Relazioni e interferenze tra acquiferi profondi e superficiali

Francesco La Vigna
2012 Acque Sotterranee  
Nello studio dei sistemi idrogeologici, le relazioni esistenti tra acquiferi profondi e superficiali giocano sempre un importante ruolo per la definizione degli schemi concettuali di circolazione regionale. A causa della profondità, il primo tipo di acquifero risulta spesso facilmente in comunicazione con fluidi endogeni, con masse magmatiche in raffreddamento (Taran et al. 1998 ) e in generale maggiormente influenzato dal flusso di calore e dal generale gradiente geotermico locale (Capasso et
more » ... locale (Capasso et al. 2001). Tutto ciò tende a modificare lo stato fisico e chimico delle acque presenti in questi serbatoi che possono ricevere gli apporti di ricarica in settori di affioramento ristretti o dove le condizioni geologico-strutturali permettano un collegamento idraulico con gli acquiferi superficiali. Il secondo tipo di acquifero, quello freatico superficiale riceve generalmente i suoi apporti di ricarica maggiori dalle precipitazioni, dall'alimentazione dei corsi d'acqua e da eventuali apporti laterali. Gli scambi tra acquiferi profondi e superficiali possono avvenire sia dall'alto verso il basso che viceversa (Brusca et al., 2001); questi rapporti sono sempre strettamente connessi all'assetto geologico-strutturale regionale che a luoghi genera delle vie di fuga (Shukla et al., 2010) delle acque e dei fluidi profondi verso l'alto, o delle direttrici principali di ricarica verso il basso. In alcuni casi le relazioni sono anche causate dall'intervento antropico per mezzo di opere di captazione o esplorazione mal realizzate (Humez et al., 2011) . Nella letteratura internazionale e nazionale recente gli studi che affrontano la tematica relativa agli scambi e alle miscelazioni tra acquiferi affrontano la problematica con le metodologie della geochimica isotopica e che riguardano spesso la caratterizzazione geotermica di reservoir profondi (Carucci et al., 2012) . Le prospezioni geochimiche delle acque sotterranee infatti rappresentano un metodo di indagine che consente di ricostruirne i circuiti (Rodgers et al., 2005) , di caratterizzarne il bacino di alimentazione di risalire alle temperature alle quali sono state in equilibrio in profondità (Aquilina et al., 2002) e di evidenziare fenomeni di mescolamento (Chae et al., 2006). Tramite questi studi che utilizzano gli elementi maggiori e in traccia disciolti e gli isotopi di vari elementi come traccianti naturali, infatti, si riesce a determinare con buona approssimazione l'origine delle acque. Gli isotopi maggiormente utilizzati in queste analisi sono gli isotopi Ossigeno-18 e Deuterio, il Trizio e il Carbonio ( 13 C). Gli isotopi di Ossigeno e Deuterio permettono di seguire il percorso dell'acqua nei vari momenti del ciclo idrologico, dalla formazione delle masse di vapore sopra gli oceani alla loro condensazione e precipitazione, permettono inoltre di risalire alla latitudine e all'altitudi-ne di infiltrazione; il Trizio è presente in atmosfera dall'inizio degli esperimenti nucleari e permette quindi datazioni relative agli ultimi 50 anni, mentre il Carbonio permette di descrivere tutti i rapporti di interazione tra fasi gassose, liquide e solide che presiedono all'acquisizione del carico salino delle acque. L'IAEA (International Atomic Energy Agency), ha un attivo settore (www.iaea.org/water) dedicato allo studio e alla ricerca sull'idrologia isotopica e pubblica anche un periodico sull'argomento (Newsletter of the Isotope Hydrology Section ISNN 1020-7120). Nell'ambito della ricerca delle relazioni tra acquiferi profondi e superficiali risultano invece meno frequenti gli studi di carattere idrogeologico-quantitativo, cioè quegli studi che cercano di capire le relazioni tra i diversi acquiferi analizzando i termini del bilancio idrologico (Cardenas e Wilson, 2006) in relazione all'assetto geologico-strutturale delle rocce serbatoio (Join et al., 2005) . In questi studi vengono effettuate numerose misure piezometriche, di flusso delle sorgenti e dei deflussi in alveo dei corsi d'acqua, vengono monitorati sia agli acquiferi superficiali che quelli profondi (La Vigna et al., 2012) così come vengono valutati i prelievi antropici per poi essere messi a confronto con i dati relativi agli apporti meteorici nelle aree di ricarica dei bacini idrogeologici individuati (Chiocchini et al., 2010; Mazza e La Vigna, 2011). Anche quando la profondità e le condizioni di pressione e temperatura lo permettono il monitoraggio degli acquiferi profondi è piuttosto difficile da mettere in opera, sia perché le perforazioni profonde attrezzate a fori di monitoraggio sono piuttosto rare, sia perché a causa della loro frequente artesianità, il loro monitoraggio prevede strumenti di misura particolari, come flange di testa pozzo con manometri, torri piezometriche e sonde multiparametriche adatte a resistere in queste condizioni. Grande importanza in questi studi hanno le prospezioni geofisiche, sia sismiche che geoelettriche, che permettono la ricostruzione dei serbatoi e delle loro caratteristiche con buona approssimazione (Tronicke e Holliger, 2005). Se da una parte gli studi chimici ed isotopici portano quanto alla definizione dell'origine e ai tempi di residenza delle acque nei serbatoi profondi (Kloppmann et al., 1998) , dall'altra la loro spiccata vocazione geochimica a volte, tende a non prendere in piena considerazione le geometrie dei bacini idrogeologici e i rapporti idraulici tra le idrostrutture (Andre et al., 2005). Allo stesso modo gli studi puramente quantitativi spesso mancano di approfondimenti geochimici ed isotopici che possano avvalorare i percorsi delle acque individuati. La best practice per individuare i processi di miscelazione e le relazioni tra diversi acquiferi risulta quindi essere un approccio frontiere
doi:10.7343/as-006-12-0006 fatcat:pqtgarny3nfk3omd54uuz5wwcu