La falda acquifera, la fonte d acqua invisibile Martin Thalheimer, Norbert Paoli, Centro di Sperimentazione Agraria di Laimburg

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1 La falda acquifera, la fonte d acqua invisibile Martin Thalheimer, Norbert Paoli, Centro di Sperimentazione Agraria di Laimburg Insieme alla disponibilità di luce e di elementi nutritivi, l acqua è un elemento imprescindibile per le produzioni vegetali. Anche la frutticoltura intensiva dell Alto Adige non sarebbe pensabile senza la costante disponibilità di acqua irrigua per superare i ricorrenti periodi siccitosi. In ampie zone del nostro territorio, accanto alle precipitazioni naturali e all irrigazione, anche la falda acquifera gioca un ruolo molto significativo, ma spesso sottovalutato, per il bilancio idrico del terreno. Le fonti di rifornimento idrico delle piante Notoriamente, le colture traggono l acqua e gli elementi nutritivi in essa contenuti attraverso l apparato radicale. Il volume di terreno esplorato dalle radici delle piante può quindi essere considerato come il potenziale spazio di riserva per l acqua. L effettiva capacità di ritenuta idrica del suolo dipende però dal contenuto in scheletro, dalla tessitura, dal tasso di humus e dalla sua struttura. Tutti questi fattori influenzano la distribuzione delle diverse classi di diametro dei pori ed il loro volume totale, parametri da cui dipendono in ultima analisi le caratteristiche idriche del terreno. La quantità di acqua disponibile per le piante in un determinato momento è inoltre il risultato di un complesso equilibrio tra le diverse forme di apporto e di perdita dell acqua. Spesso si considerano per il bilancio idrico in maniera molto semplicistica solo gli apporti tramite le precipitazioni naturali o l irrigazione, e le perdite sotto forma di traspirazione da parte delle piante, evaporazione dal terreno e percolazione negli strati profondi. In questa maniera viene però tralasciato un fattore di estrema importanza dato dal contributo dei movimenti idrici sotterranei. Questi ultimi giocano, specialmente sotto forma di risalita capillare dalla falda acquifera super- 6

2 2/215 Grafico 1: risalita capillare in cavità con differente diametro. Grafico 2: sezione trasversale schematica attraverso la Val d Adige, che rappresenta la continuità idrica tra Adige, falda sotterranea e frangia capillare. frangia capillare Adige falda H 2 O ficiale, un ruolo di grande rilevanza soprattutto nelle aree di fondovalle. Anche in collina, tuttavia, flussi idrici sotterranei possono costituire occasionalmente una voce importante nel locale bilancio idrico. La falda acquifera un importante elemento del ciclo dell acqua Fino a non molto tempo fa, il fondovalle dell Adige era costituito prevalentemente da paludi ed acquitrini inospitali. Solo in seguito ad impegnative opere di miglioramento queste superfici sono state rese disponibili per la coltivazione agricola e per la vita dell uomo. A tal fine, il corso dei fiumi è stato regimentato e le paludi sono state bonificate mediante l abbassamento del livello della falda acquifera. I numerosi canali di drenaggio che ancora oggi caratterizzano la valle dell Adige sono testimoni di queste imprese pionieristiche, effettuate per lo più nel corso del 18 secolo. Nel sottosuolo di queste aree, una volta acquitrinose ed ora bonificate, si trovano ancora grandi quantità di acqua che rappresentano una riserva idrica quasi inesauribile. Da migliaia di pozzi di profondità spesso molto contenuta si preleva l acqua necessaria all irrigazione o alla difesa dalle gelate primaverili. Inoltre, l acqua di falda spesso raggiunge autonomamente e senza l intervento dell uomo, per via capillare, la zona radicale dei nostri meli contribuendo così in misura determinante al loro approvvigionamento idrico. La risalita capillare dagli strati profondi del terreno Una delle più importanti caratteristiche fisiche dell acqua è la capacità delle sue molecole di legarsi, grazie alla polarità che le contraddistingue, l una all altra (coesione) e di costituire forze di attrazione verso altri corpi (adesione). Questi due fenomeni consentono all acqua di salire verso l alto in spazi stretti (capillari), vincendo la forza di gravità. L altezza che può essere raggiunta dipende dal diametro dei capillari: quanto più ridotto è il diametro, tanto maggiore è l altezza che l acqua raggiunge (grafico 1). Per questo motivo l acqua nel suolo può raggiungere quote variabili di risalita capillare a seconda della tessitura del terreno. Se il substrato è grossolano (ghiaia, sabbia), l altezza della risalita è ridotta, mentre in presenza di un terreno con elevato contenuto in limo o argilla essa è notevolmente superiore. In terreni sabbiosi la risalita può raggiungere alcuni decimetri, in quelli argillosi o limosi invece anche diversi metri. Lo spazio del terreno interessato da questo fenomeno si definisce frangia capillare. In ampie aree del nostro fondovalle quest ultima si estende fino alla zona radicale delle colture. Ciò non significa necessariamente che il flusso di acqua di provenienza sotterranea sia in grado di soddisfare per intero il fabbisogno idrico delle piante. Il contributo quantitativo della risalita capillare non dipende infatti soltanto dall altezza massima che può raggiungere, ma anche da alcuni altri fattori. Tra essi, la conducibilità idraulica di tutti gli strati del terreno dalla falda fino alla zona radicale assume una particolare importanza. Una valutazione quantitativa della risalita capillare presuppone di conseguenza l esatta conoscenza della struttura del sottosuolo e della profondità della falda. Ai fini pratici è notevolmente più semplice accertare attraverso misurazioni dirette se la risalita capillare in una determinata zona rappresenti un significativo contributo all approvvigionamento idrico delle piante. Di seguito, con l ausilio di alcuni esempi, si chiarisce questo concetto. Il livello idrico dell Adige regola quello della falda L enorme quantità di acqua sotterranea presente nel fondovalle della Val d Adige, la cui frangia capillare si spinge spesso fino alla zona occupata dal- 61

3 le radici delle colture, viene alimentata dagli affluenti laterali, ma innanzi tutto dall Adige stesso (grafico 2). Quanto il livello dell Adige determini il livello della falda si può dedurre dal confronto del loro stagionale. Il grafico 3 mostra come i cambiamenti del livello del fiume si ripercuotano, nell arco di brevissimo tempo, sulla distanza tra falda e superficie. In inverno il livello della falda, così come lo stato idrico dell Adige, raggiunge la quota minima per risalire nettamente poi nella tarda primavera, allo scioglimento delle nevi e con l aumento delle precipitazioni. Anche gli incrementi improvvisi del livello del fiume che si registrano in estate, dovuti agli eventi piovosi, si riflettono quasi senza ritardo sulla falda acquifera. Che effetti ha dunque quest ultima sull approvvigionamento idrico delle colture? La situazione nella Valle dell Adige Nell ambito di alcuni progetti di ricerca, negli anni scorsi si è proceduto alla misura sistematica dell umidità del terreno in determinate zone del fondovalle dell Adige. Per queste rilevazioni sono stati utilizzati tensiometri elettronici che accertavano, a cadenza oraria, la tensione dell acqua presente nel terreno e memorizzavano i dati raccolti. Presso il Centro di Sperimentazione Agraria di Laimburg queste misure sono state effettuate per diversi anni a differenti profondità (2, 4, 6 e 8 cm) e contemporaneamente è stata rilevata, nella medesima posizione, anche la profondità della falda. L stagionale di queste misurazioni nel 211 è riportato nel grafico 4. I valori della tensione sono stati matematicamente depurati degli effetti della forza di gravità dovuti alle diverse profondità di misurazione. Il parametro così ottenuto è il potenziale idraulico dell acqua nel suolo e può essere definito come il suo stato energetico. Punti con lo stesso potenziale idraulico si trovano in equilibrio, dal punto di livello dell Adige (cm) G F M A M G L A S O N D potenziale idraulico (mbar) tensione idrica (mbar) tempo profondità falda (cm) profondità della falda (cm) livello Adige livello falda tensiometro 2cm tensiometro 4cm tensiometro 6cm tensiometro 8cm falda (cm) frutteto 1 frutteto 2 Grafico 3: del livello dell Adige (Bronzolo) e della falda acquifera (Laimburg) nel 21. Grafico 4: della profondità della falda e del potenziale idraulico a differenti profondità (frutteto del CS Laimburg, 211). Grafico 5: del potenziale idrico a 25 cm di profondità in 2 frutteti di Castelbello (1-18 luglio 213). frecce = irrigazione. 62

4 L Adige regola il livello della falda acquifera. vista energetico, e tra loro, quindi, non avviene alcun flusso idrico. Se invece due punti mostrano un differente potenziale idraulico, tra di essi si costituisce un flusso di acqua dal punto a potenziale maggiore verso quello a potenziale minore. È così possibile ricavare alcune importanti informazioni dal grafico 4. Ad esempio, appare evidente che il potenziale idraulico dell acqua del suolo alla profondità di 8 cm rispecchiava costantemente la profondità della falda. In altre parole, il potenziale idrico ad 8 cm veniva determinato esclusivamente dalle fluttuazioni della profondità della falda. La medesima osservazione è valida per l del potenziale idrico a 6 e a 4 cm di profondità, anche se solo a partire dalla prima settimana di giugno. Nell intervallo compreso tra inizio aprile e inizio giugno 211, invece, l del potenziale idrico nei primi 6 cm era disconnesso dall del livello della falda e veniva influenzato degli eventi atmosferici (evaporazione e precipitazioni). Perché gli effetti della falda acquifera, nel primo periodo della stagione vegetativa, non si sono estesi fino agli strati superficiali del terreno come invece è accaduto in seguito? Il motivo sta nella diversa profondità della falda. Come già ricordato, all inizio della primavera la distanza tra falda e superficie del suolo era maggiore e di conseguenza la risalita capillare dell acqua non era in grado di compensare le pur limitate perdite per evaporazione, tipiche di questo periodo. Ciò ha portato, tra aprile e maggio, ad un evidente riduzione della disponibilità idrica negli strati superficiali del terreno. Verso fine maggio inizio giugno, grazie alle precipitazioni cadute, si è pervenuti ad un nuovo immagazzinamento di acqua in tutto il profilo del suolo. Il contemporaneo inalzamento del livello della falda ha permesso, per la restante stagione, una risalita capillare sufficiente per compensare fino alla profondità di 4 cm l asportazione di acqua attraverso l assorbimento da parte delle piante. La situazione si evidenzia anche dal fatto che l del potenziale idraulico a profondità di 4, 6 e 8 cm, a partire da quel momento, è risultato molto simile a quello del livello della falda. Solo a 2 cm di profondità l apporto idrico non era sufficiente per contrastare l evaporazione dal terreno e l assorbimento da parte delle piante. Quindi si assiste a ricorrenti decrementi del potenziale idrico, con improvvise interruzioni causate dalle precipitazioni naturali. Riassumendo: nel corso della stagione vegetativa 211, a Laimburg, per quanto riguarda l idrico nel terreno, solo nella seconda metà di maggio si è instaurato per un breve periodo un fabbisogno irriguo, mentre per il restante decorso della stagione la risalita di acqua dal sottosuolo, combinato alle precipitazioni naturali, ha determinato un sufficiente livello di umidità nella zona radicale delle piante. La dinamica dell acqua nel terreno qui descritta non è un caso singolo: si tratta piuttosto del tipico annuale in questa località. Anche studi effettuati in altre zone del fondovalle dell Adige confermano condizioni idropedologiche paragonabili. Comunque, questo forte contributo della risalita capillare della falda per l approvvigionamento idrico delle piante non può essere considerato tipico per tutto il fondovalle. Al contrario, si osserva molto spesso che, anche a breve distanza, zone con importanti apporti idrici dalla falda confinano con altre nelle quali questo fenomeno non si verifica. Le cause per queste differenze idrologiche generalmente non sono facilmente riconoscibili dall esterno e possono risiedere in leggere differenze nei rilievi, nella diversa profondità della falda (ad esempio a causa della diversa distanza da un fossato), ma soprattutto in una diversa stratigrafia del sottosuolo. Così, uno strato profondo a tessitura grossolana, come sabbia o ghiaia, può rappresentare un efficace barriera per la risalita capillare dell acqua verso gli strati più superficiali. Differenze molto marcate nel bilancio idrico del terreno a breve distanza hanno potuto essere verificate, ad esempio, da prove pluriennali di irrigazione condotte nel fondovalle della media Val Venosta. Nell ambito di tale 63

5 sperimentazione erano state installate, in frutteti dislocati in diverse località, delle centraline irrigue automatiche, che consentivano l irrigazione a goccia solo al raggiungimento di un valoresoglia fissato in precedenza. Il grafico 5 rappresenta un esempio dell della tensione dell acqua del suolo rilevato in due frutteti a Castelbello. I dati si riferiscono ad una settimana nella quale non si sono verificate precipitazioni naturali verso metà luglio 213, in un momento in cui il fabbisogno idrico delle piante era relativamente elevato. Il valore-soglia per l irrigazione automatica era stato fissato ai 35 mbar. L dei dati mostra che in questo periodo in un frutteto l irrigazione a goccia è stata attivata ogni giorno, mentre nell altro la soglia di attivazione è stata raggiunta solo ogni due giorni. Considerando invece i mesi di luglio, agosto e settembre, nel primo frutteto è avvenuta l attivazione di 52 cicli di irrigazione in confronto a soli 24 cicli nel secondo frutteto. Poiché tra i due frutteti non sussistevano particolari differenze, sia riguardo alle condizioni pedoclimatiche che alle caratteristiche degli impianti, si può dedurre che le nette differenze nel fabbisogno idrico siano da ricondurre al diverso contributo della risalita capillare dalla falda. Osservazioni simili sono state fatte anche in diverse altre situazioni. Conclusioni Misurazioni pluriennali effettuate in diverse località nel comprensorio frutticolo altoatesino confermano l esistenza di notevoli differenze del bilancio idrico del terreno. Oltre alle differenze delle caratteristiche fisiche del suolo (tessitura, contenuto in scheletro e in humus, struttura), anche l apporto idrico attraverso la risalita capillare dalla falda acquifera fino alla rizosfera riveste un ruolo molto importante e può soddisfare, a livello locale, la maggior parte del fabbisogno idrico delle colture. Nella pratica, però, a tale circostanza si presta in generale scarsa attenzione. Spesso, nelle condizioni climatiche estive, un sottile strato di terreno asciutto in superficie induce i coltivatori ad attivare l irrigazione, anche se l apporto idrico dal sottosuolo potrebbe già essere sufficiente per il rifornimento delle piante. Purtroppo non è possibile valutare dall esterno il contributo concreto della risalita capillare della falda. La disponibilità di acqua nel terreno può comunque essere verificata, in modo pratico e semplice, con l utilizzo di tensiometri. Ciò può consentire di ridurre notevolmente le risorse richieste per l irrigazione, come mostrano i dati riportati. martin.thalheimer@provincia.bz.it L acqua nei fossati ricorda la presenza della falda acquifera nei terreni alluvionali del fondovalle. 64