Riccardo Toloni

Soluzioni residenziali sostenibili per il terzo millennio: un progetto per Castel San Giovanni. Rel. Giorgio Pilla, Lia Barazzoni. Università degli Studi di Pavia, Dipartimento di Scienza della Terra e dell’Ambiente, Corso di Laurea magistrale in Scienze Geologiche Applicate, A.A. 2019/2020.

In collaborazione con ARPA Emilia-Romagna.

 

 

 

Abstract

Nel presente lavoro di tesi sono stati studiati gli acquiferi dei terrazzi alluvionali della zona di Ca’ del Montano attraverso un classico approccio idrogeologico e con l’ausilio di analisi idrochimiche e isotopiche realizzate sia sui corpi idrici superficiali che quelli sotterranei. I risultati ottenuti potranno essere utilizzati come esempio per future valutazioni dell’impatto ambientale delle discariche sul territorio circostante, essendo queste un elemento di disturbo dell’assetto idrogeologico. Il presente lavoro di tesi è stato realizzato in collaborazione con il personale Arpae (Agenzia regionale per la prevenzione, l’ambiente e l’energia dell’Emilia-Romagna) della sede di Piacenza. Grazie ai dati del servizio di monitoraggio territoriale di Arpae inerenti alla rete di monitoraggio piezometrica della vasca II della discarica di Ca’ del Montano, assieme ai dati delle precipitazioni cumulative giornaliere è stato verificato il corretto funzionamento dei piezometri, per un arco temporale dal 1996 al 2019. Per una miglior comprensione dei rapporti idrogeologici e del posizionamento dei piezometri, si è resa necessaria la realizzazione di un modello 3D della superficie topografica del pianalto interessata dalla vasca II, riportato in figura 1 (pag. 3). Dalle considerazioni in merito ai piezometri disposti lungo le sponde della discarica è emerso che i piezometri P1, P6, P7, P8, P9 e P10 sono stati correttamente installati e risultano pertanto funzionanti. I dati dei piezometri P2 e P5 non sono invece completamente attendibili. Lo studio del comportamento dei piezometri in risposta alle precipitazioni ha non solo stabilito l’attendibilità dei dati, ma ha anche fornito informazioni importanti in merito alla caratterizzazione del sistema idrogeologico sotterraneo. Successivamente sono state condotte analisi riguardo i valori di Nitrati, Cloruri, Solfati, di alcalinità e conducibilità elettrica nei campioni delle acque sotterranee e superficiali. Lo scopo è stato quello di verificare se sono avvenute delle contaminazioni dovute all’uso del suolo limitrofo all’area di studio o a perdite prodotte dalla discarica di Ca’ del Montano, e di analizzare le risposte del sistema idrogeologico alle precipitazioni atmosferiche. I parametri nelle acque sotterranee non risultano particolarmente elevati. I valori di Nitrati, Cloruri e Solfati nelle acque superficiali sono mediamente più elevati. Le acque superficiali risentono direttamente dell’effetto delle precipitazioni, a differenza delle acque sotterranee dove l’influenza delle ricariche viene attenuata dalle proprietà del terreno. I corpi idrici superficiali, inoltre, risentono direttamente di eventuali fenomeni di contaminazione. gli andamenti dei parametri chimici nei corsi d’acqua e nei laghi riportano una differente risposta in base all’elemento idrologico in esame. Nei laghi, gli eccessi o le diminuzioni dei parametri risultano notevolmente attenuati rispetto ai corsi d’acqua grazie alla grandezza dei loro invasi. Durante i periodi di ricarica, alcalinità e conducibilità tendono a diminuire, mentre un aumento dei valori può essere sintomo di avvenuta contaminazione. I valori di Alcalinità e Conducibilità elettrica delle acque sotterranee sono risultati minori rispetto a quelli delle acque superficiali, in linea con le considerazioni in merito a Nitrati, Cloruri e Solfati. I risultati delle analisi chimiche sono stati supportati dalle indagini isotopiche di d¹⁸O e d²H condotte da Arpae, le quali hanno fornito un prezioso contributo al presente lavoro di tesi. Le indagini isotopiche ricoprono un arco temporale di cinque anni, dal 2015 al 2019, e sono stati analizzati i δ¹⁸O e δ²H di 70 campioni di acque sotterranee e superficiali. Nel particolare, si sono osservate le variazioni dei rapporti isotopici dei campioni in confronto agli standard della MWL e ai valori della retta Longinelli per le precipitazioni del Nord Italia. I dati inerenti alle isotopie delle acque sotterranee sono in accordo con i rapporti isotopici delle equazioni di Longinelli per il Nord Italia. Le variazioni sono minime, ma comunque presenti, e sono dovute all’effetto della stagionalità e della temperatura. Il δ¹⁸O misurato nei corpi idrici sotterranei evidenzia valori più negativi nei campioni prelevati durante le mensilità invernali. Le acque superficiali si dimostrano più suscettibili a fattori come temperatura ed evaporazione. La maggior parte dei rapporti isotopici dei corsi d’acqua ricade in prossimità della retta di Longinelli, mentre I valori dei rapporti isotopici nelle acque dei laghi assumono un particolare andamento, tipico delle acque soggette all’effetto dell’evaporazione. Analizzando gli eccessi in deuterio dei corpi idrici superficiali e sotterranei è stato possibile risalire all’origine delle acque meteoriche che alimentano le falde idriche della zona di Ca’ del Montano. è possibile affermare che le falde subiscano ricariche dalle precipitazioni atmosferiche provenienti dal Nord Europa. Gli andamenti hanno registrato i valori massimi di eccesso in Deuterio durante le campionature invernali di febbraio. Gli eccessi in Deuterio dei campioni prelevati a settembre sono risultati minori di quelli dei periodi invernali. Gli andamenti delle acque sotterranee sono peraltro risultati molto più interpretabili rispetto a quelli delle acque superficiali. Infine, è stato realizzato un modello idrogeologico della zona di Ca’ del Montano, con l’obiettivo di differenziare i rapporti idrogeologici delle acque superficiali da quelli dei corpi idrici profondi. Il comportamento delle circuitazioni idriche superficiali è stato definito mediante dei sopralluoghi sul campo che hanno confermato la veridicità dei dati litologici, provenienti dal Geoportale dell’Emilia-Romagna. La circolazione idrica superficiale può essere così suddivisa in due circuiti interconnessi: un Circuito idrico superficiale primario, rappresentato dai Rii Busone, Rimore, Mure, Nure, dal Lago Ovest e dal Lago Villa, e un Circuito idrico superficiale secondario, costituito da una rete di canali secondari, alcuni di origine naturale e altri artificiale, che alimentano il Rio Busone, il Rio Rimore e i due laghi. Le principali litologie affioranti nell’area d’indagine sono: il Sintema di Costamezzana, il Subsintema di Agazzano, l’Unità di Niviano del Subsintema di Villa Verrucchio ed il Subsintema di Ravenna. Il Rio Busone risulta essere più incassato rispetto al Rio Rimore, che presenta un andamento meandreggiante e più continuo, ed è inoltre disturbato dalla presenza dei due laghi. I due laghi si esplicano in prossimità di due limiti idrogeologici d’emergenza, determinati dall’intercalazione del Sintema di Costamezzana, il quale presenta una copertura superficiale argillosa impermeabile che garantisce la sopravvivenza della falda, all’Unità di Niviano, in cui l’argilla non è stata rinvenuta. La caratterizzazione dei circuiti idrici profondi è limitata all’intorno della vasca II di Ca’ del Montano. Il comportamento della circolazione idrica sotterranea è stato definito in base alle risposte della rete di monitoraggio piezometrica ai periodi di ricarica, alle variazioni dei parametri idrochimici delle acque sotterranee evidenziate dalle analisi idrochimiche, e utilizzando le colonne stratigrafiche ricavate dai dati della campagna geognostica. L’unità di Niviano affiora lungo tutto il pianalto, ed è rappresentata da depositi ghiaiosi frequentemente intercalati da strati di argilla di variabile spessore e più raramente da depositi limoso o argilloso-limosi. La spiccata eterogeneità dei litotipi presenti che derivano dalle frequenti intercalazioni precedentemente citate, frutto della deposizione dei terrazzi alluvionali pleistocenici, ha determinato un circuito idrico profondo rappresentato da sistemi di acquiferi a multifalda confinata. Il sistema presenta perciò una permeabilità estremamente variabile. Nei punti dove sono presenti le coperture limose o ghiaiose, come nella zona della sponda Sud-Est dove sono stati posti i piezometri P7 e P8 (si faccia riferimento alla figura 1), le falde semiconfinate alimentano, grazie all’azione d’infiltrazione delle acque meteoriche, una serie di sistemi a multifalda confinata determinate dall’intercalazione di livelli argillosi, presenti nelle zone dei piezometri P5 e P9, a diverse profondità nel terreno.

Parole chiave

Sostenibilità, tutela ambientale