WATER RE-BORN - Artificial Recharge

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1 WATER RE-BORN - Artificial Recharge Innovative Technologies for the Sustainable Management of Water Resources Tecnologie innovative per la gestione sostenibile delle risorse idriche EFFETTI DELLA RICARICA ARTIFICIALE NEL SITO TEST DI COPPARO (LIFE10 ENV/IT/000394) 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 28 OTTOBRE 2015 c/o Manufattura dei Marinati, Via Mazzini 200 Comacchio (FE)

2 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 Conciliare gli obiettivi della direttiva acqua con la direttiva alluvioni sviluppando protocolli di corretta gestione delle attività di ricarica. senza alterare il territorio

3 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: Gestione Ambientale Idrogeologia Geofisica applicata Geochimica

4 (LIFE10 ENV/IT/000394)

5 Aree di studio 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) 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) Lago di cava in località Ponte San Pietro Copparo (FE)

6 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

7 Mereto di Tomba (Provincia di Udine ) Area soggetta a bassa ricarica naturale, la quale viene compensata dall attività irrigua che apporta nitrati nell acquifero. riordino agrario reso necessario dall elevate concentrazioni di nitrati dell acquifero dovuto al dilavamento delle acque d irrigazioni Ricarica artificiale (Fontana, 2006). G. Martelli, 2013

8 Ponte Rosso-ZIPR in San Vito al Tagliamento (PN) 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. Grazia Martelli, 2013

9 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).

10 Utilizzo della cava di Ponte San Pietro Copparo

11 Rete di monitoraggio della Regione Emilia Romagna ARPA ( ) Caratterizzazione delle acque sotterranee in applicazione del D.Lgs. 152/99 e della Direttiva europea 2000/60 (Water Framework Directive, WFD) 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 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.

12 Sito Test Copparo

13 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. Attività sul campo: - Monitoraggio bimestrale parametri chimico fisici; - periodico campionamento acque sotterranee per analisi degli elementi maggiori, elementi minori e in traccia, analisi radonometriche (LIFE10 ENV/IT/000394)

14 Valori di conducibilità media nel periodo di monitoraggio Vasca di fitodepurazion e P8- Valori più elevati di E.C.

15 Depth from reference point (m) Variazioni della conducibilità elettrica nei piezometri monitorati, log piezometro 8 µs/cm 07/09/2012 SAND CLAY SILT WITH SOME SAND /09/ /10/2012 SAND 10 19/10/ /10/2012 Box plot dispersione valori nei vari piezometri /11/ /01/2013 Andamento del parametro della conducibilità elettrica nel corso dei monitoraggi SAND /02/ /03/ /04/ /05/

16 Analisi chimiche su campioni di acque sotterranee Punti di campionamento: - 14 punti nell area test del progetto WARBO, - 3 a Ponte San Pietro;

17 Tra gli elementi minori invece di particolare interesse risultano i valori registrati per lo Sr e per il Fe, elemento comune nel territorio. 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.

18 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 mixing 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.

19 INTERPRETAZIONE GEOCHIMICA DEI DATI: DIAGRAMMI DI CORRELAZIONE ph E.C Na K Mg Ca Cl SO4 HCO3 TDS Sr 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..

20 Ca mg/l Mg meq/l Na meq/l INTERPRETAZIONE GEOCHIMICA DEI DATI: DIAGRAMMI DI CORRELAZIONE 1000,00 S2014 sp S 2014 sp A 2014 A 2014 W 2015 sp W 2015 seawater Po diamantina 100,00 10,00 100,00 1,00 0,10 0,10 1,00 10,00 100, ,00 Cl meq/l 400,00 intrusion 10,00 300,00 200,00 1,00 1,00 10,00 100,00 Ca meq/l S 2014 sp 2014 sp A 2014 A 2014 W 2015 sp W ,00 refreschening 0,00 0,00 200,00 400,00 600,00 800, ,00 HCO3 mg/l S2014 COPPARO SP S2014 A 2014 COPPARO A 2014 COPPARO W 2015 COPPARO SP W2015

21 Principal component analysis PCA Interazione acque profonde Processi di salinizzazione Altri processi di interazione

22 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.

23 RADON NELLE ACQUE SOTTERRANEE DEL SITO TEST Le concentrazioni di Radon rilevate sono basse rispetto la media regionale ( 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.

24 Monitoraggio acque dell invaso artificiale successive alle azioni di ricarica artificiale. Effetti della ricarica e della fitodepurazione sulla qualità delle acque.

25 p % MODELLI TRIDIMENSIONALI DELLA DISTRIBUZIONE DELLA CONDUCIBILITA ELETTRICA IN PROFONDITA. VALORI ELEVATI DI CONDUCIBILITA SEMBRANO AVERE UN INPUT PROVENIENTE DA SUD EST. SED 01 SED 02 SED 03 SABBIA SILT ARGILL Phi

26 ISOSURFACE CONDUCIBILITA ELETTRICA

27 Soluzione di Mitigazione : ricarica artificiale degli acquiferi Caso studio del progetto WARBO: Ponte San Pietro Copparo

28 Depth from reference point (m) µs/cm 07/09/ /09/ /10/ /10/ /10/ /11/ /01/2013 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 /02/ /03/ /04/ /05/ /06/ /10/ /01/ /06/ /08/ /08/ /09/ /05/2015 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.

29 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

30 (LIFE10 ENV/IT/000394) GRAZIE PER L ATTENZIONE