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1 ASSOCIAZIONE TERRA RAS Servizio Politiche dello Sviluppo, Rapporti con lo Stato e le Regioni, Rapporti con l Unione Europea e Rapporti Internazionali (L.R.19/96)!!!""#$ $ #%" #&'( "#)#"! #&"# 1 Introduzione L acqua nei paesi mediterranei è scarsa e ripartita in modo molto irregolare sia dal punto di vista geografico che della disponibilità nel tempo. È quindi una risorsa naturale che viene sottoposta ad un crescente sfruttamento, dovuto anche alla presenza ed all attività umana, in particolare alla crescita demografica ed all agricoltura. Infatti, molti paesi del Mediterraneo sono ancora a carattere tipicamente rurale, ad esempio il 26% della popolazione attiva in Tunisia lavora nel settore agricolo. In questa situazione, classificabile di limitata disponibilità secondo l attuale modello di sviluppo e gli attuali standard di benessere, molti paesi hanno già cominciato a sfruttare gli acquiferi profondi oltre il loro limite naturale di ricarica da parte del ciclo idrologico. Questo significa che si preleva dall acquifero più acqua di quella che viene nuovamente provvista dal ciclo naturale, principalmente tramite le piogge, con conseguente lento ma inesorabile prosciugamento delle risorse idriche sotterranee. A questo problema, nel caso degli acquiferi in prossimità della costa, si aggiunge anche il fenomeno dell infiltrazione dell acqua di mare e della conseguente salinizzazione delle falde e dell acqua dei pozzi, fenomeno spesso irreversibile con un forte impatto sia sugli ecosistemi che sull economia agricola. Si tratta di una situazione tipica delle coste del Mediterraneo, come vedremo nella sezione Casi studio. Purtroppo la situazione attuale è anche peggiore, in quanto alcuni paesi hanno già iniziato a effettuare prelievi dalle falde geologiche, ossia quelle acque immagazzinate dalla Natura milioni di anni fa che sono quindi delle risorse non rinnovabili, nel senso che occorrerebbero di nuovo milioni di anni per la loro formazione. In tal caso è la sicurezza futura dell Umanità, in termini di approvvigionamento idrico, ad essere messa in serio rischio. Nel 2025, secondo uno scenario tendenziale presentato nel 1996 dalla Banca Mondiale, che non ha di sicuro la sensibilità delle organizzazioni ambientaliste, 10 paesi su 12 nel Mediterraneo consumeranno più del 50% delle risorse idriche rinnovabili e tra di essi, ben 8 consumeranno irreparabilmente risorse non rinnovabili. Sempre secondo lo studio dalla Banca Mondiale, risulta che la produttività delle coltivazioni agricole è da molti anni in crescita continua a fronte del supersfruttamento delle falde idriche sotterranee e del ricorso a risorse idriche fossili a livelli non sostenibili nel tempo. Questo fenomeno ha prodotto, oltre ad una riduzione della risorsa acqua, anche il suo progressivo degrado a causa dell inquinamento di nitrati provenienti dai fertilizzanti azotati usati in agricoltura. Anche in Italia, secondo le statistiche ISTAT del 1986, nel periodo , a fronte di un incremento della produttività di 2-3 volte per i cerali, si è assistito ad un aumento di 10 volte del consumo di fertilizzanti azotati. Ecco un altro anello di questa complessa catena: l inquinamento provoca costi crescenti per assicurare la produzione agricola ai livelli desiderati ed in tal modo aumenta anche il costo della gestione delle risorse idriche e più in generale il costo sociale per la collettività. Si pensi ad esempio alla necessità di effettuare controlli sanitari sempre più capillari e frequenti o operazioni di bonifica, ecc. Questi scenari producono (e sono amplificati da) fenomeni di crescente disagio e conflittualità sociale, in conseguenza dell esodo rurale verso la città, come sta avvenendo in numerosi paesi del Sud e dell Est del Mediterraneo, ed anche di una maggiore sensibilizzazione dell opinione pubblica. Tutto questo genera dei costi sociali che possono anche essere considerevoli soprattutto in contesti economici instabili caratterizzati da alto tasso di inflazione.

2 Cosa possiamo fare? Oltre ad aumentare la consapevolezza che l acqua non è una merce qualsiasi, anche se si acquista al supermercato, oltre a ricercare stili di vita e organizzazioni sociali sempre più sobrie nell utilizzo dell acqua, è possibile investire nella ricerca e nella realizzazione di strumenti scientifici in grado di monitorare lo stato di qualità e quantità delle risorse idriche, prevedere la loro interazioni con i fattori naturali (es. siccità) ed antropici, e fornire infine strumenti decisionali ai politici ed ai funzionari degli enti di controllo. 2 Gestione razionale Attraverso le moderne tecnologie è possibile prevedere il deterioramento qualitativo e quantitativo delle risorse idriche e formulare scenari di gestione con lo scopo di valutare le migliore condizioni di utilizzo razionale della risorsa in completa sicurezza. Oltre a questo è possibile studiare anche la stabilità del sistema, ossia la possibilità che intervengano fattori a danno della falde acquifere, con l intento di valutare azioni di prevenzione e tutela necessarie per una corretta gestione delle risorse, ed anche eventuali azioni di mitigazione dell inquinamento e di bonifica. Nel seguito delineeremo un percorso ideale, necessariamente semplificato, di questo processo, di cui la Figura 1 riporta un esempio concreto. 2.1 Fase conoscitiva E il primo passo: la raccolta di tutti i dati disponibili relativi agli acquiferi superficiali e profondi che si intende studiare. I dati sono ottenuti sia da altri studi, che da archivi storici (ad esempio censimento dei pozzi, analisi chimica delle acque) e dalla cartografia tematica (tipo di suolo, uso, carte geologiche). Queste informazioni vanno integrate con i dati meteorologici (in particolare pluviometrici), sulle caratteristiche chimiche e geologiche del suolo e del sottosuolo. Tutto questo permette di costituire una banca dati informatizzata ed identificare i punti più importanti per effettuare misure significative. 2.2 Acquisizione dati su campo Successivamente si procede ad acquisire i dati mancanti o non sufficientemente precisi o aggiornati, o anche a scopo di confronto, mediante misure in punti specifici (siti campione) precedentemente selezionati. 2.3 Modello idrogeologico Tutti i dati vengono messi in riferimento alle coordinate geografiche terrestri e digitalizzati (l equivalente in ambito musicale è quello di trasferire il contenuto dei vecchi dischi in vinile su moderni CD). In tal modo, attraverso programmi specifici, detti sistemi informativi geografici (GIS), che assomigliano un po al browser web, i dati possono essere integrati, separati, manipolati, selezionati a seconda di alcune caratteristiche, visualizzati con certe modalità, ecc Questo facilita la costruzione del nostro modello concettuale, che implica la comprensione delle geometrie dei corpi acquiferi, dei meccanismi di ricarica, dei rapporti fra le falde, in particolare fra acque superficiali ed acque sotterranee, In questa fase si possono identificare alcuni parametri grossolani che consentono di dare una descrizione generale del comportamento dell acquifero. 2.4 Modello numerico A partire dai dati digitali e dai parametri identificati nella fase precedente, mediante utilizzo di un modello matematico che descrive il comportamento dell acquifero e le sue interazioni, si eseguono le simulazioni numeriche. In pratica il modello matematico viene trascritto in un linguaggio adeguato per un computer che, eseguendo miliardi di operazioni matematiche al secondo, è in grado di svolgere in poco tempo calcoli che fatti a mano richiederebbero moltissimi anni ad una persona. In tal modo è possibile predire l'evoluzione delle acque superficiali o della falda acquifera, sia in merito alla risorsa acqua, che relativamente alla presenza di inquinanti (intrusione salina dal mare, metalli pesanti da scarico di produzione industriale, percolato da discarica). Gli acquiferi sono sistemi naturali complessi e difficilmente accessibili, pertanto non sempre è possibile riuscire a descriverli compiutamente o a raccogliere dati sufficienti per una loro caratterizzazione. Ad esempio potremmo avere caratteristiche idrogeologiche sconosciute del sottosuolo, assenza di dati certi sui prelievi da pozzo, variabilità degli eventi climatici (passati o futuri), ecc. In tal caso (vedi la sezione Casi studio) risulta indispensabile un approccio probabilistico al problema, che consenta di gestire la scarsezza di informazioni, e al contempo consenta di stimare l incertezza sui risultati delle previsioni modellistiche a fronte dell incertezza gravante sui dati di ingresso. In una prima fase, le informazioni e le previsioni su piccola scala temporale così ottenute, devono essere verificate sui siti campione, così da garantire la correttezza dei modelli scelti. Successivamente possono venire estese su scale temporali più lunghe per fornire previsioni. 2.5 Sistemi di supporto per le decisioni (DSS) I DSS sono moduli del GIS che prendono i risultati delle simulazioni, li incrociano con altre informazioni socio-economiche, per svolgere analisi costi-benefici, con la definizione di pesi opportuni da dare alle scelte sulla base della negoziazione fra portatori di interesse. Essi consentono ai decisori (politici, enti gestori delle acque) di poter delineare una strategia di gestione dell'acqua su base razionale. Mediante i DSS si costruiscono i possibili scenari futuri (anche su un trentennio) e per ciascuno si studia l'impatto di una determinata ipotesi di strategia di gestione. Si valutano gli effetti relativi all'inquinamento, alla climatologia (in particolare la siccità), all'impatto di sostenibilità, al costo economico, tenendo conto delle esigenze dell'utenza finale (agricoltura, industria e usi civili/urbani). Si verifica in particolare che le riserve perenni di acque fossili non verranno intaccate.

3 2.6 Enti di gestione Alla fine di queste fasi, gli enti di gestione posso così avere a disposizione il modello numerico delle acque sotterranee, il sistema informativo geografico, l insieme delle analisi modellistiche descrittive e revisionali, scenari futuri di utilizzo ottimale e relative raccomandazioni e linee guida rivolte ai gestori delle risorse idriche e ai decisori politici. Figura 1 Esempio di ciclo completo di gestione di un acquifero. La figura e) mostra il sistema di supporto alle decisioni che ha consentito di identificare la zona ottimale dell acquifero di Korba per effettuare una ricarica artificiale (si pompa acqua nel sottosuolo, anziché aspettare che piova) al fine di ridurre l infiltrazione salina, sulla base delle informazioni geologiche (a), delle misure effettuate (b), delle simulazioni effettuate al computer (c,d) (Fonte: aree GIS, WRM del CRS4).

4 3 Casi studio: acquiferi di Oristano (Sardegna) e Korba (Tunisia) La piana di Oristano (Figura 2) è caratterizzata da un contesto di agricoltura intensiva (in particolare risaie), allevamento intensivo e presenza di insediamenti urbani. Si tratta di una situazione tipica di un acquifero costiero nel Mediterraneo, che per l uso non ottimale della risorsa acqua, ha provocato l intrusione di acqua salina dal mare. La Figura 3 mostra ad esempio il confronto fra le simulazioni e le misure effettuate sulla salinità dell acqua contenuta nel sottosuolo. Come si vede tutta la zona costiera ma anche quella interna ed attorno allo stagno di S. Giusta è caratterizzata da elevata salinità (rosso), per effetto anche del risucchio di acqua di mare provocato dal pompaggio eccessivo dai pozzi (nella figura 3a sono quelle increspature a forma di cono che delimitano in alto la zona rossa). Una situazione simile, in Sardegna, è la piana di Muravera. Figura 2. Localizzazione dell area in studio nella piana di Oristano. Sono evidenziati: la morfologia (altezze crescenti dal verde al marrone), l idrografia superficiale (blu), gli stagni (celeste), la rete viaria principale (marrone) e i centri abitati (rosa). Figura 3. a) A sinistra: simulazione della concentrazione salina dell acquifero dopo 50 anni di sfruttamento intensivo (scala dal blu dell acqua dolce al rosso dell acqua di mare) della zona costiera e metà dello stagno di Cabras. b) A destra: confronto con i dati acquisiti dal DIT dell Università di Cagliari. Andiamo adesso in Tunisia. Come si vede nella Figura 4, la penisola di Cap Bon è situata a 50 km da Tunisi ed è considerata una delle aree agricola maggiormente produttive del paese. Allo stesso tempo è pesantemente affetta da scarsità delle risorse idriche e salinizzazione dei suoli e delle acque sotterranee a causa dell intrusione marina. Ad esempio, a Korba l acqua di falda ha una salinità, elevatissima, di 8 grammi per litro (da confrontare con i 30 g/l dell acqua di mare). A causa dell effetto di depressione causato dal pompaggio, il livello della falda in alcune zone dell interno, si è abbassato a 15 m sotto il livello del mare. In questo contesto l autorità locale per la gestione delle risorse idriche sfrutta prevalentemente risorse idriche alternative quali quelle derivanti dalle dighe e dai sistemi di adduzione per l irrigazione. Ad ogni modo, a causa della notevole variabilità delle condizioni climatiche, gli agricoltori continuano a sfruttare le falde sotterranee. Il numero dei pozzi è di circa 7000 e si ha una stima grossolana di un prelievo annuo di metri cubi di acqua. In realtà non si ha alcun censimento dei pozzi, cioè

5 non si sa con esattezza quanto viene prelevato, per quanto tempo né da quanto tempo. Inoltre non si ha una caratterizzazione geologica sufficiente del sottosuolo. Date queste incertezze sui dati iniziali da fornire a modelli numerici, è in corso un progetto con partnership internazionale che intende utilizzare le foto da satellite, unitamente alla conoscenza del tipo di culture, per stimare i pompaggi più probabili ed i relativi scenari di rischio. La figura 1 mostra un esempio concreto di applicazione di DSS al caso di questo acquifero, finalizzato alla scelta dell area ottimale per operazioni di mitigazione dell inquinamento. Figura 4. Foto satellitare della Tunisia. Nel riquadro la penisola di Cap Bon e la città di Korba Approfondimenti riferimenti di siti e bibliografici (1) WORLD BANK, 1996, Tunisia s global integration and sustainable development, World Bank Middle East and North Africa Economic Studies, Washington DC, World bank publications (2) Guido Raimonda, Gianfranco Bruzzi, Risorse idriche e vulnerabilità: I bacini Trebbia-Nure, in rif. bibl. N. 9. (3) DL 152/99, Disposizioni sulla tutela delle acque dall inquinamento e recepimento della direttiva 91/271/CEE sul trattamento delle acque reflue urbane e della direttiva 91/676/CEE relativa alla protezione delle acque dall inquinamento provocato dai nitrati provenienti da fonti agricole; Suppl. ord. G.U. N. 124 del 29/5/1999. (4) DM 19 Aprile 1999, Approvazione del codice di buona pratica agricola, S.O.G.U. N. 102 del 4 maggio (5) AAVV, Qualità delle acque sotterranee alla luce della nuova normativa: nitrati, pesticidi, cromo e nickel nei pozzi per acqua potabile. Quad. Geol. Appl., Pitagora Editrice, BO 1999, pp (6) Pierluigi Cao, Giuditta Lecca, Studio modellistica dell effetto del grado di sconfinamento di un acquitardo sulla contaminazione di un acquifero costiero multistrato. IGEA N , pg (7) Claudio Paniconi, Ihsen Khlaifi, Giuditta Lecca, Andrea Giacomelli, Jamila Tarhouni. Modelling and Analysis of Seawater Intrusion in the Coastal Aquifer of Eastern Cap-Bon, Tunisia, Transport in Porous Media. 43, 3-28, 2001 (8) AAVV, Nitrati: acqua e suolo da salvaguardare, quad. ARPA Emilia-Romagna, (9) AAVV, Nuovi modelli di controllo per la sostenibilità ambientale, quad. ARPA Emilia-Romagna, (10) AAVV, Verso la realizzazione di reti ecologiche in aree rurali, quad. ARPA Emilia-Romagna, (11) Alessandro Concas, Giacomo Cao, Tecnologie per la bonifica dei siti contaminati, CUEC, (12) (13) (14) (15) (16) Progetto Altriponti ONG/ED/2002/ La presente pubblicazione è stata realizzata con il contributo dell Unione Europea. La responsabilità per il contenuto della presente pubblicazione, che non riflette in alcun modo le opinioni dell Unione Europea, spetta unicamente al CISP e all Associazione Terra