La percolazione è un processo naturale in cui l’acqua di superficie viene gradualmente filtrata attraverso il suolo e portata negli acquiferi.
Quando le acque sotterranee sono esaurite, l’acqua riciclata può essere introdotta negli acquiferi lasciandola gradualmente filtrare attraverso il suolo
Quando si sente la parola “percolazione”, probabilmente viene in mente la preparazione del caffè. Questo non è sbagliato, ma genericamente la parola può anche essere usata per descrivere il movimento di un liquido attraverso un mezzo.
Che cos’è la percolazione?
Nel contesto del ciclo dell’acqua, il National Ocean and Atmospheric Administration’s Northwest River Forecast Center descrive la percolazione come “il movimento dell’acqua attraverso il suolo e i suoi strati, per gravità e forze capillari.”
È un importante processo naturale che gli scienziati e i gestori dell’acqua possono calcolare e sfruttare per assicurare la purezza e la potabilità delle acque superficiali e sotterranee. È un processo particolarmente importante nella ricarica gestita delle falde acquifere.
La tecnologia di ritenzione dell’acqua superficiale, un altro strumento di gestione dell’acqua, è essenzialmente l’opposto della ricarica delle falde. Secondo Alvin Smucker, un professore della Michigan State University che ha lavorato su questo sistema, esso impedisce all’acqua di percolare nelle falde acquifere installando una membrana barriera sotto i terreni coltivati. Questo non solo aiuta a migliorare la produzione agricola, ma aiuta anche a proteggere le acque sotterranee dall’eccessiva contaminazione dei fertilizzanti.
Modellazione della percolazione
L’acqua generalmente filtra attraverso il suolo e gli strati di limo fino a raggiungere la roccia solida, dove si ferma e rimane in una falda acquifera. Diverse caratteristiche del suolo influenzano la rapidità con cui l’acqua passa. Queste includono la porosità del suolo e quanto la terra sia già satura d’acqua. Lo scisto e l’argilla, per esempio, sono porosi, ma tipicamente limitano la percolazione, mentre la sabbia permette all’acqua di percolare rapidamente.
La percolazione in questi diversi media può essere modellata matematicamente e testata in un test di percolazione o perc, che determina il tasso di percolazione basato su fattori come la composizione del suolo e la compattazione. Le informazioni ricavate dal test possono aiutare a collocare vantaggiosamente gli impianti di trattamento delle acque reflue.
Percolamento dell’acqua di recupero
La ricarica gestita delle falde acquifere (MAR) è stata definita come “ricarica intenzionale dell’acqua nelle falde acquifere per un successivo recupero o beneficio ambientale”. È una strategia efficace per migliorare la sostenibilità delle acque sotterranee, e la percolazione gioca un ruolo importante, specialmente nelle tecniche di infiltrazione per la ricarica degli acquiferi non confinati. Quando si ricaricano gli acquiferi, l’acqua viene deviata in “stagni di percolazione”, “fosse di infiltrazione” o “bacini di infiltrazione”, da cui si infiltra nelle acque sotterranee. L’acqua di sorgente per tali programmi può essere acqua piovana, flusso fluviale in eccesso da anni umidi, o anche effluenti altamente trattati derivati da acque reflue comunali.
Nel 2015, l’Autorità di utilità di Clay County (Florida) ha costruito una serie di stagni di percolazione che avrebbe permesso fino a 2.In un caso di studio del 2015, la Clay County (Florida) Utility Authority ha costruito una serie di stagni di percolazione che permetterebbero a ben 2,2 MGD di acqua rigenerata di percolare gradualmente attraverso il terreno nella falda acquifera locale poco profonda. Il sistema elimina i potenziali problemi associati allo scarico diretto dell’acqua trattata nei corsi d’acqua di superficie.
In California, idrologi, autorità idriche e coltivatori della Valle Centrale stanno cercando di “catturare i fiumi atmosferici”, come dice Tim Quinn, ex direttore dell’Associazione delle Agenzie dell’Acqua della California. Invece di far scorrere l’acqua verso il mare, il piano è di deviare l’acqua in eccesso in “parcheggi”, dove può percolare nella falda acquifera. Questo aiuterebbe la California a conservare l’acqua durante gli anni insolitamente umidi, quando le piogge torrenziali delle tempeste del Pacifico scaricano l’acqua sullo stato, e poi potrebbe essere usata per mitigare le siccità sempre più frequenti e gravi.
Riciclaggio delle acque reflue
Inoltre, al Codiga Resource Recovery Center (CR2C) della Stanford University in California, una nuova tecnologia di trattamento chiamata reattore a biofilm aerato a membrana (MABR) è stata recentemente sottoposta a un periodo di test di un anno per stabilire la conformità con i severi standard del Titolo 22 dello Stato. Il trattamento MABR può trasformare anche le acque di scarico municipali in effluenti di alta qualità che sono sicuri per la percolazione nelle falde acquifere impoverite dall’agricoltura della Central Valley.
Le unità MABR di Fluence Aspiral™ sono confezionate in container per una facile movimentazione e sono adatte al trattamento decentralizzato, che significa semplicemente collocare impianti di trattamento di piccole o medie dimensioni vicino alla fornitura, alla domanda o, idealmente, a entrambe per risparmiare il costo di lunghe tubazioni.
Prevedere la lisciviazione
La percolazione può essere usata per prevedere i fattori di trasporto dell’acqua come il tasso di lisciviazione, o il flusso di materiali nell’acqua. Questo è più spesso usato in agricoltura per determinare il movimento dei fertilizzanti o il contenuto di sale nel suolo. La lisciviazione si riferisce anche al movimento dell’acqua attraverso sostanze come i prodotti chimici disturbati durante l’estrazione mineraria, o i rifiuti presenti nelle discariche, che possono influenzare le forniture di acque sotterranee.
Il termine “percolazione” è anche usato nel trattamento delle acque per descrivere una tecnologia conosciuta come un filtro percolante, o filtro a goccia. I filtri a percolazione sono un processo di trattamento biologico delle acque reflue – l’acqua viene ossidata e purificata dal processo di percolazione attraverso un mezzo di filtrazione. Questa forma di trattamento aerobico delle acque reflue può essere utilizzata al posto dei bacini di aerazione negli impianti di trattamento delle acque reflue confezionati o in impianti di aerazione più grandi.
La percolazione è un processo che ricarica le falde acquifere e, come la California, molte regioni stanno iniziando a trattare le falde acquifere come preziose infrastrutture naturali di stoccaggio dell’acqua che possono essere gestite per la sicurezza idrica.
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