiamato aquifuge o aquiciude. Nelle regioni montuose, le falde acquifere sono alluvioni non consolidate costituite da strati orizzontali composti da numerosi materiali depositati dall'acqua. Nella sezione trasversale, l'alluvione sembra uno strato alternato di materiali grossolani e fini.
Acquiferi confinati
Ci sono due tipi di falde acquifere, l'acquifero non confinato e quello confinato con un piccolo strato semi-confinato tra i due. L'acquifero non confinato è anche definito come strati freatici poiché lo strato superiore si trova sulla superficie freatica. In genere tutte le falde acquifere poco profonde sono inconfinate, il che significa che manca lo strato di confinamento. Un pesco è la falda acquifera che si accumula sopra gli strati. Una falda acquifera pesata e non definita sono simili, l'unica differenza tra loro è la loro dimensione; i peschi sono molto più piccoli. Le falde acquifere confinate sono quelle ricoperte da uno strato di confinamento. Lo strato di confinamento protegge la falda dalla contaminazione superficiale.
Un test della falda acquifera può essere utilizzato per differenziare la falda acquifera confinata dalla non confinata. I confinati hanno valori di storicività inferiori, il che significa che questo strato immagazzina l'acqua utilizzando il meccanismo di espansione della matrice acquifera e la comprimibilità dell'acqua. Il valore di storatività di una zona non confinata è superiore allo 0, 01%, il che significa che aiutano a rilasciare l'acqua immagazzinata.
La fonte delle acque sotterranee
L'acqua sotterranea esiste nei fiumi sotterranei che di solito si formano in caverne dove l'acqua può scorrere liberamente. Questi fiumi si formano nelle regioni calcaree erose chiamate topografia carsica che è una piccola percentuale della crosta. Gli spazi porosi delle rocce sono solitamente riempiti con acqua che viene pompata per uso municipale, agricolo o industriale. Un'unità rocciosa fratturata di bassa porosità può creare una falda acquifera affidabile a condizione che abbia una sufficiente conduttività idraulica per favorire il movimento dell'acqua. La porosità è fondamentale, ma senza conduttività idraulica, una roccia non può essere una falda acquifera. Le rocce nelle trappole del Deccan nell'India centro-occidentale hanno un'alta porosità con bassa permeabilità, il che rende queste pietre povere falde acquifere. Il gesso microporoso nel sud-est dell'Inghilterra ha bassa permeabilità e alta porosità. Il processo di fessurazione e micro-fratturazione che attraversano conferisce loro le straordinarie proprietà che producono acqua.
Sfruttamento umano delle falde acquifere
Un'enorme percentuale di terra sulla Terra ha alcune falde acquifere sotto di loro a una profondità significativa, e queste falde acquifere si impoveriscono ad un tasso molto alto dalla popolazione umana che vive nella regione. Le falde acquifere di acqua dolce che vengono ricaricate da pioggia o neve, chiamate anche acqua meteorica, sono sovrasfruttate e possono attingere acqua salata da corpi idrici superficiali o acquiferi collegati. L'esaurimento delle acque sotterranee è un problema significativo, specialmente nelle zone in cui si effettuano pompaggi eccessivi o nelle regioni costiere. In altri luoghi, l'acqua può essere contaminata da numerosi veleni minerali come l'arsenico. Nelle aree aride, le persone utilizzano falde acquifere profonde per scopi irrigui e industriali. Numerosi villaggi e grandi città attingono l'acqua dai pozzi nelle falde acquifere. Le falde acquifere sono cruciali nell'agricoltura e negli insediamenti umani. Enormi pozzi forniscono approvvigionamenti idrici industriali, municipali e industriali. Numerosi pozzi di una fonte d'acqua, noti come pozzi, attingono acqua dalle falde acquifere non confinate e confinate. L'utilizzo di acqua proveniente da falde acquifere profonde protegge le acque sotterranee dall'essere contaminate. Altri pozzi chiamati pozzi di raccolta inducono l'infiltrazione delle acque superficiali dai fiumi.
Le falde acquifere che forniscono acqua dolce e sostenibile per le città e anche l'acqua per l'irrigazione sono vicine al suolo e sono ricaricate dai fiumi e dall'acqua meteorica che penetra nelle falde attraverso i materiali insaturi. Le falde acquifere fossili forniscono acqua potabile a molte aree urbane. In Libia, il più grande fiume artificiale ha pompato acqua sotterranea dalle falde acquifere del Sahara a tutte le città popolate del paese. Il grande progetto fluviale potrebbe aver risparmiato molti soldi allo stato, ma le falde acquifere si esauriranno in meno di cento anni.
