Modellazione Idrogeologica degli acquiferi carsici costieri finalizzata alla gestione della risorsa idrica:il caso del Salento (Puglia)

Gli acquiferi costieri carsici mediterranei sono tutti affetti dalla problematica dell'intrusione marina. Il processo di salinizzazione delle acque, sia dovuto a cause naturali che antropiche, può modificare sostanzialmente le caratteristiche chimiche delle acque dequalificandone non solo la potabilità (secondo il D.Lgs. 152/99, che riprende la direttiva comunitaria EEC 80/778, il limite salino per utilizzo potabile è 150 mg/l) ma anche i possibili utilizzi irrigui.

In particolare in Italia il fenomeno dell'intrusione marina interessa quasi tutti gli acquiferi costieri con conseguente arretramento dell'acqua dolce che interessa buona parte delle coste.

Entrando nel merito, si definisce intrusione marina il movimento di acqua dal mare verso l'interno attraverso il sottosuolo. Le acque sotterranee dolci, essendo meno dense dell'acqua del mare (1 g/cm3 contro i 1,025 g/cm3), tendono a "galleggiarci" sopra. Nelle semplificazioni concettuali si ipotizza che l'acqua dolce si disponga sopra l'acqua salata definendo una linea di interfaccia netta. Nella realtà esiste una vera e propria zona di mescolamento o mixing zone, la cui ampiezza dipenda da fenomeni di dispersione e diffusione molecolare sia verticali che orizzontali, dalle fluttuazioni marine e dagli interventi antropici.
In condizioni naturali, dunque, l'intrusione marina può essere semplificata al fenomeno dell'intrusione laterale, ovvero la massa di acqua salata si infiltra nell'acquifero esclusivamente lateralmente dalla costa. Fattori che incidono su questo fenomeno sono l'eterogeneità delle formazioni rocciose e le fluttuazioni del mare.
Posizione dell'interfaccia

In tale fenomeno l'eterogeneità del sistema geologico ha una notevole importanza, infatti crea variazioni spaziali nelle proprietà idrauliche del mezzo che controllano il trasporto e perturbano il moto del flusso a differente scala (Diersch & Kolditz, 2002). Anche la scala dell'eterogeneità influisce sul fenomeno, infatti se su piccola scala, l'eterogeneità del mezzo ha una influenza minore sullo spessore della zona di interfaccia, macroscopiche variazioni creano vie preferenziali caratterizzate da moti anche molto rapidi (Cavache & Pulido-Bosch, 1997). L'altro importante fattore è quello delle fluttuazioni del livello del mare, soprattutto in quelle aree esposte a forti variazioni stagionali dove sono importanti i fenomeni di marea(Acworth et al., 2007).

L'intervento antropico può rompere l'equilibrio naturale del sistema. Rientrano tra le influenze antropiche che provocano intrusione marina attività come l'emungimento dall'acquifero di un volume idrico superiore o non commisurato alla ricarica totale, le modificazioni della linea di costa, l'urbanizzazione e la "cementificazione" del terreno, che riducono l'infiltrazione dell'acqua nel sottosuolo e quindi la ricarica naturale, lo scavo di canali o il loro approfondimento, e più in generale gli scavi eseguiti al livello piezometrico e la creazione di opere sotterranee.
Il fattore che però più influenza il fenomeno dell'intrusione marina è il prelievo di acqua attraverso l'utilizzo di pozzi. Si parla di intrusione dal basso o up-coning. In questo caso la massa di acqua salata, soggiacente alle acque dolci di falda, è richiamata verso l'alto da una depressione generata dall'estrazione da un pozzo di captazione. Si formano così quelli che vengono definiti "coni di intrusione". Il grado e l'estensione del cono di intrusione dipende da innumerevoli fattori, tra cui le proprietà idrogeologiche dell'acquifero, il tasso e la durata di prelievo, la posizione iniziale dell'interfaccia, il tasso di ricarica della zona, la geometria e le dimensioni del pozzo e la presenza di altri impianti di prelievo (Wirojanagud & Charbeneau, 1995; Saeed et al., 2002.).

Primo effetto di tale fenomeno sull'acquifero è la riduzione della disponibilità di acqua dolce. Basta infatti una contaminazione di meno dell' 1% di acqua marina per rendere inutilizzabile la risorsa a scopo potabile e spesso anche agricolo. In realtà, oltre all'impatto sulla quantità e qualità delle acque, il fenomeno dell'intrusione marina ha un impatto anche sull'ambiente, modificando la chimica dei suoli, riducendo la loro fertilità (Darwish et al., 2005; Qi & Qiu, 2011) nonché impattando sugli ecosistemi costieri e sulla flora locale (Saha et al., 2011).