Uso dell'acqua e difesa dalle piene
Nell'ingegneria idraulica due compiti vanno insieme:
- Uso dell'acqua: prelevare acqua da fiumi, laghi, pozzi o bacini per colture, animali, case e fabbriche.
- Difesa dalle piene: evitare che l'acqua in eccesso danneggi persone, case e campi.
Un bacino dietro una diga fa entrambe le cose. Nella stagione delle piogge trattiene la pioggia in eccesso, così il fiume a valle resta più basso. Nella stagione secca lascia uscire acqua per i campi. Anche le risaie e gli stagni aiutano allo stesso modo, perché tengono la pioggia sul terreno invece di lasciarla scendere tutta insieme.
Le piene si controllano trattenendo l'acqua (dighe, stagni, campi), lasciando che i fiumi si espandano in sicurezza (aree golenali) e dando all'acqua vie d'uscita (scoli, argini).
Irrigazione e drenaggio
Irrigare significa dare alle colture l'acqua che la pioggia non fornisce. I metodi più comuni:
- Superficiale (a sommersione o a solchi): l'acqua scorre sul campo o lungo le file. È semplice, ma se ne perde molta.
- A pioggia: i tubi spruzzano l'acqua come se piovesse.
- A goccia: tubi sottili danno l'acqua goccia a goccia alle radici. È il metodo che fa risparmiare più acqua.
Drenare significa portare via l'acqua in eccesso. Serve perché:
- troppa acqua non lascia aria alle radici (ristagno);
- permette a trattori e mietitrebbie di lavorare su terreno solido;
- nelle zone aride può lavare via il sale che si accumula nel suolo.
I drenaggi superficiali sono fossi aperti. Quelli sotterranei (sub-superficiali) sono tubi interrati con dei fori che raccolgono l'acqua dal suolo. Le buone aziende agricole pianificano insieme irrigazione e drenaggio.
Impianti di irrigazione
L'acqua passa attraverso una catena di strutture. Segui il 3D da sinistra a destra:
- Diga e bacino: immagazzinano l'acqua del fiume.
- Sbarramento o opera di presa: un muro basso o una paratoia che alza il livello del fiume e manda un po' d'acqua nel canale.
- Canale principale e canali secondari: portano l'acqua attraverso la campagna e diventano sempre più piccoli man mano che si dividono.
- Condotte e pompe: sollevano o spingono l'acqua dove la sola gravità non basta.
- Paratoie e chiuse: porte regolabili che decidono quanta acqua va dove.
- Laghetti e cisterne agricole: piccole riserve vicino ai campi.
- Canali di scolo: riportano l'acqua in eccesso a un fiume.
I canali funzionano soprattutto per gravità, quindi scendono con una pendenza dolce. Queste strutture vanno curate. Limo, erbacce e crepe riducono il flusso, perciò ogni anno agricoltori e gruppi locali le puliscono e le riparano.
Le molte funzioni dell'acqua agricola
L'acqua usata per coltivare dà vantaggi che vanno oltre i raccolti. Si chiamano funzioni multiple:
- Aiuto contro le piene: le risaie con gli argini rialzati trattengono l'acqua piovana.
- Ricarica delle falde: una parte dell'acqua dei campi penetra nel suolo e rifornisce i pozzi.
- Raffrescamento: l'acqua che evapora da campi e piante rinfresca l'aria vicina quando fa caldo.
- Habitat: stagni, canali e campi allagati ospitano rane, pesci, insetti e uccelli.
- Paesaggio e cultura: terrazzamenti verdi e canali creano luoghi piacevoli e mantengono vive le tradizioni dei villaggi.
Se i campi vengono abbandonati o coperti di asfalto e cemento, questi servizi gratuiti vanno persi. È uno dei motivi per cui conviene curare bene i terreni agricoli e i canali.
Prova tu: segui il percorso dell'acqua
Vai a vedere un canale, uno stagno o un fosso vicino a te, oppure guarda una mappa o una foto. Disegna il percorso dalla sorgente a un campo e dal campo di nuovo a un fiume. Segna le paratoie, le pompe o gli scoli che trovi. Poi chiedi a un agricoltore o a una persona anziana: quando si aprono e si chiudono le paratoie?
Formule e definizioni chiave
- Volume d'acqua (m³) = altezza (m) × superficie (m²)
- 1 mm su 1 ha = 10 m³
- Portata del canale Q (m³/s) = area della sezione (m²) × velocità (m/s)
- Volume = portata × tempo
- Risparmio (%) = (consumo vecchio − consumo nuovo) ÷ consumo vecchio × 100
- Parole chiave: irrigazione, drenaggio, bacino, sbarramento, canale, chiusa, ristagno
Esempi svolti
1. Una risaia di 2 ettari richiede 60 mm di acqua. Quanti m³ sono? (1 ha = 10.000 m²)
Superficie = 20.000 m². Altezza = 0,06 m. Volume = 20.000 × 0,06 = 1.200 m³.
2. Un canale porta 0,5 m³ di acqua ogni secondo. Quanta ne scorre in un'ora?
Un'ora = 3.600 s. Volume = 0,5 × 3.600 = 1.800 m³.
3. Un canale è largo 2 m, con acqua profonda 1 m che scorre a 0,5 m/s. Trova la portata Q.
Area = 2 × 1 = 2 m². Q = 2 × 0,5 = 1 m³/s.
4. Risaie su 100 ha hanno argini che trattengono 10 cm in più di acqua piovana. Quanta acqua di piena immagazzinano? (1 ha = 10.000 m²)
Superficie = 1.000.000 m². Altezza = 0,1 m. Volume = 100.000 m³.
5. Un campo ha 80 mm di acqua in eccesso. Uno scolo ne toglie 20 mm all'ora. Quanto tempo serve per svuotarlo?
80 ÷ 20 = 4 ore.
6. L'irrigazione a sommersione usa 900 mm di acqua per una coltura, quella a goccia 600 mm. Che percentuale di acqua fa risparmiare la goccia?
Risparmio = (900 − 600) ÷ 900 × 100 = 33,3%, circa un terzo.
Errori comuni
- Pensare che il drenaggio serva solo nei luoghi umidi. Molti campi irrigati hanno bisogno di scoli per evitare ristagni e accumulo di sale.
- Confondere l'irrigazione (acqua che entra) con il drenaggio (acqua che esce).
- Credere che le dighe diano solo acqua. Servono anche a trattenere l'acqua di piena.
- Dimenticare che 1 ettaro vale 10.000 m²: così i volumi vengono 10 volte troppo piccoli o troppo grandi.