Tipi di acquiferi
La Svizzera presenta una varietà notevole di acquiferi in uno spazio ristretto. I tre tipi principali sono gli acquiferi porosi, gli acquiferi fessurati e gli acquiferi carsici. L’impronta delle relative caratteristiche idrogeologiche, quali la capacità di ritenzione e la permeabilità, dipende dalle caratteristiche della roccia in cui si trovano.
Gli acquiferi sono corpi rocciosi che presentano cavità collegate tra loro in cui si accumulano e scorrono acque sotterranee. Il tipo di acquifero è determinato dalle cavità presenti nella roccia, che possono essere porose, fessurate o carsiche. Spesso in un acquifero è presente una combinazione di diversi tipi di cavità.
Nell’ambito dell’orogenesi alpina, sul territorio svizzero si sono congiunte rocce di diverso tipo in uno spazio ristretto. Le rocce sono state in parte sottoposte a una pressione notevole a livello tettonico, portando così alla formazione di superfici discontinue (fessure). Le caratteristiche originarie delle rocce e quelle acquisite con l’orogenesi alpina determinano la capacità di ritenzione e la permeabilità degli acquiferi e, di conseguenza, la produttività delle falde freatiche.
Materiale sciolto
Acquiferi porosi
Gli acquiferi porosi in materiale sciolto, composti per lo più da ghiaia e sabbia, presentano uno spazio poroso di grandi dimensioni utilizzabile. La capacità di ritenzione, la permeabilità (conduttività idraulica) e, di conseguenza, anche la produttività delle falde freatiche sono notevoli.
I principali acquiferi porosi in Svizzera si trovano nei depositi fluviali recenti (alluvionamenti) delle valli fluviali dell’Altopiano e delle grandi valli alpine. Questi acquiferi si trovano in prossimità della superficie (fino a ca. 50 metri di profondità) e presentano un’estensione locale o regionale. Le falde freatiche si trovano nei comprensori più densamente popolati e utilizzati in modo intensivo dal punto di vista agricolo, pertanto sono di importanza notevole per l’economia idrica.
Nella Svizzera settentrionale, al di fuori delle valli attuali, ad altitudini leggermente più elevate, si trovano ulteriori acquiferi composti da ghiaia e sabbia. Questi depositi di origine fluvioglaciale, noti come terrazzi fluviali (“Deckenschotter”), si sono formati nelle glaciazioni passate a seguito di avanzamenti glaciali e dello scioglimento dei ghiacciai nel margine proglaciale. L’altitudine a cui si trovano equivale alla superficie terrestre di allora.
Gli acquiferi di origine fluvioglaciale possono anche presentarsi sotto forma di acquiferi più in profondità, in particolare nelle valli di sovraescavazione glaciale. Questi acquiferi si sono formati con il deposito di sedimenti a grana grossa nei margini proglaciali. Negli attuali depositi di valle si osserva talvolta una stratificazione delle falde con diversi acquiferi sovrapposti gli uni agli altri. Strati impermeabili quali depositi di argilla e di limo a grana fine o depositi morenici compattati dividono tra loro gli acquiferi.
Anche le morene, come pure giovani depositi di materiale a grana grossa di diverso tipo quali, per esempio, detriti di corsi d’acqua o di versante oppure coni detritici, possono portare alla formazione di acquiferi porosi. Questi acquiferi presentano un’estensione limitata e sono di importanza locale.
Rocce coerenti
Acquiferi porosi
Gli acquiferi porosi si formano anche in rocce coerenti, che in Svizzera si trovano soprattutto nelle arenarie dell’Altopiano (rocce molassiche). La formazione di questi acquiferi prevede il riempimento dello spazio poroso e la concatenazione di granelli di sabbia. Con il passare del tempo tale concatenazione è in parte nuovamente sciolta dalla circolazione delle acque in prossimità della superficie. Ne deriva nuovo spazio poroso per le acque sotterranee. La capacità di ritenzione e la permeabilità degli acquiferi in arenaria in Svizzera sono di impronta media. Le falde freatiche porose corrispondenti sono di importanza locale o regionale. Oltre alle cavità porose si osservano spesso anche fessure.
Acquiferi fessurati
Gli acquiferi fessurati si trovano in roccia cristallina quale granito o gneiss e in roccia sedimentaria composta da detriti rocciosi concatenati (roccia sedimentaria clastica) quali conglomerati o flysch.
Nel corso del tempo le fessure si sono ingrandite a causa della decompressione dovuta allo scioglimento dei ghiacciai, dell’alterazione in prossimità della superficie e/o della circolazione delle acque. Nella roccia cristallina la dissoluzione chimica della roccia ha un ruolo secondario e nella maggior parte dei casi la fessurazione è tale da consentire la presenza di un acquifero soltanto nello strato superiore di poche centinaia di metri dalla superficie. Per contro, nelle zone che presentano instabilità quali deformazioni gravitative o scivolamenti profondi si sviluppa una fessurazione più intensa.
La capacità di ritenzione e la permeabilità degli acquiferi fessurati sono medio-basse a seconda della frequenza e dell’apertura delle fessure. Di conseguenza, anche la produttività delle falde freatiche è medio-bassa. Una produttività maggiore si rileva nelle zone con instabilità delle montagne. Tuttavia, una generalizzazione delle caratteristiche idrogeologiche è possibile solo in parte a causa della varietà notevole di questi acquiferi e dei dati limitati a disposizione.
Nella roccia sedimentaria si osserva spesso una combinazione di cavità fessurate e cavità porose. Durante l’orogenesi alpina le rocce delle Prealpi e delle Alpi sono state fortemente deformate, ragione per cui in queste zone prevalgono le cavità fessurate. Al contrario, le rocce sedimentarie nell’Altopiano e nel Giura sono state sottoposte a una pressione minima a livello tettonico, pertanto in queste zone sono predominanti le cavità porose. A tale riguardo si rimanda al paragrafo sugli acquiferi porosi in rocce coerenti.
Acquiferi carsici
Gli acquiferi carsici si formano nelle pietre calcaree, nelle rocce dolomitiche e nelle evaporiti (gesso, anidrite, accessoriamente sale) della catena del Giura, delle Prealpi settentrionali e meridionali e delle Alpi. Tali acquiferi contengono falde freatiche di importanza in parte sovraregionale.
Le cavità carsiche si sviluppano prevalentemente lungo perturbazioni tettoniche e tra gli strati delle rocce. Lo stretto contatto tra roccia e acqua contenente anidride carbonica (H2CO3), dapprima in prossimità della superficie e poi sempre più in profondità, porta alla dissoluzione chimica dei minerali carbonatici e delle evaporiti. Le cavità carsiche possono raggiungere un volume notevolmente superiore rispetto agli acquiferi fessurati a causa della dissoluzione dei minerali carbonatici. Pertanto, la capacità di ritenzione e la permeabilità degli acquiferi carsici sono di impronta medio-alta. La velocità di deflusso in presenza di cavità carsiche di grandi dimensioni può essere elevata. Una caratteristica delle sorgenti carsiche, pertanto, è la produttività fluttuante nel tempo, data dallo scorrimento rapido delle acque sotterranee attraverso la roccia dopo l’infiltrazione nel sottosuolo.