5. LA VULNERABILITÀ ALL INQUINAMENTO DELL ACQUIFERO SUPERFICIALE DELLA PIANURA VERCELLESE

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1 5. LA VULNERABILITÀ ALL INQUINAMENTO DELL ACQUIFERO SUPERFICIALE DELLA PIANURA VERCELLESE INTRODUZIONE Nel seguito vengono riportati i risultati della applicazione del metodo GOD (Foster e Hirata, 1987) alla realizzazione di una carta della vulnerabilità dell acquifero superficiale della pianura vercellese. L acquifero superficiale contiene la falda freatica la quale, essendo la più vicina alla superficie del suolo, è la più soggetta a ricevere eventuali inquinanti METODI DI VALUTAZIONE DELLA VULNERABILITÀ La vulnerabilità rappresenta la facilità con cui un acquifero può essere raggiunto da un inquinante introdotto sulla superficie del suolo. Maggiore è la vulnerabilità di un acquifero, più facilmente esso potrà essere contaminato da un carico inquinante rilasciato dalla superficie. La vulnerabilità intrinseca, in particolare, considera essenzialmente le caratteristiche litostrutturali, idrogeologiche e idrodinamiche del sottosuolo e degli acquiferi. I metodi di valutazione della vulnerabilità intrinseca degli acquiferi sono molteplici (DRA- STIC, Aller et Al., 1987; GOD - Foster e Hirata 1987; SINTACS, Civita 1988; VOC, De Luca e Verga 1988). Essi si differenziano in base al grado di approfondimento delle fasi in cui si attua il processo di contaminazione di un acquifero (veicolazione del contaminante attraverso la zona non satura, e veicolazione e dispersione dello stesso nell acquifero), attraverso l utilizzo di parametri idonei a caratterizzarle. 147

2 Le metodologie proposte negli ultimi anni si basano su metodi differenti di valutazioni dei fattori della vulnerabilità, affrontando l argomento con approcci ed impostazioni teoriche diversi. Se si eccettua il ricorso a modelli matematici, che però vengono usualmente applicati per l analisi di dettaglio di singoli fenomeni di contaminazione, i metodi di valutazione della vulnerabilità di un acquifero si dividono fondamentalmente in tre categorie: metodi di zonazione per aree omogenee; metodi parametrici; metodi numerici. I metodi di zonazione per aree omogenee definiscono la vulnerabilità di un acquifero sulla base delle modalità della circolazione idrica sotterranea. Questi metodi si basano sulla tecnica di sovrapposizione cartografica e sono, in genere, applicabili per territori vasti ed articolati dal punto di vista idrogeologico, idrostrutturale e morfologico. Sono perciò adatti per generare carte di vulnerabilità a grande e grandissima scala. I parametri presi in considerazione cambiano a seconda dell autore e della finalità della carta, ma i valori di vulnerabilità sono forniti, generalmente, in termini qualitativi. Fra i metodi di zonazione per aree omogenee possono essere citati il metodo B.R.G.M. e il metodo C.N.R. -G.N.D.C.I. I metodi parametrici sono semi-quantitativi e sono i più impiegati oggigiorno. Sono basati sulla determinazione del valore numerico di alcuni parametri che influiscono sul grado di vulnerabilità di un acquifero. Si distinguono in metodi a punteggio semplice e a punteggio pesato. I metodi a punteggio semplice si basano sulla assegnazione, ai parametri prescelti, di un intervallo di punteggio, in genere fisso, che viene suddiviso opportunamente in funzione del campo di variazione del parametro. Tra i metodi a punteggio semplice, il più utilizzato per la sua struttura semplice e pragmatica è quello di Foster e Hirata (GOD), di particolare interesse per i sistemi pianeggianti come la Pianura Padana. I metodi a punteggio pesato prevedono, invece, che l influenza di ciascun parametro venga attenuata o esaltata in relazione ad un coefficiente numerico o peso, che può variare in relazione alla tipologia d utilizzo del territorio o alle caratteristiche idrogeologiche dell acquifero. Il metodo a punteggio pesato più utilizzato in campo internazionale è il DRASTIC (Aller et alii, 1987). 148

3 Tra i metodi numerici, infine, si ricorda il Metodo CEE (Zampetti, 1983) o metodo del tempo di transito. Tale metodo è basato su una valutazione semplificata del tempo di transito o TOT (time of travel) che impiega un eventuale contaminante per attraversare la zona non satura e raggiungere la falda idrica VA L U TAZIONE DELLA VULNERABILITÀ INTRINSECA DELL AC QU I F E R O SUPERFICIALE DELLA PIANURA VERCELLESE MEDIANTE IL METODO GOD (1987) Al fine di valutare la vulnerabilità intrinseca dell acquifero superficiale della pianura vercellese è stato impiegato il metodo GOD (Foster & Hirata, 1987) poiché risulta uno dei metodi, riconosciuti in campo internazionale, più facilmente applicabili e aggiornabili. I dati necessari per la valutazione della vulnerabilità con questo metodo, in effetti, possono essere valutati o reperiti facilmente Descrizione del metodo GOD Il metodo GOD (acronimo di Groundwater occurrence, Overall lithology of aquifer, De p t h to groundwater table or strike) è stato proposto da Foster e Hirata nel 1987 (Fi g u ra 1). Tale metodo per la valutazione della vulnerabilità intrinseca di un acquifero considera tre fattori: G = tipologia della falda (libera, confinata, semiconfinata ); O = tipo di acquifero, ed in particolare caratteristiche litologiche e grado di consolidazione delle rocce della zona non satura (per gli acquiferi non confinati) e dei livelli confinanti a tetto (per gli acquiferi confinati); D = soggiacenza della falda a superficie libera nel caso di acquifero non confinato o tetto dell acquifero per gli acquiferi confinati. Per quanto concerne il grado di confinamento (G), è possibile scegliere tra sei classi alle quali vengono attribuiti punteggi variabili tra 0 e

4 Alle caratteristiche litologiche e allo stato di consolidazione delle rocce della zona non satura, per gli acquiferi non confinati, o degli strati confinanti, per gli acquiferi in pressione, (O) compete un punteggio variabile tra 0,4 e 1. Alla soggiacenza della falda a superficie libera nel caso di acquifero non confinato, e alla profondità del tetto dell acquifero, per gli acquiferi confinati (D), può essere assegnato, infine, un punteggio compreso tra 0,4 e 1. La vulnerabilità intrinseca è valutata come il prodotto dei tre indici numerici corrispondenti ai parametri suddetti: Indice G.O.D. = G*O*D Figura 1 - Il metodo empirico GOD per la valutazione della vulnerabilità intrinseca (da Foster & Hirata, 1987). 150

5 L Indice GOD può essere compreso tra 0 e 1 e corrisponde a cinque gradi di vulnerabilità individuati dagli autori, a cui si aggiunge la classe vulnerabilità inesistente o nulla in caso si sia in mancanza di acquifero: 0 0,1: vulnerabilità trascurabile; 0,1 0,3: vulnerabilità bassa; 0,3 0,5: vulnerabilità moderata; 0,5 0,7: vulnerabilità alta; 0,7 1: vulnerabilità elevata. Più recentemente gli Autori (Foster et alii, 2002) hanno chiarito il significato dei diversi gradi di vulnerabilità (Tabella 1). Tabella 1 - Significato delle classi di vulnerabilità del metodo GOD Valutazione dei parametri di ingresso per l applicazione del metodo GOD L acquifero superficiale della pianura vercellese è stato considerato, in relazione al suo grado di confinamento, come non confinato o semi-libero. In particolare, l acquifero è stato considerato semi-libero quando protetto da terreno di copertura costituito da materiale fine, sabbioso limoso o sabbioso argilloso, con spessore di almeno 3 metri, tale da garantire un certo grado di protezione. 151

6 Per il parametro G (tipologia della falda) è stato, quindi, attribuito il valore 1 all acquifero libero ed il valore 0.5 all acquifero semilibero. Per quanto concerne il parametro O (caratteristiche litologiche e grado di consolidazione delle rocce della zona non satura), essendo la zona vadosa essenzialmente costituita da depositi fluviali e fluvioglaciali, è stato attribuito un valore di 0.8 nel caso si tratti di ghiaie pulite, 0.7 per le ghiaie e sabbie e 0.6 quando la porzione fine prevale su quella grossolana. Tali attribuzioni sono state eseguite in 247 punti, corrispondenti all ubicazione di pozzi e sondaggi terebrati nell area di pianura della provincia vercellese con stratigrafie note. In seguito, i valori del parametro O, ricavati nel modo descritto, sono stati interpolati mediante un elaborazione statistica. Il parametro D (profondità della superficie piezometrica) è stato ricavato dai valori di soggiacenza misurati nella campagna piezometrica estiva: in effetti in questo periodo il livello della falda risulta più vicino al piano campagna, rappresentando la condizione di maggior vulnerabilità. Al parametro D è stato, quindi, attribuito un valore pari a 1 per soggiacenze inferiori a 2 m, pari a 0.9 per soggiacenze tra 2 e 5 m, pari a 0.8 per soggiacenze tra 5 e 10 m, pari a 0.7 per soggiacenze tra 10 e 20 m, pari a 0.6 per soggiacenze tra 20 e 50 m. Infine è stato eseguito il prodotto dei tre parametri valutati per la pianura vercellese, e tramite elaborazione statistica, i valori dell indice di vulnerabilità sono stati interpolati a costruire una carta della vulnerabilità Descrizione della carta della vulnerabilità della pianura vercellese valutata mediante il metodo GOD La carta della vulnerabilità intrinseca dell acquifero superficiale della pianura vercellese secondo il metodo GOD (Foster & Hirata, 1987) ha restituito tre classi principali di vulnerabilità: vulnerabilità moderata: Indice GOD tra 0.3 e 0.5; vulnerabilità alta: Indice GOD tra 0.5 e 0.7; vulnerabilità estrema: Indice GOD tra 0.7 e

7 Le cartografie della vulnerabilità dell acquifero superficiale della pianura vercellese sono presentate alla scala 1:50000 nel cd-rom allegato alla presente pubblicazione (Carta della vulnerabilità dell acquifero superficiale (Metodo GOD 1987) Settore Nord; Carta della vulnerabilità dell acquifero superficiale (Metodo GOD 1987) Settore Sud-Est; Carta della vulnerabilità dell acquifero superficiale (Metodo GOD 1987) Settore Sud-Ovest). Le carte sono state realizzate in formato pdf Vulnerabilità moderata La classe a vulnerabilità moderata copre le aree con vulnerabilità intrinseca più bassa della pianura vercellese. Ricadono in questa classe di vulnerabilità la zona settentrionale della pianura, costituita dagli alti terrazzi Riss, la zona meridionale della pianura, in corrispondenza dei lembi di terrazzi Riss e Mindel, e la porzione occidentale della pianura, in prossimità delle cerchie esterne dell anfiteatro morenico di Ivrea. Nei primi due settori, il minor grado di vulnerabilità è connesso, in gran parte, alla protezione che i terreni di alterazione superficiale dei terrazzi offrono all acquifero superficiale. Nella maggior parte dei casi, infatti, l acquifero è coperto da 3 o più metri di materiali fini che, avendo valori di permeabilità ridotti, fungono da protezione alla propagazione di un eventuale inquinante idroveicolato. Inoltre in questi settori di pianura la soggiacenza normalmente si attesta tra i 5 e i 10 m, e talvolta supera i 10 m. Il settore occidentale, prospiciente i depositi glaciali, non è coperto da una coltre di alterazione superficiale e i valori di vulnerabilità sono determinati dalla soggiacenza. In tale area, infatti, a fronte di una granulometria prevalentemente sabbioso-ghiaiosa, si registrano i valori di soggiacenza più elevati di tutta la pianura vercellese. La soggiacenza, infatti, supera frequentemente i 20 m, arrivando a punte di circa 40 m e risulta, quindi, il p a rametro più influente tra i tre che concorrono alla determinazione del grado di vulnera b i l i t à. 153

8 Vulnerabilità alta Nella fascia a vulnerabilità alta ricade la maggior parte della pianura vercellese, in particolare la zona centrale della pianura, la fascia di territorio in destra orografica del Fiume Sesia, la zona meridionale della pianura al confine con Provincia di Torino. Da un punto di vista litologico, questi settori sono caratterizzati dall assenza di coperture di spessore significativo. Ove presenti, le coperture, la cui potenza è ridotta, sono costituite da depositi limosi, che localmente costituiscono una barriera all infiltrazione di un eventuale inquinante. L acquifero è caratterizzato da un livello più superficiale ghiaioso, potente pochi metri, seguito in profondità da corpi argillosi alquanto estesi, alternati a corpi argilloso-siltosi. La superficie piezometrica si trova ad una profondità variabile, compresa tra 1 e 10 m Vulnerabilità elevata Le zone che rientrano nella classe a vulnerabilità elevata sono per lo più distribuite nel settore centro-occidentale e centro-meridionale della pianura vercellese e, in minor misura, tra i Comuni di Arborio e Ghislarengo a nord, Villata e Borgo Vercelli a est, Motta de Conti a sud-est. L acquifero superficiale è costituito prevalentemente da ghiaie, ghiaie e sabbie eterometriche, con elevato grado di permeabilità; la frazione fine è scarsa, in particolare la coltre pedogenizzata presenta spessori ridotti o è totalmente assente, non esercitando quindi la funzione di protezione dell acquifero superficiale ospitato nei depositi ghiaioso-sabbioso sottostanti, così come avviene in altre zone della pianura vercellese ed in particolare nelle zone terrazzate. Un altro fattore che concorre ad aumentare il grado della vulnerabilità è la soggiacenza. La superficie piezometrica risulta essere mediamente poco profonda (solitamente da 1 a 3 m dal p.c., talvolta tra 3 e 5 m), arrivando in alcune zone a coincidere con la superficie topografica durante il periodo di sommersione delle risaie e rimanendo prossima al piano campagna anche nei periodi invernali con oscillazioni tra massimo e minimo piezometrico riferibili a pochi metri. 154

9 Fi g u ra 2 - Carta della vulnerabilità intrinseca della pianura ve rcellese valutata mediante il metodo GOD (Foster e Hirata, 1987). 155

10 5.4 - CONCLUSIONI I parametri che contribuiscono in maggior misura alla protezione della falda freatica sono la presenza dei terreni di alterazione superficiale dei terrazzi, a litologia prevalentemente fine, e alti valori di soggiacenza. La presenza contemporanea di questi due parametri è garanzia di un grado di protezione maggiore della falda superficiale. Le aree a minore vulnerabilità sono ubicate infatti nei settori caratterizzati da alti valori di soggiacenza e spessori dei terreni di alterazione superiori a 3 m; tali condizioni si verificano in particolare nella zona settentrionale della pianura, costituita dagli alti terrazzi Riss, nella zona meridionale della pianura, in corrispondenza dei lembi di terrazzi Riss e Mindel, e nella porzione occidentale della pianura in prossimità delle cerchie esterne dell anfiteatro morenico di Ivrea. Nella restante porzione della pianura vercellese l acquifero superficiale contenente la falda freatica risulta avere un grado di vulnerabilità da alto ad elevato. Ciò è dovuto sia alla bassa soggiacenza della falda sia alla natura prevalentemente grossolana dei depositi che costituiscono il sottosuolo. La falda freatica può essere quindi facilmente contaminata; da ciò consegue la necessità di condurre sia un attento monitoraggio della stessa, sia di mettere in opera tutti gli interventi atti a ridurre i carichi inquinanti potenzialmente impattante sulla qualità delle acque sotterranee. 156

11 5.5 - BIBLIOGRAFIA Albinet M., Margat J. (1970). Cartographie de la vulnerabilite a la pollution des nappes d eau souterraine. Bulletin BRGM 2nd Series 3(4): pp Orleans, France. Aller L., Bennet T., Lehr J.H., Petty R.J., Hacket G. (1987). DRASTIC: a standardized system for evaluating ground water pollution potential using hydrogeologic settings. NWWA/EPA Ser. EPA 600/287035, pp Civita M. (1988). Le carte della vulnerabilità degli acquiferi all inquinamento. Proposta di normativa per l istituzione delle fasce di rispetto delle opere di captazione di acque sot - terranee. CNR, n. 75, Geo-Graph, Milano, pp De Luca D. A., Verga G. (1988). Valutazione del rischio di inquinamento delle acque sot - terranee: una proposta metodologica. Atti della Giornata di Studi su Problemi di Geoingegneria, Piacenza 7 Ottobre 1988, VII Geofluid. De Luca D. A., Verga G. (1991). Una metodologia per la valutazione della vulnerabilità degli acquiferi. Acque Sotterranee, marzo 1991, Fascicolo 29, pp Foster S.S.D. (1987). Fundamental concepts in aquifer vulnerability, pollution risk and pro - tection strategy. Proc. Int. Conf. vulnerability of soil and groundwater to pollutants, Noordwijk, The Netherlands, pp Foster, S., Hirata, R., Gomes, D., D Elia, M. and Paris, M. (2002). Groundwater Quality Protection: a Guide for Water Utilities, Municipal Authorities and Environment Agencies. World Bank Publication: Washington D.C., USA, pp Olmer M., Rezac B. (1974). Methodical principles of maps for protection of groundwater in Bohemia and Moravia scale 1/ Mem. I.A.H., 10, 1, pp Villumsen A., Jacobsen O.S., Sønderscov C. (1983). Mapping vulnerability of groundwater reservoir with regard to surface pollution. Danm. Geol. Unders. Arbog pp , 2 Tavole. Zampetti M. (1983). Informazioni e dati relativi alla quantità e alla qualità delle acque s o t t e r ra n e e nella Comunità Europea. Inquinamento delle acque sotterranee da composti organo-clorurati di origine industriali. 157

12 Finito di stampare presso tipografia edizioni Saviolo - Vercelli nel mese di giugno 2006