water re-born - artificial...
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(LIFE10 ENV/IT/000394)
28 OTTOBRE 2015
c/o Manufattura dei Marinati,
Via Mazzini 200
Comacchio (FE)
WATER RE-BORN - Artificial Recharge Innovative Technologies for the Sustainable Management of Water Resources
Tecnologie innovative per la gestione sostenibile delle risorse idriche
S. Pepi, A. Di Roma, C. D’Antone, S. Russo, C. Vaccaro
Dipartimento di Fisica e Scienza della Terra
Università di Ferrara
ZeoLIFE FINAL WORKSHOP
Presentazione dei risultati
EFFETTI DELLA RICARICA ARTIFICIALE
NEL SITO TEST DI COPPARO
WATER RE-BORN - Artificial Recharge
Il progetto WARBO è stato finanziato nel 2011 dalla Comunità Europea (nell’ambito del
programma LIFE+) con lo scopo di studiare misure di riduzione e di controllo delle acque che scorrono nel sottosuolo.
lo sviluppo di azioni pilota su siti che presentavano
problemi di degrado qualitativo e quantitativo delle
risorse idriche
nei quali era necessario
intervenire per combattere la
scarsità d'acqua
senza alterare il territorio
sviluppando protocolli di
corretta gestione delle
attività di ricarica.
Conciliare gli obiettivi della
direttiva acqua con la direttiva
alluvioni
Carattere innovativo del progetto WARBO
L’innovazione del presente progetto consiste nell’applicazione della ricarica artificiale a contesti
significativi e rappresentativi delle problematiche di un’ampia area geografica, per poterne individuare i
punti di forza e di debolezza. Al fine di fornire indicazioni per l'aggiornamento normativo della direttiva
sull'acqua.
Il progetto si avvale delle innovazioni metodologiche e tecnologiche nel campo del:
Geofisica applicata
Idrogeologia
Geochimica
Gestione Ambientale
(LIFE10 ENV/IT/000394)
Le tre aree test di progetto sono essenzialmente il Delta del Po (in provincia di Ferrara),
l’Alta Pianura Friulana (in provincia di Udine) e un’area delle risorgive del Friuli-Venezia
Giulia (in provincia di Pordenone)
Aree di studio
Lago di cava in località Ponte San
Pietro Copparo (FE)
Impianto sperimentale innovativo
di ricarica artificiale di Mereto di
Tomba (UD)
Impianto di fitodepurazione della
Zona Industriale Ponte Rosso-ZIPR
in San Vito al Tagliamento (PN)
Mereto di Tomba (Provincia di Udine )
L’impianto di Mereto di Tomba è ubicato a monte dell’ampio settore di riordino fondiario (400 ha), che
prevede oltre alla razionalizzazione delle proprietà, risparmio idrico attraverso la trasformazione dei
sistemi di irrigazione a scorrimento in sistemi a gocce.
L’impianto alimento da un canale irriguo e
consiste in una vasca di infiltrazione che
nonostante le piccole dimensione ha elevate
efficienza per l’alta permeabilità dell’alta
pianura
Area soggetta a bassa ricarica naturale, la quale viene
compensata dall’attività irrigua che apporta nitrati
nell’acquifero.
Mereto di Tomba (Provincia di Udine )
riordino agrario reso necessario dall’elevate
concentrazioni di nitrati dell’acquifero dovuto al
dilavamento delle acque d’irrigazioni
G. Martelli, 2013
Ricarica artificiale
(Fontana, 2006).
Ponte Rosso (provincia di Pordenone) è caratterizzato da un’estesa area artigianale che insiste
sull’acquifero indifferenziato dell’alta pianura Friulana dove si ha importante azione di ricarica naturale da
parte del Tagliamento.
Ponte Rosso-ZIPR in San Vito al Tagliamento (PN)
Grazia Martelli, 2013
Copparo (provincia di Ferrara)
Il sito test è ubicato nel Comune di Copparo (FE) ed è parte dell'area di transizione della Pianura Padana con
il Delta del Po (settore orientale della pianura alluvionale).
Utilizzo della cava di Ponte San Pietro Copparo
Rete di monitoraggio della Regione Emilia Romagna – ARPA (02.11.2004)
Caratterizzazione delle acque sotterranee in applicazione del D.Lgs. 152/99 e della Direttiva europea
2000/60 (Water Framework Directive, WFD)
Manganese – 1988/1998 (μg/l)
ARPA con l’elaborazione delle serie storiche segnala in tutta la pianura padana un inquinamento diffuso a bassa correlazione con la distanza dalla costa e che non riflette: a) la pressione antropica, b) le condizioni microclimatiche, c) la distribuzione dei complessi idrogeologici più superficiali della pianura alluvionale e dell’area deltizia.
La scelta del sito test nel Comune di Copparo (FE) deriva dalla constatazione della criticità climatica di
quest’area che, in momenti di siccità particolarmente importanti, come nell’estate del 2003, ha avuto forti
sofferenze per l’approvvigionamento di acqua dolce e per la forte ingressione del cuneo salino
Sito Test Copparo
Attività sul campo:
- Monitoraggio bimestrale parametri chimico fisici;
- periodico campionamento acque sotterranee per
analisi degli elementi maggiori, elementi minori e
in traccia, analisi radonometriche
Per comprendere il sistema e le criticità dell’area è stato pianificato a partire dal
2012 un monitoraggio bimestrale dei principali parametri fisici con periodico
campionamento di acque sotterranee ed analisi della composizione chimica nei
piezometri collocati all’interno e all’esterno della cava, nel canale e nelle aree vicine.
(LIFE10 ENV/IT/000394)
Vasca di
fitodepurazion
e
Valori di conducibilità media nel periodo di monitoraggio 2012-2015
P8- Valori più
elevati di E.C.
SAND
CLAY SILT WITH SOME
SAND
SAND
SAND
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
100 5100 10100 15100 20100
Dep
th f
rom
ref
eren
ce p
oin
t (m
)
µS/cm 07/09/2012
21/09/2012
05/10/2012
19/10/2012
29/10/2012
09/11/2012
25/01/2013
18/02/2013
05/03/2013
08/04/2013
07/05/2013
Variazioni della conducibilità elettrica nei piezometri monitorati, log piezometro 8
Box plot dispersione valori nei vari
piezometri
Andamento del parametro
della conducibilità elettrica
nel corso dei monitoraggi
Analisi chimiche su campioni di acque sotterranee
Punti di campionamento: - 14 punti nell’area test del progetto WARBO, - 3 a Ponte San Pietro;
In tabella la statistica descrittiva dei
parametri presi in considerazione,
come si può notare il valore
massimo del Cl è molto elevato, e
trattandosi di acque di falda le
concertazioni di Cl sono abbastanza
inusuali ed elevate.
Tra gli elementi minori invece di particolare interesse
risultano i valori registrati per lo Sr e per il Fe,
elemento comune nel territorio.
Analisi chimiche su campioni di acque sotterranee: Piper diagram.
Ca(Mg)-HCO3 composizione tipica degli acquiferi nelle regioni temperate Na(K)Cl composizione comune in acque marine e acque fossili
Na(K)HCO3: composizione caratteristica di acque profonde che indica un processo di scambio ionico.
Parametro TDS nel Piper diagram conferma la tendenza delle acque al mescolamento.
mixing
La analisi preliminare con lo scatter matrix consentono di focalizzare
l’attenzione su alcune correlazioni interessanti che possiamo esporre in
modo più chiaro attraverso dei diagrammi di speciazione geochimica..
INTERPRETAZIONE GEOCHIMICA DEI DATI: DIAGRAMMI DI CORRELAZIONE
pH
E.C
Na
K
Mg
Ca
Cl
SO4
HCO3
TDS
Sr
INTERPRETAZIONE GEOCHIMICA DEI DATI: DIAGRAMMI DI CORRELAZIONE
0,10
1,00
10,00
100,00
1000,00
0,10 1,00 10,00 100,00 1000,00
Na m
eq/l
Cl meq/l
S2014 sp S 2014 sp A 2014 A 2014 W 2015
sp W 2015 seawater Po diamantina
1,00
10,00
100,00
1,00 10,00 100,00M
g m
Eq/l
Ca mEq/l
S 2014 sp 2014 sp A 2014 A 2014 W 2015 sp W 2015
0,00
100,00
200,00
300,00
400,00
0,00 200,00 400,00 600,00 800,00 1000,00
Ca m
g/l
HCO3 mg/l
S2014 COPPARO SP S2014 A 2014 COPPARO
A 2014 COPPARO W 2015 COPPARO SP W2015
intrusion
refreschening
Principal component analysis PCA
Interazione acque profonde
Processi di salinizzazione
Altri processi di interazione
ELEMENTI MINORI E IN TRACCIA
Le acque fossili sono caratterizzate da alti valori di alcuni elementi
come As e B, il loro mescolamento ad acque che arrivano a pochi
metri dalla superficie determina inquinamento ambientale.
Il B e l As sono inquinanti naturali mobilizzati a causa del mescolamento con acque che provengono da
elevate profondità, acque fossili, le quali sono ricche di questi elementi, infatti i valori medi in entrambi i
casi sono abbastanza elevati.
RADON NELLE ACQUE SOTTERRANEE DEL SITO TEST
Le concentrazioni di Radon rilevate sono basse rispetto la media regionale (300- 1600 Bq/m3), la presenza di Radon nelle acque viene fortemente influenzata dalla velocità di circolazione dei fluidi e dal coefficiente di permeabilità dei suoli. I coefficienti di permeabilità del suolo sono bassi, il che influisce anche sulla dinamica della concentrazione del gas, sul passaggio dal suolo al liquido e sulla sua permanenza nelle acque sotterranee.
Monitoraggio acque dell’invaso artificiale successive alle azioni di ricarica artificiale. Effetti
della ricarica e della fitodepurazione sulla qualità delle acque.
MODELLI TRIDIMENSIONALI DELLA DISTRIBUZIONE DELLA CONDUCIBILITA’ ELETTRICA IN
PROFONDITA’.
VALORI ELEVATI DI CONDUCIBILITA’
SEMBRANO AVERE UN INPUT PROVENIENTE
DA SUD EST.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
p %
Phi
SED01
SED02
SED03
SABBIA SILT ARGILL
ISOSURFACE CONDUCIBILITA’ ELETTRICA
Soluzione di Mitigazione : ricarica artificiale degli acquiferi
Caso studio del progetto WARBO: Ponte San Pietro Copparo
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
100 5100 10100 15100 20100
Dep
th f
rom
ref
eren
ce p
oin
t (m
) µS/cm 07/09/2012
21/09/2012
05/10/2012
19/10/2012
29/10/2012
09/11/2012
25/01/2013
18/02/2013
05/03/2013
08/04/2013
07/05/2013
27/06/2013
28/10/2013
22/01/2014
23/06/2014
01/08/2014
20/08/2014
12/09/2014
29/05/2015
La diminuzione dei valori di conducibilità
elettrica nel corso dei lavori del progetto ha
dimostrato come l’impianto di ricarica artificiale
abbia immesso acqua di buona qualità
all’interno dell’invaso artificiale.
La vasca di fitodepurazione ha migliorato la
qualità dell’acqua deviata e immessa all’interno
del canale, ciò a sua volta ha determinato un
miglioramento delle condizioni qualitative delle
acque nell’area circostante che sono state
registrate durante il costante monitoraggio
portato avanti nel progetto.
La riduzione della E.C. mostrata nel piezometro 8 è il risultato dell’influenza dell’acqua dell’invaso la
quale permea all’interno dei circostanti sedimenti sabbiosi, la cui granulometria è stata analizzata
mediante analisi sedimentologiche, agendo in modo positivo sulle acque, riducendone la concentrazione
di elementi salini.
Problematiche: ante ricarica invasione del
gambero rosso - Specie aliena, ridotta post
ricarica con l’ingresso dei pesci che oltre a
competere attraggono l’avifauna migratoria
GRAZIE PER L’ATTENZIONE
(LIFE10 ENV/IT/000394)