Oggi definiremo il significato di infiltrazione e cercheremo di capire da cosa dipende, poiché su di essa si basano operazioni colturali molto importanti come l’irrigazione. Un concetto fondamentale per comprendere anche il comportamento delle reti idriche del nostro territorio alle diverse intensità di pioggia che possono verificarsi.

L’infiltrazione consiste nella penetrazione dell’acqua nel terreno ed è considerata la prima fase della percolazione, ovvero della discesa dell’acqua verso il basso, all’interno del profilo del suolo. Più brevemente può essere definita anche come “flusso idrico” in condizioni di terreno saturo (cioè quando i pori sono occupati in parte da aria in parte da acqua).

Velocità di infiltrazione

Partendo da qui ciò che maggiormente ci interessa è un parametro detto “velocità di infiltrazione” che è definito come la quantità di acqua che penetra nel terreno nell’unità di tempo, e si esprime come centimetri al secondo(cm/s), oppure più normalmente in millimetri all’ ora(mm/h).

La velocità d’infiltrazione varia nel tempo ed è massima all’inizio delle precipitazioni quando il suolo è più asciutto. In seguito decresce, sia per l’aumento del livello di saturazione del terreno sia per il rigonfiamento dei colloidi che vanno a ostruire i pori di trasmissione dai quali l’acqua defluisce più in basso.
Infine la velocità si stabilizza su un valore più o meno costante nel tempo (velocità di infiltrazione stazionaria o di base).

La velocità d’infiltrazione dipende da diversi fattori come:

  • dalla tessitura detta anche composizione granulometrica del terreno ( ovvero la % di sabbia limo e argilla)

  • dalla struttura ovvero dalla disposizione delle particelle del terreno in aggregati o meno

  • dalla stabilità dei suddetti aggregati presenti nel terreno

  • dall’eventuale protezione della superficie del suolo dall’azione battente della pioggia, che può essere rappresentata dalla vegetazione o dalla pacciamatura.

Tessitura del terreno e infiltrazione

Per quanto riguarda la tessitura la velocità d’infiltrazione è massima in suoli sabbiosi, mentre diminuisce mano a mano che le altre due componenti limo e argilla aumentano. Questo diverso comportamento dell’acqua è dovuto alla natura dei pori che si formano tra le particelle di diversa dimensione.
Infatti in un terreno sabbioso, dove abbiamo maggiore macroporosità, prevale il movimento gravitazionale dell’acqua verso il basso, mentre in un terreno argilloso o limoso, dove invece abbiamo maggiore microporosità prevalgono le forze di interazione tra il liquido e matrice solida (potenziale matriciale) e quindi l’acqua viene trattenuta.

Valori di velocità di infiltrazione per diversi tipi di terreno

Struttura del suolo e velocità di infiltrazione


Per quanto riguarda la struttura, più è alto il numero di aggregati stabili che la compongono, maggiore sarà la velocità di infiltrazione dell’acqua nel terreno. Nei terreni limosi l
e precipitazioni, soprattutto se intense, portano alla liquefazione delle particelle con conseguente disgregazione degli aggregati.

Come si può vedere dal grafico, un terreno con superficie indurita ha una capacità d’infiltrazione minore rispetto a uno strutturato

Queste particelle vanno poi ad occludere i pori sottostanti creando un punto di arresto del passaggio dell’acqua (nelle risaie questo accade normalmente). La crosta superficiale della pioggia battente limita fortemente la velocità l’infiltrazione, mentre questa aumenta molto quando si formano delle crepacciature in terreni contrattili durante l’essiccazione.

Mentre in un terreno lavorato l’acqua riesce a infiltrarsi bene nello strato superficiale, ma spesso quando questa raggiunge la suola di lavorazione (dovuta all’azione degli organi lavoranti utilizzati sempre alla stessa profondità) rallenta la sua velocità fino a fermarsi quasi del tutto.

La velocità di infiltrazione in un suolo protetto da pacciamatura o vegetazione


Infine possiamo anche dire che in un terreno ricoperto di vegetazione o pacciamato abbiamo una maggiore e più costante velocità d’infiltrazione rispetto a un terreno nudo.

Velocità di infiltrazione in relazione a suolo coperto o scoperto

Misurazione della velocità di infiltrazione

La velocità di infiltrazione può essere misurata in campo con uno strumento detto “infiltrometro”, costituito da un cilindro che si infigge nel terreno per circa 10 cm, dove si versa un volume di acqua noto e con un’asta graduata si nota in vari step l’assorbimento da parte del terreno. La quantità che si è infiltrata nel terreno dopo un dato tempo è detta “capacità di infiltrazione”.

Conclusioni

Quindi, volendo fare una considerazione finale su ciò che abbiamo precedentemente detto, è noto che quando l’intensità istantanea di precipitazione (che sia essa pioggia naturale o artificiale) supera la velocità d’infiltrazione di un suolo, l’acqua tende ad accumularsi in superficie, dando luogo a “ristagno” se ci troviamo in una zona pianeggiante o a “ruscellamento” se invece siamo su un terreno in pendenza.

A questo punto l’acqua che il terreno non riesce a ricevere si incomincia a muovere verso le linee di deflusso o quelle di massima pendenza, in modo più o meno veloce e turbolento a seconda della scabrezza della superficie. In questo modo raggiunge poi i corpi idrici di ricezione, che possono essere fiumi, laghi, falde ecc.
La quota percentuale della precipitazione che sopraggiunge al reticolo idrografico è detta coefficiente di deflusso.

Sono quindi evidenti i risvolti che tutto questo ha su molteplici aspetti. Dall’agricoltura al campo della Protezione civile lo studio dell’ infiltrazione dell’acqua nel terreno è molto importante per la vita di tutti i giorni.

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