Idrologia - Ciclo dell'acqua, Campi di applicazione

Idrologia

Studio scientifico delle acque presenti sulla Terra, della loro distribuzione e del loro rapporto con l'ambiente naturale e con le attività umane. Ramo specialistico della geofisica, l'idrologia mira a misurare e a comprendere i processi fisici e chimici che controllano il ciclo dell'acqua, soprattutto sulle terre emerse; si sovrappone parzialmente all'oceanografia, che si occupa delle acque degli oceani, e alla meteorologia, che studia l'umidità contenuta nell'atmosfera; ha inoltre diversi punti di contatto con l'ecologia e la biologia.

Ciclo dell'acqua

L'acqua ha un suo ciclo costante, che ha inizio con l'evaporazione dai suoli e dalla vegetazione, dalla superficie degli oceani, dei laghi e in generale di tutti i corpi idrici presenti sulla terraferma. L'umidità atmosferica prodotta dall'evaporazione condensa in nubi, che restituiscono l'acqua alla superficie terrestre sotto forma di precipitazioni, come pioggia e neve. Le precipitazioni ripristinano continuamente l'umidità del suolo e rialimentano le falde acquifere sotterranee contenute negli strati porosi delle rocce, ma soprattutto, attraverso il deflusso superficiale di ruscelli, torrenti e fiumi, restituiscono l'acqua al mare, chiudendo il ciclo.

L'acqua è essenziale per tutte le forme di vita; l'uomo, oltre che per le proprie necessità fisiologiche, dipende in modo vitale dall'acqua per molte sue attività, tra cui l'agricoltura e l'industria. In agricoltura, l'acqua è essenziale per l'irrigazione dei campi; in molti processi industriali essa entra direttamente come materia prima, ma può servire per il funzionamento, il raffreddamento e il lavaggio di macchinari, può diluire e convogliare all'esterno degli impianti i prodotti di rifiuto e può essere impiegata per la produzione di energia idrica o idroelettrica. Quando in un certo territorio progredisce l'industrializzazione, la domanda d'acqua tende inevitabilmente ad aumentare e a raggiungere un livello critico. Lo studio delle condizioni idrologiche di quel territorio contribuisce allora alla pianificazione di uno sviluppo sostenibile, cioè commisurato alle risorse idriche effettive (che ovviamente non sono illimitate), e permette di affrontare con migliore preparazione situazioni idrologiche estreme, come quelle che si verificano in caso di inondazioni o di lunghi periodi di siccità.

Campi di applicazione

Le precipitazioni sono distribuite in modo molto irregolare nello spazio e nel tempo e ciò condiziona la disponibilità delle risorse idriche. Su scala globale il ritardo delle precipitazioni può causare gravi problemi, soprattutto nei più secchi mesi estivi, quando le necessità di approvvigionamento idrico sono più critiche. Gli idrologi, lavorando insieme agli ingegneri, tentano allora di scongiurare questi scompensi, soprattutto attraverso la realizzazione di bacini idrici artificiali. L'idrologia nacque come ramo dell'ingegneria civile: gran parte dei suoi sforzi erano inizialmente indirizzati alla creazione di riserve idriche per i centri urbani in rapida crescita. Gli ulteriori sviluppi della disciplina hanno consentito di mettere a punto diversi sistemi di irrigazione per quelle regioni del mondo che più frequentemente sono soggette a prolungati periodi di siccità.

I metodi dell'idrologia consentono di prevedere gli effetti (in particolare sul regime dei corsi d'acqua e delle falde sotterranee) dei mutamenti naturali o provocati dall'uomo. Ad esempio, lo stendimento di manti d'asfalto riduce l'infiltrazione nel sottosuolo e accelera il ritorno dell'acqua ai fiumi; l'abbattimento degli alberi provoca un dilavamento superficiale più rapido, che sottrae acqua altrimenti destinata alle falde idriche. Dal canto loro i mutamenti climatici, e in particolare il riscaldamento globale che sembra trarre origine dall'aumento (provocato dall'uomo) dei livelli di gas-serra nell'atmosfera, producono effetti sulla distribuzione delle precipitazioni e quindi, indirettamente, sul regime dei corsi d'acqua.

Pur essendo di fondamentale importanza per tutti gli aspetti della vita sulla Terra, spesso la risorsa acqua non viene tenuta in adeguata considerazione nei paesi sviluppati, e non di rado va sprecata perfino nelle regioni più aride e assetate. Nei paesi in via di sviluppo, tuttavia, è meno difficile dimenticare quanto l'uomo dipenda in modo vitale dal ciclo dell'acqua: molte migliaia di persone muoiono infatti ogni anno per inondazioni e carestie indotte da problemi legati alla siccità e all'aridità del suolo. Lo studio dell'idrologia ha un'importanza cruciale per tentare di risolvere questi problemi e, in generale, per pianificare lo sviluppo e la gestione delle limitate risorse di acqua dolce presenti sul nostro pianeta.