Capitolo 5 CARATTERISTICHE IDRODINAMICHE E PROFILI IDROLOGICI DELLA COLONNA D ACQUA

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1 Capitolo CARATTERISTICHE IDRODINAMICHE E PROFILI IDROLOGICI DELLA COLONNA D ACQUA.1 Caratteristiche correntometriche della colonna d acqua L area circostante il Terminale è stata caratterizzata dal punto di vista correntometrico nel corso della campagna di campionamento eseguita nel mese di settembre Materiali e metodi L acquisizione e la registrazione dei dati delle correnti marine è stata effettuata tramite un correntometro ad effetto doppler ADCP RDI 6 KhZ in grado di misurare le caratteristiche delle correnti nell intera colonna d acqua simultaneamente. Tale strumento è stato montato in un apposito alloggiamento situato lungo la murata destra nella N/O Astrea dell ISPRA con il trasduttore emettente rivolto verso il fondo del mare. Con tale configurazione è stato possibile acquisire e registrare i dati, dalla superficie al fondo, con la nave in movimento lungo diversi transetti situati nelle immediate vicinanze del terminale e a maggiori distanze da esso. Si è preferito infatti acquisire lungo transetti anziché in modo puntiforme in corrispondenza di singole stazioni. Il correntometro inoltre è stato ulteriormente equipaggiato con un apposito sistema di correzione automatico bottom tracking in grado di eliminare dalla misurazione delle correnti il rumore di fondo dato dai movimenti verticali e orizzontali della nave Astrea. Tale sistema tramite interfaccia con il sistema di posizionamento della nave DGPS ha consentito di valutare i dati di navigazione permettendo di avere i dati correntometrici al netto di essi. I dati ottenuti sono stati elaborati e graficati con l apposito software winadcp RD Instruments. Nel corso della campagna di acquisizione e registrazione dati sono state investigate le caratteristiche delle correnti marine lungo diverse rotte, localizzate a distanza minima di metri dal terminale ed una massima di 2 km, per un totale di 12,6 km. Per brevità vengono discussi ed illustrati i risultati relativi a due transetti ritenuti significativi del reale andamento idrografico dell area investigata e delle perturbazioni che il terminale induce all idrodinamismo nelle sue immediate vicinanze. Il transetto A (Figura.1.1.1), posto a m dal terminale, intercetta il flusso delle acque di scarico (la posizione dello scarico è a circa metà del lato sud del terminale). Il transetto B (Figura.1.1.1) comprende un area a nord del terminale non ISPRA (211) Monitoraggio area del Terminale GNL di Porto Viro Fase di esercizio provvisorio (1 E) 139

2 influenzata dal flusso delle acque di scarico e può quindi essere considerato come localizzata in un area di bianco rispetto ad esso. Non è possibile analizzare la zona del flusso in entrata (lato ovest) in quanto, per impedimenti dovuti alle strutture di ancoraggio delle navi gasiere, la nave N/O Astrea non può manovrare. Figura.1.1.1: Localizzazione dei transetti di studio delle caratteristiche delle correnti marine fase di esercizio - settembre Risultati Nelle aree non interessate dalla struttura fisica del terminale e dal flusso del suo scarico, ovvero nelle zone definite di bianco (transetto B), si osserva una direzione prevalente delle correnti marine diretta verso il IV quadrante e più specificatamente verso Nord-Ovest e Nord-Nord-Ovest (3-34 ); le velocità osservate sono di circa 3-4 cm/s (Figura.1.2.1). Nella Figura è evidenziato l intero dataset ottenuto tramite tre passaggi lungo il transetto A e chiaramente visibili dai diversi valori sia della direzione che della velocità ottenuti nelle immediate vicinanze dello scarico del terminale. Per una migliore analisi delle dinamiche delle acque in prossimità dello scarico nella Figura sono stati evidenziati i particolari dell intero dataset sopra esposto. È possibile notare come un evidente segnale di disturbo dell andamento delle correnti sia indotto dal flusso delle acque di scarico in uscita dal Terminale: il punto del flusso di uscita delle acque di scambio termico, posizionato nella parte sud del terminale, è chiaramente evidenziato con correnti aventi direzione univoca verso sud (18 ) e velocità alte (2-3 m/s); tale flusso modifica l andamento della direzione dominante osservata nel periodo di campionamento, causando una deviazione della stessa verso Est ad Est della struttura del ISPRA (211) Monitoraggio area del Terminale GNL di Porto Viro Fase di esercizio provvisorio (1 E) 14

3 terminale e verso Ovest ad Ovest dello stesso con velocità minori di quello del flusso di scarico e simili a quelle della zona di bianco precedentemente descritte ( Figure ). Le aree nere evidenti nella Figura subito ai lati del flusso di uscita delle acque di produzione sono errori di lettura del correntometro dovute all estrema turbolenza delle acque e alla presenza di notevoli bolle di aria che non consentono il funzionamento ottimale dell effetto doppler. In conclusione, il terminale influenza l andamento delle correnti marine nelle sue immediate vicinanze provocando una deviazione del flusso generale delle correnti marine, tuttavia già a distanza di poche decine di metri dalla struttura del terminale tale effetto scompare. ISPRA (211) Monitoraggio area del Terminale GNL di Porto Viro Fase di esercizio provvisorio (1 E) 141

4 Figura.1.2.1: Andamento delle direzioni e delle velocità delle correnti marine nel transetto B fase di esercizio - settembre 2. ISPRA (211) Monitoraggio area del Terminale GNL di Porto Viro Fase di esercizio provvisorio (1 E) 142

5 Figura.1.2.2: Andamento delle direzioni e delle velocità delle correnti marine nel transetto A: tre passaggi davanti allo zona di scarico evidenziabili dai diversi valori di direzione e velocità fase di esercizio - settembre 2. ISPRA (211) Monitoraggio area del Terminale GNL di Porto Viro Fase di esercizio provvisorio (1 E) 143

6 Figura.1.2.3: Particolare dell andamento delle direzioni e delle velocità delle correnti marine del transetto A nell'area influenzata dallo scarico delle acque del terminale fase di esercizio - settembre 2. ISPRA (211) Monitoraggio area del Terminale GNL di Porto Viro Fase di esercizio provvisorio (1 E) 144

7 .2 Profili idrologici (CTD).2.1 Materiali e metodi Per la caratterizzazione fisico-chimica della colonna d acqua le attività di misurazione e registrazione dei dati della colonna d acqua si sono svolte nel mese di settembre 2 a bordo della Nave Oceanografica ISPRA Astrea. Per ogni stazione sono stati acquisiti profili di temperatura, conducibilità, ossigeno disciolto, ph, fluorescenza e trasmittanza, mediante l utilizzo di una sonda multiparametrica (SBE-2 della Sea Bird Electronics inc.) allestita con sensori ausiliari: fluorimetro (SCUFA della Turner Designs), sensore ossigeno SBE 27 Seabird; sensore ph SBE 23 Seabird. Oltre alle misure sopraelencate viene calcolata la anomalia di densità, espressa come sigma-t, ricavata dai valori di temperatura e salinità tramite l equazione di stato. La sonda è stata calata ad una velocità di 1 m/s per mezzo di un cavo elettro-meccanico acquisendo dati in continuo lungo tutta la colonna d acqua dalla superficie al fondo. I dati acquisiti, mediati ad intervalli di 1 metro di profondità, sono stati elaborati con software specifici dedicati (SBE Data Processing, Version.29. Sea Bird Elettronics, Inc., 23) che consentono l allineamento dei sensori, l eliminazione di eventuali misurazioni in loop e lo smoothering dei dati allo scopo di renderli graficamente più intellegibili..2.2 Risultati Sono stati acquisiti gli andamenti spaziali dei parametri fisico chimici della colonna d acqua in corrispondenza di 13 stazioni di campionamento (TE128, TE129, TE13, TE131, TE132, TE133, TE134, TE13, TE136, TE137, TE138, TE139, TE14) (vedi schema di campionamento Cap. 3 Fig ). In considerazione dell omogeneità degli andamenti delle variabili misurate nelle varie stazioni e lungo l intera colonna d acqua, a titolo di esempio si riportano nelle figure sotto riportate, dalla alla , i grafici relativi ai risultati ottenuti in otto stazioni che rappresentano l intera area indagata: TE128, TE13, TE131, TE13, TE137, TE138, TE139, TE14. Le variabili chimico-fisiche misurate nella stazione TE128, posizionata a m di distanza dallo scarico, indicano una netta stratificazione della colonna d acqua evidenziata dagli andamenti dei profili della temperatura, salinità, ph e ossigeno disciolto (Figura.2.2.1). La temperatura mostra un netto termoclino ovvero un decremento di circa C dalla profondità di -12 m fino alla -17 m; l aloclino è altresì visibile, nel medesimo intervallo batimetrico, con variazioni di salinità di circa 3 psu, da 34, nello strato superficiale fino a 37, psu a -2 m; il ph varia tra 8,9 e 8, variando bruscamente alle stesse ISPRA (211) Monitoraggio area del Terminale GNL di Porto Viro Fase di esercizio provvisorio (1 E) 14

8 profondità del termoclino precedentemente discusso; la saturazione dell ossigeno varia tra i,1 ml/l e.4 ml/l nelle stesse modalità sopra descritte (Figura.2.2.1). TE128filt.cnv ph Oxygen Saturation [ml/l] Temperature [ITS-9, deg C] Salinity [PSU] Figura.2.2.1: Profili di temperatura, salinità, ossigeno disciolto e ph nella stazione TE128 fase di esercizio - settembre 2. L andamento della clorofilla A nella stazione TE128 mostra un graduale decremento dalla superficie al fondo mentre la densità cresce nello stesso intervallo batimetrico (Figura.2.2.2). TE128filt.cnv Density [density, Kg/m^3] Fluorescence, Turner SCUFA [RFU] Figura.2.2.2: Profili di clorofilla A e densità nella stazione TE128 fase di esercizio - settembre 2. ISPRA (211) Monitoraggio area del Terminale GNL di Porto Viro Fase di esercizio provvisorio (1 E) 146

9 Nella stazione TE13 oltre alle differenze di temperatura, salinità, ossigeno disciolto e ph dovute alla stratificazione presente intorno ai -12/-17 m, si osserva anche un limitato cambiamento di tali variabili tra i -19 e i -2 m (Figura.2.2.3), ovvero un aumento di temperatura di circa 1 C e una diminuzione della salinità di circa, PSU. TE13filt.cnv ph Oxygen Saturation [ml/l] Temperature [ITS-9, deg C] Salinity [PSU] Figura.2.2.3: Profili di temperatura, salinità, ossigeno disciolto e ph nella stazione TE13 fase di esercizio - settembre 2. La clorofilla A misurata nella stazione TE13 mostra dei cambiamenti in superficie e in corrispondenza dei due diversi termoclini rilevati e sopra descritti (Figura.2.2.3). La densità della stazione TE13 mostra anch essa variazioni a livello superficiale e nelle profondità di termoclino (Figura.2.2.4). ISPRA (211) Monitoraggio area del Terminale GNL di Porto Viro Fase di esercizio provvisorio (1 E) 147

10 TE13filt.cnv Density [density, Kg/m^3] Fluorescence, Turner SCUFA [RFU] Figura.2.2.4: Profili di clorofilla A e densità nella stazione TE13 fase di esercizio - settembre 2. La stazione TE131 mostra differenze quantitative della variabili temperatura, salinità, ossigeno disciolto e ph analoghe a quelle già descritte nella stazione TE129 (Figura.2.2.). TE131filt.cnv ph Oxygen Saturation [ml/l] Temperature [ITS-9, deg C] Salinity [PSU] Figura.2.2.: Profili di temperatura, salinità, ossigeno disciolto e ph nella stazione TE131 fase di esercizio - settembre 2. ISPRA (211) Monitoraggio area del Terminale GNL di Porto Viro Fase di esercizio provvisorio (1 E) 148

11 La clorofilla A della stazione TE131 mostra andamenti diversi nelle due masse d acqua stratificate crescendo nello strato superficiale per poi diminuire in quello profondo; la densità mostra un aloclino analogo a quello della salinità (Figura.2.2.6). TE131filt.cnv Density [density, Kg/m^3] Fluorescence, Turner SCUFA [RFU] Figura.2.2.6: Profili di clorofilla A e densità nella stazione TE131 fase di esercizio - settembre 2. La stazione 13 mostra andamenti e valori delle variabili investigate molto simili a quelli già discussi nella precedente stazione ovvero una netta stratificazione della colonna d acqua (Figura.2.2.7). ISPRA (211) Monitoraggio area del Terminale GNL di Porto Viro Fase di esercizio provvisorio (1 E) 149

12 TE13filt.cnv ph Oxygen Saturation [ml/l] Temperature [ITS-9, deg C] Salinity [PSU] Figura.2.2.7: Profili di temperatura, salinità, ossigeno disciolto e ph nella stazione TE13 fase di esercizio - settembre 2. I risultati della clorofilla A e della densità della stazione TE13 mostrano andamenti simili a quelli già riscontrati nella stazione TE131 (Figura.2.2.8). TE13filt.cnv Density [density, Kg/m^3] Fluorescence, Turner SCUFA [RFU] Figura.2.2.8: Profili di clorofilla A e densità nella stazione TE13 fase di esercizio - settembre 2. ISPRA (211) Monitoraggio area del Terminale GNL di Porto Viro Fase di esercizio provvisorio (1 E)

13 I profili della stazione TE137 risultano analoghi a quelli della precedente stazione (Figura.2.2.9). TE137filt.cnv ph Oxygen Saturation [ml/l] Temperature [ITS-9, deg C] Salinity [PSU] Figura.2.2.9: Profili di temperatura, salinità, ossigeno disciolto e ph nella stazione TE137 fase di esercizio - settembre 2. L andamento della clorofilla A e della densità mostrano le stesse variazioni già riscontrate nella precedente stazione (Figura.2.2.). TE137filt.cnv Density [density, Kg/m^3] Fluorescence, Turner SCUFA [RFU] Figura.2.2.: Profili di clorofilla A e densità nella stazione TE137 fase di esercizio - settembre 2. ISPRA (211) Monitoraggio area del Terminale GNL di Porto Viro Fase di esercizio provvisorio (1 E) 11

14 La stazione TE 138 evidenzia analoghi andamenti delle variabili misurate delle precedenti stazioni, un unica differenza è rilevabile nei valori superficiali della salinità che risultano inferiori rispetto a quelli misurati nelle altre stazioni (Figura ). TE138filt.cnv ph Oxygen Saturation [ml/l] Temperature [ITS-9, deg C] Salinity [PSU] Figura : Profili di temperatura, salinità, ossigeno disciolto e ph nella stazione TE138 fase di esercizio - settembre 2. Nella stazione TE138 la clorofilla A e la densità risultano simili agli andamenti precedentemente discussi nelle altre stazioni (Figura ). ISPRA (211) Monitoraggio area del Terminale GNL di Porto Viro Fase di esercizio provvisorio (1 E) 12

15 TE138filt.cnv Density [density, Kg/m^3] Fluorescence, Turner SCUFA [RFU] Figura : Profili di clorofilla A e densità nella stazione TE138 fase di esercizio - settembre 2. I profili della stazione TE139 risultano analoghi a quelli della stazione TE137 (Figura ). TE139filt.cnv ph Oxygen Saturation [ml/l] Temperature [ITS-9, deg C] Salinity [PSU] Figura : Profili di temperatura, salinità, ossigeno disciolto e ph nella stazione TE139 fase di esercizio - settembre 2. L andamento della clorofilla A e della densità mostrano le stesse variazioni già riscontrate nella stazione TE137 (Figura ). ISPRA (211) Monitoraggio area del Terminale GNL di Porto Viro Fase di esercizio provvisorio (1 E) 13

16 TE139filt.cnv Density [density, Kg/m^3] Fluorescence, Turner SCUFA [RFU] Figura : Profili di clorofilla A e densità nella stazione TE139 fase di esercizio - settembre 2. I profili della stazione TE14 risultano analoghi a quelli della stazione TE139 (Figura.2.2.1). TE14filt.cnv ph Oxygen Saturation [ml/l] Temperature [ITS-9, deg C] Salinity [PSU] Figura.2.2.1: Profili di temperatura, salinità, ossigeno disciolto e ph nella stazione TE14 fase di esercizio - settembre 2. L andamento della clorofilla A e della densità mostrano le stesse variazioni già riscontrate nella stazione TE139 (Figura ). ISPRA (211) Monitoraggio area del Terminale GNL di Porto Viro Fase di esercizio provvisorio (1 E) 14

17 TE14filt.cnv Density [density, Kg/m^3] Fluorescence, Turner SCUFA [RFU] Figura : Profili di clorofilla A e densità nella stazione TE14 fase di esercizio - settembre Conclusioni CTD La caratterizzazione chimico-fisica delle acque, condotta tramite misurazioni in continuo della colonna d acqua con sonda multiparametrica, consente di definire le caratteristiche marine legate all area geografica e alla stagionalità e di valutare eventuali fenomeni acuti che esulino dal normale andamento. Grazie all alta capacità omeostatica dell acqua di mare e al suo elevato effetto tampone i parametri chimico-fisici potranno subire dei significativi mutamenti solo in seguito ad eventi naturali o antropici di rilevante entità, con grande estensione spaziale e lunga durata nel tempo. Sulla base di quanto detto si evince che l intento della caratterizzazione chimico-fisica della colonna d acqua condotta nel presente studio è quello di definire gli ambiti di temperatura, salinità, densità, ossigeno disciolto e ph dell area in cui si opera. In generale nelle aree indagate non si osservano fenomeni anomali o andamenti che non siano in linea con quanto atteso rispetto all area geografica e alla stagione. In generale si rileva una netta stratificazione delle acque ovvero una differenza dei valori delle variabili misurate tra un primo strato, dalla superficie fino a circa -12/-1 m, e lo strato profondo, tra i -16 e i -2 m. Tale differenza è in linea con le caratteristiche dell area investigata in periodo tardo estivo: l elevata insolazione di tale stagione riscalda in elevata misura lo strato superficiale che determina anche una minore concentrazione di ossigeno disciolto, in quanto la solubilità di tale gas è inversamente proporzionale alla temperatura del solvente; la minore salinità dello strato superficiale può essere dovuto alla posizione geografica in quanto nell alto Adriatico la presenza di numerosi fiumi, rilevanti anche per portata, provoca una ISPRA (211) Monitoraggio area del Terminale GNL di Porto Viro Fase di esercizio provvisorio (1 E) 1

18 diluizione dell acqua marina nello strato superficiale. In relazione all ipotesi d impatto termico dovuto al rilascio di acqua più fredda di produzione del terminale nella stazione TE128, la più prossima al punto di uscita, non si rilevano cambiamenti termici della colonna d acqua. ISPRA (211) Monitoraggio area del Terminale GNL di Porto Viro Fase di esercizio provvisorio (1 E) 16