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L'acquifero confinato in ghiaie della pianura costiera di Pisa: aggiornamento dei dati idrogeologico-geochimici e considerazioni sul fenomeno dell'intrusione marina

Informazioni tesi

  Autore: Silvia Di Bartolo
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2013-14
  Università: Università degli Studi di Pisa
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Scienze e Tecnologie Geologiche
  Relatore: Roberto Giannecchini
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 173

La presente Tesi di Laurea si inserisce in un progetto di ricerca intitolato “Studio del fenomeno dell’intrusione marina nella falda confinata in ghiaie e dei rapporti tra sistema freatico e confinato nell'area del Parco Regionale Migliarino-S. Rossore-Massaciuccoli (MSRM) compresa tra Fiume Arno e Canale Scolmatore” che prevede lo sviluppo di indagini idrogeologiche-idrogeochimiche sulla fascia costiera della Pianura Pisana. Il progetto è svolto dal Dipartimento di Scienze della Terra (DST) di Pisa, in stretta collaborazione con l’Istituto di Geoscienze e Georisorse-Consiglio Nazionale delle Ricerche (IGG-CNR) di Pisa.
Il livello in ghiaie dell’acquifero multistrato della Pianura di Pisa è sede di una delle principali risorse idriche, con numerosi pozzi di emungimento per l’approvvigionamento idropotabile, industriale e agricolo, sebbene, in diversi casi, l’acqua non sia di ottima qualità. Nella zona costiera, oggetto di questo studio, tale orizzonte acquifero si trova in generale ad una profondità compresa tra 50 e 100 m sotto il livello del mare ed è spesso circa 10-20 m.
Con lo scopo di valutare se nell'area costiera pisana meridionale, compresa tra il Fiume Arno e il Canale Scolmatore, tale importante acquifero sia interessato da fenomeni di intrusione marina, nonché per conoscere i meccanismi di miscelazione tra acque dolci e acqua di mare, è stato effettuato uno studio multidisciplinare mediante rilevamento dei livelli piezometrici, analisi dei parametri-chimico fisici sia in sito che in laboratorio e analisi isotopiche.
Il progetto, nelle sue prime fasi, ha previsto la realizzazione di 11 piezometri che monitorano in continuo livello piezometrico (m s.l.m.), conducibilità elettrica (μS/cm) e temperatura (°C): 7 profondi che intercettano l’acquifero confinato in ghiaie, 3 superficiali che intercettano l’acquifero freatico in sabbie e uno intermedio per poter valutare se i due acquiferi sono in comunicazione; oltre a questi piezometri il monitoraggio ha riguardato una quarantina di pozzi profondi, nonché le acque del Fiume Arno e del Canale Scolmatore.
In particolare, sono state effettuate due campagne di misura (Settembre 2013 e Febbraio 2014) durante le quali sono stati misurati livello piezometrico, CE, pH e temperatura direttamente in sito per mezzo di sonde multi-parametriche; nella campagna di Settembre 2013 sono stati inoltre raccolti dei campioni d’acqua per le analisi di laboratorio, svoltesi presso i laboratori dell'IGG-CNR, al fine di determinare il contenuto dei principali anioni (Cl-, SO4= e NO3-) e dei principali cationi (Ca++, Mg++, Na+ e K+). Con l’analisi chimica delle acque è stato possibile determinare il contenuto dei principali anioni (Cl-, SO4= e NO3-), mediante cromatografia ionica, e dei principali cationi (Ca++, Mg++, Na+ e K+), tramite spettroscopia atomica. Sulla base di questi dati è stato possibile riconoscere le principali facies idrochimiche a cui le acque appartengono ed individuare i principali processi di mescolamento che interessano la falda acquifera in esame. L’acquifero studiato è sede di una circolazione di acque a composizione intermedia tra bicarbonato calcica, solfato calcica e clorurato sodica.
A supporto della chimica sono state eseguite le analisi isotopiche sui punti d’acqua campionati nella campagna di Giugno 2013. I campioni raccolti lungo costa, entro 1,5-2 Km dalla linea di riva, mostrano composizione chimica e δ18O‰ indicativi di mescolamento tra acque di falda e acqua di mare. Questo fenomeno, in accordo con le osservazioni piezometriche, risulta più marcato nel settore meridionale dell’area, verso Calambrone. La maggior parte degli altri campioni analizzati, raccolti fino a 5 Km dalla linea di riva, non è interessata da fenomeni di intrusione marina; in questi casi, le acque sotterranee mostrano le stesse caratteristiche rinvenute nella parte interna della Piana di Pisa, con un TDS relativamente basso e valori di δ18O‰ indicativi di quote medie di ricarica maggiori delle quote locali. Soltanto alcuni campioni, raccolti in prossimità della zona di S. Piero a Grado nella parte più interna a Nord, mostrano caratteristiche chimiche ed isotopiche attribuibili alla presenza di acqua di mare. In tali casi, i valori di δ18O‰ mostrano chiaramente che l’intrusione di acqua di mare non avviene direttamente nell'orizzonte ghiaioso, ma attraverso gli acquiferi sabbiosi superficiali, che, in questa zona, sono in contatto diretto con le ghiaie più profonde.

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1 1. INTRODUZIONE E SCOPO DELLA TESI La presente Tesi di Laurea si inserisce in un progetto di ricerca intitolato “Studio del fenomeno dell’intrusione marina nella falda confinata in ghiaie e dei rapporti tra sistema freatico e confinato nell’area del Parco Regionale Migliarino - S. Rossore - Massaciuccoli (MSRM) compresa tra Fiume Arno e Canale Scolmatore” che prevede lo sviluppo di indagini idrogeologiche-idrogeochimiche nella fascia costiera della Pianura Pisana. Il progetto è svolto dal Dipartimento di Scienze della Terra (DST) di Pisa, in stretta collaborazione con il Consiglio Nazionale delle Ricerche - Istituto di Geoscienze e Georisorse (CNR-IGG). La Pianura Pisana, situata nella Toscana centro-occidentale, presenta un assetto idrogeologico costituito da un acquifero superficiale poco sfruttato e dal sottostante acquifero multistrato confinato (Amc). Quest’ultimo è caratterizzato da un primo orizzonte sabbioso (1° acquifero confinato in sabbie) e da un secondo orizzonte ghiaioso-ciottoloso (1° acquifero confinato in ghiaie). Il livello in ghiaie dell’acquifero multistrato della Pianura di Pisa, oggetto del presente lavoro di Tesi, che si trova in generale ad una profondità compresa tra 50 e 100 m sotto il livello del mare ed è spesso circa 10-20 m, è costituito da ciottoli e ghiaie di dimensione e litologia diversa, in matrice sabbiosa. Esso contiene certamente una delle principali risorse idriche per approvvigionamento idropotabile, industriale e agricolo, sebbene, in diversi casi, l’acqua non sia di ottima qualità. Il chimismo di tale acquifero si lega anche alla problematica dell’intrusione marina: recenti studi (Butteri et al., 2010; Cignoni, 2012; Neri, 2014), effettuati sulle acque dei pozzi presenti nella zona, hanno evidenziato tale caratteristica, soprattutto nell’area di Tirrenia-Calambrone, dove una ingressione di acqua di mare influirebbe notevolmente sulla qualità delle acque dell’acquifero con importanti conseguenze per le aziende agricole e per tutte le realtà produttive presenti nell’area, che sfruttano tale risorsa. Nell’ambito del presente lavoro di Tesi sono state effettuate due campagne di misura nei mesi di Settembre 2013 e Febbraio 2014: i punti d’acqua analizzati sono una quarantina di pozzi, 11 piezometri e le acque superficiali del Fiume Arno e del Canale Scolmatore. In ognuno di questi è stato misurato il livello piezometrico (livello idrometrico per quanto riguarda i corsi d’acqua) e sono state effettuate le misure (in situ) di conducibilità elettrica (μS/cm a 25 °C), pH e temperatura (°C). Per la campagna di Settembre 2013 è stata svolta anche l’analisi chimica dei campioni presso il Laboratorio di Chimica delle Acque del CNR-IGG di Pisa. A partire dalla rielaborazione dei dati sono stati costruiti dei diagrammi classificativi che hanno

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Parole chiave

idrogeologia
intrusione marina
idrogeochimica
acquifero confinato
pianura di pisa

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