3. CARATTERIZZAZIONE CORPI IDRICI SOTTERRANEI

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1 3. CARATTERIZZAZIONE CORPI IDRICI SOTTERRANEI Generalità Il mezzo che contiene acqua gravifica e/o ne permette lo spostamento viene detto acquifero. Esso si trova in una posizione topografica e strutturale tale da ricevere alimentazione per infiltrazione diretta o indiretta. La quantità di acqua che si infiltra nel terreno dipende da come si disperdono le precipitazioni, cioè da quanta acqua scorre via e da quanta ne evapora (come da figura sotto riportata). Superficie di falda Evapotraspirazione Acqua vadosa dalle piante dalla superf. del suolo Acqua freatica R Sorgente La superficie superiore della zona di Acqua freatica Fig. 3.1 Schema qualitativo dei flussi idrici sotterranei Al di sopra della superficie di falda si trova la zona non satura (acqua vadosa), viceversa al di sotto l acqua freatica. 1

2 Si intende per sorgente un punto o una zona più o meno ristretta della superficie terrestre in corrispondenza di cui si osserva la venuta a giorno di acque sotterranee per cause del tutto naturali connesse con l assetto idrogeologico regionale. L intersezione tra la superficie di falda e la superficie topografica è chiamata linea di sorgente In fattori più importanti che entrano in gioco in un acquifero sono la porosità, il rendimento specifico e la permeabilità. - La porosità di un mezzo è il rapporto tra il volume dei vuoti e il volume totale come meglio riportato nella tabella sottostante: Tabella 3.1 Porosità e Porosità efficace dei terreni - Il rendimento specifico è la capacità del mezzo di cedere acqua. Dipende dalla distribuzione dimensionale delle particelle e dalla capacità del mezzo di lasciarsi attraversare dall acqua. La dimensione delle particelle che costituiscono un terreno possono variare da un ciottolo a quelle di una grossa molecola e costituiscono la c.d. frazione grossa o molto grossa e/o la c.d. frazione fine o molto fine, come viene indicato nella tabella che segue. 2

3 Tabella 3.2 Analisi granulometrica tipo dei terreni Materiale Rendimento specifico (%) Ghiaia Sabbia Sabbia e ghiaia 5-25 Limo 5-10 Argilla 1-5 Tabella 3.3 Valori standard del rendimento specifico - La permeabilità è definita come la capacità di un terreno di lasciarsi attraversare dall acqua senza che la sua struttura venga modificata. La permeabilità di un mezzo è definita dalla sua conduttività idraulica come da tabella sottostante 3

4 Tabella 3.4 Fattori che influenzano la variabilità della conduttività idraulica dei terreni 3.1 Confronto tra metodi di calcolo della portata degli acquiferi La stima del rendimento di una risorsa idrica sotterranea risulta molto importante e può essere effettuata con metodi indiretti, come metodi geofisici o sondaggi esplorativi. Non sempre tali metodi risultano applicabili, a causa della mancanza di dati o dell eccessiva soggettività e approssimazione degli stessi. Anche se i metodi di analisi non sono particolarmente precisi è sempre meglio disporre di una stima del rendimento potenziale, anche con un errore del +/- 30%, piuttosto che non disporre di alcuna stima. L analisi del bilancio fornisce utili informazioni sia sulla ricarica della falda che sulle caratteristiche dell acquifero. 4

5 due gruppi: I metodi presenti in letteratura per il calcolo della portata degli acquiferi si possono riunire in A) Metodi metereologici/idrologici Metodo e dati necessari Commento Studi sul bilancio idrico Sfrutta dati che sono generalmente disponibili o Area di ricarica. Precipitazione, si ottengono o si stimano con facilità, è un evapotraspirazione reale e ruscellamento oppure metodo veloce ed economico oltre che facile. infiltrazione nell area di ricarica (vedi nota 1). Utili per studi preliminari e di fattibilità ma richiede molti dati e può essere poco preciso Valuta la ricarica potenziale della falda non la portata degli acquiferi. Idrogramma del corso d acqua Metodo non applicabile per acquiferi che Registrazione di dati sul flusso fluviale per sfociano direttamente in mare diversi anni B) Metodi idrogeologici Metodo e dati necessari Commento Fluttuazione livello falda Il metodo idrogeologico più semplice ed Superficie acquifero. Aumento medio stagionale economico, evita lo scavo di pozzi per ricavare i del livello dell acqua, portata specifica media del dati. Sfrutta variazioni dell immagazzinamento mezzo acquifero (vedi nota 1) della falda. Tuttavia fornisce la ricarica della falda e non la portata degli acquiferi e pozzi. Legge di Darcy e deflusso Livelli dell acqua. Metodo relativamente veloce e non costoso, ma il reticolo di deflusso è poco preciso se Trasmissività almeno in un punto dell acquifero l acquifero è complesso. Presume la (vedi nota 2) disponibilità dei dati sul livello dell acqua. Prove di pompaggio e deflusso Abbassamento con andamento costante noto in un certo periodo di tempo intorno allo scarico del pozzo 5

6 Modelli Livelli idrici, trasmissività, immagazzinamento, condizioni ambientali, conoscenza dei meccanismi di deflusso, dati sulle prove di pompaggio. Dati su ricarica e scarico possibili e su rapporti tra superficie e falda. Hardware e software appropriati per risolvere l equazione del flusso. Equazione di Bear J. (1979) Necessaria superficie dell acquifero, il deflusso, l evapotraspirazione, infiltrazione e/o il coefficiente di immagazzinamento; profondità dell acquifero, livelli stagionali della falda, perdite artificiali e naturali Tabella 3.5 Metodi per il calcolo della portata degli acquiferi Nota 1) Il livello della falda segue un ciclo annuale che dipende dalle variazioni stagionali di piovosità nella zona di alimentazione. L aumento del livello dell acqua si sfrutta per ottenere una stima del volume annuale di ricarica in un acquifero a falda libera. Con la realizzazione della carta delle isofreatiche si può evidenziare l area in cui avviene l aumento del livello. Una volta calcolato l aumento medio pesato del livello dell acqua nell area lo si moltiplica per la superficie ottenendo la variazione di volume saturato dell acquifero. Il volume annuale di ricarica Q è dato dal prodotto tra la superficie dell area A dove si osserva la crescita del livello della falda, l aumento medio pesato del livello della falda H e la portata specifica del mezzo dell acquifero o coefficiente di immagazzinamento per una falda libera. Il pregio di questo metodo è che fornisce in modo semplice e veloce una stima del volume di ricarica annuale, però esso è talvolta impreciso in particolare se l acquifero non è omogeneo, per cui i valori medi delle variabili sono difficili da determinare. Il metodo inoltre non è applicabile in acquiferi confinati. Nota 2) metodo che presuppone la costruzione del reticolo di deflusso, cioè le linee di flusso e le linee equipotenziali 3.2 Acquifero del T. Argentina Il corpo idrico sotterraneo del T. Argentina è stato individuato come corpo idrico sotterraneo significativo dal Piano Regionale di tutela delle Acque condotto dall ARPAL. L individuazione del corpo idrico sotterraneo del T. Argentina è stato approvato con delibera regionale n.1705 del ( allegato B) ai sensi del D.Lgs 152/99 e s.m.i. 6

7 La caratterizzazione dell acquifero presuppone una prima fase di ricerca dati di tipo geologico, stratigrafico, della presenza di pozzi e di tutte quelle informazioni necessarie a caratterizzare geometricamente e dinamicamente l acquifero in esame. Per reperire i dati necessari a tale caratterizzazione si è proceduto a contattare i seguenti enti: - Autostrada dei Fiori S.p.A. stratigrafia ed ubicazione sondaggi geognostici nella zona presso il viadotto (vedere tavole 5.1 e 5.2); - A.R.P.A.L. misure livelli piezometrici di alcuni pozzi (vedere allegato1); - Riviera Gas S.p.A. stratigrafia con ubicazione di un pozzo, livelli dinamici e statici della falda dal 2003 al 4 ottobre 2005 (vedere allegato n. 2); - AMAIE S.p.A. - valori delle portate emunte annue (dal 1999 al 2004), livello statico e dinamico di 3 pozzi e relativa stratigrafia (vedere allegato n. 3); - Comune di Taggia stratigrafie, livelli piezometrici e portate emunte dei pozzi in gestione (vedere allegato n. 4). L indagine idrogeologica è iniziata con un censimento dei punti d acqua (pozzi) esistenti nella zona in esame e in quelle immediatamente limitrofe; è stata quindi redatta una tabella nella quale è stata annotata per ogni pozzo l ubicazione e la portata assentita, nonché il proprietario. Per determinare la geometria dell acquifero si è proceduto ad un primo confronto tra la perimetrazione presente nel PTA e quella presente nel piano di bacino stralcio per la difesa idraulica ed idrogeologica. A tal fine è sembrato opportuno utilizzare la perimetrazione dell acquifero di subalveo riportata in uno studio più approfondito sulle risorse idriche di subalveo del T. Argentina, eseguito dall Università degli studi di Pavia negli anni 90, nel quale vengono determinate tra l altro le caratteristiche idrauliche ed idrogeologiche riprese per determinare le caratteristiche dell acquifero nel presente piano stralcio sul bilancio idrico del T. Argentina. Lo scopo principale di tale studio è stato quello di determinare, oltre alle caratteristiche morfologiche, litostratigrafiche ed idrogeologiche della piana di Taggia, anche le caratteristiche idrogeologiche (ANALISI IDROGEOLOGICA E SIMULAZIONE NUMERICA DELL ACQUIFERO DI SUBALVEO DEL T. ARGENTINA LIGURIA OCCIDENTALE. Autori: G.F.Peloso & E. Cameron Atti ticinesi di Scienze della Terra Vol ).(Allegati 5 e 6) 7

8 3.2.1 Carta dell acquifero La Carta dell Acquifero è costituita da membri a permeabilità differente. Di seguito si riporta uno schema utilizzato per la realizzazione della Carta dell Acquifero (Tav. 5). CARTA DELL ACQUIFERO ALLUVIONALE complesso alluvionale coltri detritiche rocce breccioidi rocce calcaree rocce arenacee rocce argillose alta permeabilità primaria per porosità alta permeabilità primaria per porosità e per fessurazione media permeabilità secondaria per fessurazione bassa permeabilità primaria per porosità (praticamente impermeabile) Fig. 3.2 Schema a blocchi per la definizione della Carta dell Acquifero alluvionale del T. Argentina Il limite di permeabilità tra le varie formazioni geologiche è in genere di difficile definizione, soltanto in caso di contatto litologico con le formazioni argillose il limite di permeabilità risulta ben definito. La permeabilità che si considera è la permeabilità relativa, cioè la permeabilità apparente di un complesso idrogeologico nei confronti dei complessi confinanti. In rapporto alle caratteristiche geolitologiche sono presenti permeabilità per porosità e/o permeabilità per fessurazione. Per visualizzare più agevolmente la carta dell acquifero sono state redatte le seguenti tavole: - Tavola 5 Carta dell acquifero alluvionale con indicate le aree a diversa permeabilità; - Tavola 5.1 Carta dell acquifero alluvionale (ripreso dallo Studio dell Università degli studi di Pavia) con indicate le isobate e l ubicazione delle indagini geognostiche 8

9 - Tav Carta dell acquifero alluvionale - stratigrafie indagini geognostiche e sezioni trasversali interpretative; - Tav. 5.3 Carta dell acquifero alluvionale - utilizzazioni in atto. 3.3 Caratteristiche morfologiche e geologiche, idrogeologiche e idrauliche della piana alluvionale del Torrente Argentina (Risultanza della documentazione reperita e delle indagini geoelettriche effettuate nel 1990 dall Università degli studi di Pavia (che saranno allegate alla presente) Dipartimento scienze della terra, a seguito della convenzione con il Comune di Taggia: studio delle risorse idriche di subalveo del T. Argentina) La piana alluvionale è formata da depositi alluvionali quaternari che poggiano principalmente sui livelli argilloso arenaceo conglomeratici del Pliocene inferiore. Nell estrema porzione settentrionale del territorio in oggetto posano viceversa sulla serie arenaceo marnosa appartenenti alle Arenarie di Bordighera (Cretaceo-Paleocene inferiore?) Caratteristiche geologiche I depositi plio quaternari, sulla sinistra idrografica del T. Argentina, rappresentano la porzione più interna del riempimento di un ampia depressione originatasi, per cause tettoniche, nei terreni fliscioidi tra i 6,5 ed i 5,3 milioni di anni fa. L evidenza attuale di tale depressione è data dal canyon sottomarino di Taggia che, dal continente, scende fin oltre i 2000 metri sotto il livello del mare. Il suddetto canyon, via via colmatosi durante il Plio Quaternario, dopo un pressoché totale riempimento della testata, verificatosi nel Pleistocene superiore ( anni dal presente), si trova oggi in fase di marcata reincisione, anche in relazione al riattivarsi di quelle attività neotettoniche che hanno guidato la morfogenesi del canyon stesso. Nell area in esame le citate attività hanno le maggiori evidenze a levante: nel versante fortemente acclive del rilievo pliocenico di Monte Rocche Croarie, nel contatto tettonico tra la base del suddetto rilievo ed i depositi quaternari della Piana, nell affiorare del substrato fliscioide tra il lembo pliocenico di M. Rocche Croarie e quello del Poggio; a ponente: nell andamento del limite dei depositi pliocenici tra l abitato di Taggia ed il M. Giamanassa, nel lembo pliocenico isolato di P.ta Pistorin. 9

10 Dal punto di vista litologico, i clasti costituenti le alluvioni in esame sono formati essenzialmente da siltiti, areniti, grovacche feldspatiche ed arcose: sembrano, cioè, essere presenti solo i tipi petrografici che costituiscono i terreni fliscioidi affioranti in Valle Argentina Caratteristiche geomorfologiche Nell ambito dei depositi alluvionali sono riconoscibili tre ripiani morfologici, separati tra di loro da scarpate di potenza metrica. In particolare, il ripiano più basso è costituito dalle alluvioni recenti del T. Argentina - all'interno delle quali è modellato l'attuale alveo - e, lungo la linea di costa, dai depositi marini attuali (Quaternario recente o Olocene: anni dal presente); il ripiano medio e quello più elevato sono costituiti dalle alluvioni depositate dal suddetto corso d'acqua in epoche più antiche, riconducibili rispettivamente, al Quaternario medio e antico (Pleistocene: da a d'anni fa). Da segnalare che mentre in destra orografica sono presenti tutti e tre i suddetti ripiani, in sinistra manca quello intermedio ed il più antico è presente di fronte all abitato di Taggia. Dal punto di vista litologico, i tre ripiani in oggetto sono caratterizzati da depositi clastici simili tra di loro (essendo costituiti da ciottoli, ghiaie, sabbie, limi ed argille variamente commisti), ma assai diversi per quanto attiene al grado di permeabilità. Ciò, in ragione del fatto che le alluvioni del Quaternario medio, e soprattutto quelle del Quaternario antico, si presentano talora debolmente cementate e sono interessate da una più diffusa presenza di argille, limi e sabbie fini. Inoltre, il ripiano già elevato, che è piuttosto ampio estendendosi dalla località Fasce Lunghe fin quasi al mare nei pressi di Torre dell'arma, è interessato dalla presenza di un manto superficiale, essenzialmente argillo-limoso alterato di potenza assai variabile, ma che può raggiungere anche il metro e mezzo di spessore. I depositi alluvionali in oggetto sono presenti, in una stretta fascia, già in regione Teglie, a poco più di 5 km dalla linea di costa. In sponda destra il loro limite è praticamente costituito dalla scarpata del terrazzo lungo il cui orlo corre la S.S. n 548 della Valle Argentina (che separa le alluvioni in oggetto da quelle del Quatenario medio) fin circa in località Levà; di qui si sposta nettamente verso ponente fino a raggiungere, sulla costa, la località Torre dell'arma. In sponda sinistra, il limite prima è costituito dalla scarpata che evidenzia il salto morfologico visibile in località Ponti e S. Martino (e che separa le alluvioni recenti da quelle antiche); poi, da Villa S. Martino alla località Prati inferiori, dal fianco occidentale dei rilievi pliocenici che 10

11 scendono verso il mare; seguendo la base dei suddetti rilievi il limite si dirige verso levante per proseguire caratterizzato dai depositi marini costieri e dalle alluvioni della zona di Riva Ligure. Complessivamente, i depositi alluvionali recenti occupano una superficie di circa 2,5 kmq Caratteristiche idrogeologiche Per determinare le caratteristiche idrogeologiche dell acquifero è necessario possedere un congruo numero di dati derivanti da indagini in sito: nel Bacino del Torrente Argentina, l Università degli Studi di Pavia ha eseguito negli anni 90 una serie di prospezioni geoelettriche che hanno permesso di ricostruire la litostratigrafia dell area in esame. Alcune sezioni di tali studi sono state riprese nella Tav La permeabilità primaria (per porosità) è molto scarsa nei terreni pliocenici e praticamente nulla in quelli fliscioidi, mentre quella secondaria (per fessurazione), pur essendo sviluppata in entrambi i terreni citati (ed in particolare nei secondi), è, di norma, assai discontinua, con fessurazioni non sempre in connessione tra di loro e comunque poco sviluppate in profondità. Ciò dà origine ad una circolazione delle acque di infiltrazione generalmente molto superficiale, che poco o nulla contribuisce all alimentazione della falda idrica di subalveo. Solo in sinistra idrografica del T. Argentina, in corrispondenza dei rilievi pliocenici di M. Rocche-M. Grange, per i motivi di ordine tettonico precedentemente esposti, è ipotizzabile una certa alimentazione alla suddetta falda. Per i motivi precedentemente esposti, le alluvioni costituenti i ripiani del Quaternario medio ed antico sono da considerarsi scarsamente permeabili e, pertanto, al loro interno non è ospitata una falda idrica continua; possono essere temporaneamente presenti locali falde sospese che si originano in seguito ad intense e persistenti precipitazioni meteoriche. Ben diverso è il discorso per quanto attiene alle Alluvioni recenti; esse sono costituite da depositi sciolti, formati prevalentemente da ciottoli (anche di diametro pluridecimetrico), ghiaie e sabbie per lo più grossolane. In sottordine, sono altresì presenti, soprattutto a partire dalla regione Ponti, limi, limi argillosi ed argille, sia commisti con i suddetti litotipi, sia costituenti degli orizzonti, la cui potenza, per lo più di ordine metrico, può raggiungere, in particolare nel primo caso, anche la decina di metri. 11

12 La successione alluvionale in esame è costituita da depositi caratterizzati da una permeabilità molto varia, da elevata a praticamente nulla, in grado di ospitare al loro interno un tipico acquifero di subalveo. Sulla base dell'analisi della documentazione bibliografica è stato possibile suddividere, percentualmente, in classi di permeabilità i depositi alluvionali in esame. Si è cosi potuto osservare che per l 80% i suddetti depositi sono da considerarsi molto permeabili, per l 11% permeabili, per il 4,5% poco permeabili e per il restante 4,5% impermeabili. Le alluvioni recenti risultano idraulicamente isolate dalle alluvioni antiche terrazzate. Tale isolamento è stato documentato osservando le variazioni del livello piezometrico in pozzi vicini tra loro. Le oscillazioni dei livelli piezometrici dei pozzi ubicati sulle alluvioni antiche sono indipendenti dal variare delle portate del T. Argentina. Valori di permeabilità e porosità efficace vengono indicati nella seguente tabella: LITOLOGIA PERMEABILITA MEDIA m/sec POROSITA EFFICACE (%) Alluvioni ghiaiose-ciottolose pulite Alluvioni ghiaioso-ciottolose a matrice sabbiosa-limosa Alluvioni molto costipate localmente cementate Limi e argille con ghiaie >5 Limi e argille fine Praticamente impermeabili Tabella 3.6 Valori di permeabilità e porosità efficace delle litologie presenti nelle alluvioni dell acquifero del Torrente Argentina Presso il viadotto autostradale sono state eseguite misure di infiltrazione in sito, il cui valore medio è valutabile intorno a 706 mm/giorno che corrisponde ad una velocità di infiltrazione molto rapida, per cui l alveo del torrente risulta essere caratterizzato da una elevata permeabilità. La superficie infiltrante è stimata in circa mq (lunghezza alveo pari a 5 km, larghezza pari a 40 mt), per cui la portata massima infiltrabile è di 1,635 mc/s pari a mc/anno. Complessivamente il corpo sedimentario indagato è caratterizzato da una notevole complessità di organizzazione con sensibili e frequenti variazioni laterali e verticali di facies. 12

13 Le indagini geoelettriche eseguite dall Università degli Studi di Pavia nel febbraio 1990 hanno permesso di individuare le stratigrafie. Per quanto attiene all'assetto idrogeologico della falda di subalveo, di particolare importanza è la presenza nel corpo dei depositi alluvionali recenti, di livelli impermeabili e/o semipermeabili. Infatti essi smistano il flusso idrico alimentatore in entrata nella Piana di Taggia in più orizzonti, dando cosi origine ad un acquifero unico, ma multi-strato. In particolare, nella porzione medio-bassa dell'area in esame sono presenti due orizzonti acquiferi principali, separati da diaframmi semipermeabili o impermeabili di potenza anche plurimetrica: uno superiore, libero, a carattere freatico; ed uno inferiore, localmente in pressione, ma, verosimilmente, con carattere di "falda a fughe", vale a dire che può, a seconda delle condizioni di pressione, ricevere o dare acqua attraverso gli strati semipermeabili sovrastanti (fenomeno di "leakage"). Sulla base dei risultati dei sondaggi geoelettrici, considerando che, come precedentemente illustrato, l'80 % dei depositi alluvionali interessanti dal flusso di subalveo presenta un elevato grado di permeabilità, si ritiene di poter attribuire all'acquifero, nel suo complesso, una permeabilità media, ed una porosità efficace media pari al 25% (ricordiamo che la porosità efficace rappresenta, in un terreno permeabile saturo, quella parte dello spazio poroso nella quale ha luogo il movimento dell'acqua di falda sotto l azione della forza di gravità). Di particolare interesse per quanto attiene alla dinamica dei flussi idrici sotterranei, è il fatto che la ricostruzione dell andamento della morfologia del substrato delle alluvioni recenti, ha permesso di evidenziare, la presenza, di due paleoalvei sepolti sotto la suddetta coltre alluvionale (i cui letti corrono a quote diverse), vale a dire la testimonianza di due antichi deflussi del T. Argentina. I tracciati dei suddetti paleoalvei risultano ben individuabili lungo le sezioni trasversali della Piana (vedere allegato 5 e 6 e Tav. 5.2). Il paleoalveo principale è presente su tutta la piana, dalla località San Francesco fino al mare, occupandone la porzione orientale. In particolare, procedendo da monte verso valle, il suo tracciato corre, tra la località S. Francesco e la regione San Martino, spostato verso Est rispetto all'alveo attuale, ad una distanza variabile, ma che può raggiungere anche il centinaio di metri (Località Case del Ponte); dalla regione S. Martino alla regione Carlevà si trova, in pratica, sulla verticale all'odierno percorso del T. Argentina; dalla regione Carlevà al mare, viene individuato circa in corrispondenza dell'asse mediano delle regioni Pescine e Prati. 13

14 I due paleoalvei sono separati da un alto morfologico il quale, in destra idrografica del T. Argentina, con andamento grosso modo meridiano, ad una distanza dall'attuale alveo che, da monte verso valle, varia da pochi metri (regione Orti) fino ad un massimo di 200 metri circa nella zona al passaggio tra la regione Isola Manente e la regione Doneghe, per poi ritornare molto prossimo al corso d'acqua a meridione della regione Levà. Il suddetto alto è caratterizzato da blande ondulazioni per cui la distanza della sua culminazione dal piano campagna varia da zona a zona, essendo peraltro sempre compresa tra i -25 e i -10 metri (vedere sezioni allegate). Di particolare significato per quanto attiene alla dinamica della falda di subalveo è il fatto che il paleoalveo principale è caratterizzato da una più marcata incisione rispetto a quello secondario per cui esso, di fatto, costituisce una via preferenziale del flusso idrico sotterraneo. I depositi alluvioni hanno una potenza media di 30 m. e si estendono per 2,5 milioni di mq, per cui occupano un volume stimato in circa 75 milioni di mc. Essendo la porosità efficace media delle alluvioni dell ordine del 25% risulta che tali alluvioni possano contenere un volume d acqua pari a circa mc. Riassumendo l insieme delle ricerche ha permesso di evidenziare che: - l acquifero in oggetto è caratterizzato dalla presenza di due falde principali (una inferiore, semiconfinata ed una superiore, freatica); - due deflussi sotterranei, uno lungo il paleoalveo principale ed uno lungo quello secondario posti a quote differenti; - presenza di un "alto" separatore dei due paleoalvei il quale, essendo caratterizzato da una grado di permeabilità che aumenta dal basso verso l'alto, nonché da un andamento ondulato della sua linea di cresta può permettere passaggi laterali d'acqua dal paleoalveo principale (di levante) a quello secondario; - diffusa presenza di diaframmi semipermeabili a tetto della falda confinata (i quali permettono fenomeni di "leakage"); - l'alveo attuale del T. Argentina scorre, per un lungo tratto, all'incirca sovrapposto all'asse del paleoalveo principale. Si hanno quindi flussi dal torrente verso la falda freatica, ma anche scambi tra i corpi idrici superiori (T. Argentina e falda freatica) e Ia falda inferiore e l'interfaccia acque dolci/acque salate; - il T. Argentina rappresenta, in pratica, l'unica alimentazione del sistema idrogeologico della Piana; esso determina, seppur con modalità diverse, Ia ricarica di tutti gli orizzonti acquiferi, le 14

15 cui variazioni piezometriche (in particolare per quanto attiene alla falda confinata) sono marcatamente connesse con l'andamento delle portate del suddetto torrente. - per quanto attiene i limiti idrogeologici dell'acquifero di subalveo, verso monte il limite è del tipo "a flusso imposto" e coincide con l'area di sbocco del T. Argentina nella Piana (corrispondente alla zona ubicata a monte traversa che sostiene le pile del viadotto dell'autostrada dei Fiori), area dalla quale ha inizio Ia ricarica dell'acquifero stesso. Il suddetto flusso è assai variabile nel tempo, in relazione con le oscillazioni di portata del torrente - A Est e ad Ovest, i terreni che bordano le alluvioni recenti rappresentano i limiti idrogeologici, in quanto caratterizzati da un grado di permeabilità inferiore a quello delle suddette alluvioni. - lungo Ia linea di costa è presente un limite idrogeologico "a carico imposto", fissato dalla presenza del mare, e può essere considerato essenzialmente costante (essendo trascurabili gli effetti indotti dall'escursione di marea); in particolare, assumendo il livello medio marino come quota di riferimento per i carichi piezometrici, il predetto carico imposto risulta essere praticamente nullo. Per tale motivo, la superficie piezometrica di riferimento dell'acquifero di subalveo può essere considerata, nel suo complesso, come un piano inclinato, ad angolazione variabile ed incernierato in corrispondenza della linea di costa Apporti idrici all acquifero L acquifero di subalveo ospitato nei depositi alluvionali può essere alimentato da: - apporti superficiali legati alle portate del T. Argentina; - apporti superficiali dovuti sia alle acque di pioggia cadute direttamente sulla piana, sia alle acque di ruscellamento dai versanti; - apporti in profondità di acque provenienti dai terreni costituenti il basamento dell acquifero. Gli apporti legati alle acque di pioggia sono di entità modesta, per cui possono essere trascurati. Per quanto attiene alle acque profonde, allo stato attuale delle conoscenze sembra che influiscano poco sul bilancio generale dell acquifero Il bilancio idrico teorico dell acquifero di subalveo 15

16 Per il calcolo del bilancio è stata utilizzata l equazione proposta da Bear e qui ripresa e leggermente modificata: Flusso laterale in ingresso Flusso laterale in uscita + Ricarica naturale + Flusso di ritorno + Ricarica artificiale + Flusso in ingresso da deflusso superficiale e laghi + Flusso delle sorgenti Evapotraspirazione Pompaggio = Variazione di volume dell acqua immagazzinata nell acquifero Dal punto di vista teorico la somma algebrica dovrebbe essere pari a 0, ma difficilmente si ha tale risultato per possibili errori nella stima dei vari termini. - Flusso laterale in ingresso: rappresenta i volumi d acqua provenienti per via sotterranea da domini idrogeologici adiacenti a quello considerato, nell area in esame tali volumi possono essere rappresentati da quelli provenienti dai litotipi costituenti il substrato dell acquifero di subalveo ed i rilievi che bordano la piana; tali contributi non appaiono significativi in quanto i depositi flyschoidi sono interessati da una circolazione idrica piuttosto ridotta testimoniata dalla presenza di poche sorgenti e di scarsa portata, allo stesso modo gli apporti dei livelli pliocenici sono scarsi per la limitata permeabilità e per la giacitura degli strati orientata verso SE e verso SW. Anche per quanto attiene ai depositi alluvionali antichi il loro apporto è praticamente nullo dato il loro stato di cementazione. Per cui possiamo considerare uguale a 0 questo termine. - Flusso laterale in uscita: rappresenta il volume d acqua che fluisce per via sotterranea dal dominio considerato a quelli adiacenti. Trascurando il passaggio di volumi d acqua dai depositi alluvionali verso il substrato, il volume in esame appare quindi costituito dalle portate defluenti verso il mare. Per quanto attiene a tali portate occorre tenere presente che la loro entità deve essere tale da impedire la risalita del cuneo salino all interno dell acquifero. Tale risalita infatti potrebbe non solo ridurre i volumi d acqua presenti nell acquifero ma anche portare un insalinamento dei pozzi più prossimi alla linea di costa. Per calcolare il volume minimo di acqua dolce defluente a mare necessario per impedire l avanzamento del cuneo salino è stata applicata la metodologia proposta da Bear J. (1979) e AA.VV (1991). Tenuto conto della sezione dell acquifero attraverso tutta la piana nella zona immediatamente a valle dei pozzi AMAIE e dei parametri idrogeologici (coefficienti di permeabilità, gradiente idraulico e porosità efficace) risulta che la portata defluente a mare necessaria per contrastare l avanzata del cuneo salino deve essere pari ad almeno 1,1 mc/sec 16

17 - Ricarica naturale: è quella frazione delle precipitazioni meteoriche che nel periodo considerato raggiunge la zona satura e che è anche indicata come infiltrazione efficace. Considerando la limitata estensione areale della piana di Taggia, l intensa antropizzazione ed i valori pluviometrici si può concludere che tale fattore presenta una modestissima incidenza nel calcolo del bilancio dell acquifero in esame. A sostegno di ciò si può osservare che nell anno medio ( ) cade sulla porzione di bacino imbrifero del T. Argentina corrispondente all area in esame e valutabile in circa 5,8 kmq, una lama d acqua di 1184 mm, pari ad un volume di circa mc/anno. Per i motivi precedentemente esposti, è lecito pensare che la frazione di questo volume che cade sulla porzione di territorio nella quale affiorano o terreni pre-alluvioni recenti non alimenti in modo sostanziale l acquifero di subalveo, sia perché in parte si infiltra in suddetti terreni, sia perché il rimanente viene per lo più captato da opere di raccolta superficiali e inviato alla rete fognaria. Appare dunque logico limitare l attenzione alle sole precipitazioni cadute sulle alluvioni recenti, e poiché esse occupano, come detto, una superficie di circa 2,5 kmq, il volume d acqua che le interessa è di circa mc. Bisogna, però, tener presente che circa il 70% dell area in oggetto presenta coperture che impediscono il fenomeno dell infiltrazione, per cui del suddetto volume rimangono circa mc i quali, anche se supponendo che per il 90% (pari a circa mc/anno) raggiungano l acquifero, rappresentano una portata di soli 0,025 mc/sec, trascurabile rispetto a quella che mediamente può infiltrarsi nel corso dell alveo del torrente. - Flusso di ritorno: rappresenta il volume proveniente da reinfiltrazione d acqua a seguito di attività irrigue, perdite di tubazioni, ecc.. L entità di tale fattore è, ovviamente, assai difficile da quantificare. Per quanto attiene al caso in esame, ricordiamo che, nell ambito dell area interessata dalla presenza delle alluvioni recenti, i terreni soggetti ad irrigazione assommano a circa due milioni di mq e che, mediamente, nel corso dell anno vengono utilizzati (dato fornito dai vari Consorzi Irrigui operanti nella piana) 0,55 mc d acqua per mq di terreno, per un totale di circa mc. Sulla base dei dati forniti (comunicazione orale) dai Ricercatori dell Istituto Sperimentale per la Floricoltura di Sanremo, si può ritenere che il 20% del suddetto volume, pari a mc, si reinfiltri fino a raggiungere la falda di subalveo. - Ricarica artificiale: costituisce, come il nome stesso indica, il volume d acqua che viene apportato alla zona satura del dominio considerato. Non esistono in zona impianti aventi il suddetto scopo. Tale fattore è uguale a 0. 17

18 - Flusso in ingresso da deflusso superficiale e laghi: è il volume d acqua apportato al dominio per infiltrazione da deflusso superficiale. La totalità dell alimentazione dell acquifero è fornita dall infiltrazione delle acque del torrente Argentina, per quanto concerne le portate di quest ultimo vengono trascurati sia i deflussi superficiali legati esclusivamente ad intense precipitazioni che giungono al corso d acqua successivamente alla stazione idrometrica di Merelli, sia le quantità d acqua dovute a precipitazione diretta. Le misure di infiltrazione in situ eseguite presso il viadotto autostradale mostrano un valore medio di 706 mm/giorno che corrisponde ad una velocità di infiltrazione molto rapida, per cui l alveo del torrente risulta essere caratterizzato da una elevata permeabilità. La superficie infiltrante è stimata in circa mq (lunghezza alveo pari a 5 km, larghezza pari a 40 m), per cui la portata massima infiltrabile è di 1,635 mc/sec pari a mc/anno. Tale volume è perfettamente compatibile con la portata medio-annua del torrente Argentina misurata alla stazione di Merelli. Tale portata calcolata nel periodo è risultata essere 4,72 mc/sec pari a mc/anno. - Flusso dalle sorgenti: volume d acqua fornito da queste ultime. Nell area in esame tale volume praticamente è 0. - Evapotraspirazione: nell area in esame, le perdite dovute all evapotraspirazione interessano le aree interessate dalle colture floricole, mentre tali perdite sono del tutto ininfluenti nelle aree urbanizzate per l intensa impermeabilizzazione del suolo. Per quanto attiene la piana di Taggia, le osservazioni locali in ordine alle condizioni climatiche valutate sulla base dei dati relativi al periodo e delle osservazioni condotte negli anni tramite le rilevazioni effettuate da una stazione metereologica appositamente installata nei pressi del nuovo campo sportivo in regione Levà, alle caratteristiche geomorfologiche ed alla copertura vegetale sono state integrate con i risultati di studi condotti nella vicina area di Sanremo (Bestagno G. 1960). Sono stati così calcolati per l area interessata, valutata in circa 2 kmq, i valori medi mensili dell evapotraspirazione, nonché le perdite medie mensili che assommano a mc. Vedere la tabella sottostante: Mese Evapotraspirazione (mm) Perdite (mc/sec) Gennaio 24 0,018 Febbraio 26 0,021 Marzo 36 0,027 Aprile 58 0,045 Maggio 83 0,062 Giugno 115 0,089 Luglio 133 0,099 18

19 Agosto 125 0,093 Settembre 98 0,076 Ottobre 64 0,048 Novembre 35 0,027 Dicembre 23 0,017 Anno medio 820 0,622 Tabella 3.7 Calcolo evapotraspirazione e delle perdite medio-mensili - Pompaggio: è il volume d acqua in uscita per emungimenti dal dominio. Nel 1990, anno durante il quale si è eseguito un attento censimento dei consumi, i prelievi dall acquifero di subalveo hanno sfiorato i mc. - Variazione del volume d acqua immagazzinata nell acquifero. Dalle considerazioni sopra esposte ne consegue che in teoria il bilancio medio annuo può essere così sintetizzato: - Volume in entrata (flusso proveniente dal T. Argentina + ricarica naturale +flusso di ritorno) m 3 - Volume in uscita (flusso in uscita verso mare + pompaggio + evapotraspirazione) m 3 - Volume immagazzinato m Reali condizioni di equilibrio Le valutazioni sopra riportate consentono di valutare che attraverso l infiltrazione possono giungere all acquifero di subalveo 1,666 m 3 /s, che 1,1 m 3 /s devono defluire a mare per contrastare, in condizioni di acquifero saturo, l avanzata del cuneo salino e che le perdite per evapotraspirazione ammontano a 0,039 m 3 /s; ne consegue che rimangono 0,527 m 3 /s disponibili per emungimento, a fronte delle esigenze idriche. In realtà la situazione cambia drasticamente se si analizza l andamento delle portate medie giornaliere, soprattutto per quello che attiene al periodo estivo. A tale proposito è stata svolta una analisi statistica sulla base dei dati di portata relativi agli anni e Per il suddetto periodo sono stati conteggiati per ogni mese di ogni anno i giorni durante i quali si sono registrate,alla stazione di Merelli portate medie inferiori a 1,64 19

20 m 3 /s, valore che rappresenta il deflusso minimo indispensabile per mantenere l acquifero di subalveo in una situazione di equilibrio. I risultati sono i seguenti: nel periodo Giugno-Ottobre i giorni con portate medie inferiori a 1, 64 m 3 /s sono mediamente 120 su 153 con incidenza del 78%, inoltre in tale periodo i giorni critici sono stati al minimo 78 mentre in certi anni si sono avuti anche 150 giorni consecutivi con portate inferiori a quella utile. Se poi si prendono in considerazione solo i mesi nei quali si registrano i massimi consumi d acqua (luglio e agosto) i giorni critici salgono a 57 su 62 talora 62 su 62. Ad ulteriore conferma della variabilità e precarietà delle portate del T. Argentina vi è da sottolineare che, estendendo l analisi a tutti i mesi dell anno, si evince che nel periodo la media annua dei giorni critici è stata di 180 con un minimo di 78 ed un massimo di 314 dei quali bel 213 consecutivi. Il 1990 è stato un anno particolarmente critico infatti giorni con portate medie inferiori a 1,64 m 3 /s sono stati 323. Anche i volumi di acqua necessari per contrastare il cuneo salino saranno inferiori rispetto a quelli calcolati in via teorica. Questi volumi possono essere calcolati come differenza tra le entrate e le uscite assumendo come la variazione annua del volume d acqua immagazzinato sia pari a zero. Per l anno in esame il calcolo del bilancio reale darebbe i seguenti risultati: - volumi in ingresso dal T. Argentina m 3 - ricarica naturale m 3 - flusso di ritorno m 3 Totale volumi in entrata m 3 - pompaggio m 3 - evapotraspirazione m 3 Totale volume parziale uscita m 3 Uscite verso il mare calcolate per differenza m 3 Non sempre però la portata media giornaliera è tale da soddisfare alla suddetta condizione. 20

21 A tale proposito è stata eseguita un indagine statistica sulla base dei dati pubblicati dal servizio idrografico relativi agli anni Numero dei giorni critici (Q inferiore a 1,64 mc/sec) nei singoli anni. Nella colonna M.C. è riportato il numero massimo dei giorni continuativi con portata inferiore a 1,64 mc/sec: Anno GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC TOT M.C

22 Tabella 3.8 Numero dei giorni critici nei singoli anni Media annua = 180 giorni/365, pari al 49.3 % minimo = 78 (21.4 %) - massimo = 314 (86.0%) media periodo giugno-ottobre 120 gg su 153, pari a 78,4% minimo = 78 (51%) - massimo = 150 (98%) media periodo luglio-agosto = 57 gg su 62, pari al 92% minimo = 25 (40%) - massimo = 62 (100%) media giorni continuativi nell anno = 79 minimo = 24 - massimo = 213 L indagine statistica ha evidenziato la seguente situazione. Nel periodo giugno-ottobre i giorni con portate inferiori a 1,64 mc/sec sono 120 su 153, con un incidenza quindi del 78,4%; inoltre non si è mai andati al di sotto dei 78 giorni pari al 51%, mentre si sono conteggiati 150 giorni pari al 98%, con portate inferiori a quella minima necessaria. Nel periodo luglio-agosto la media dei giorni critici sale al 92%, con 57 giorni su 62, ma frequentemente tali giorni sono 62 su 62. La media annua quindi dei giorni da considerarsi critici è di 180 con un minimo di 78 ed un massimo di Situazione nel 1990 Nell allegato 5 sono stati elaborati i dati relativi alla stazione di Merelli solo nei primi mesi del 1993, in quanto durante l anno sono state registrate le altezze ma esse non potevano essere tramutate in portate, in quanto la sezione non era stata verificata da molti anni, la quale è stata poi tenuta sotto controllo per tutto il Una volta verificata la validità della sezione è stato possibile utilizzare i valori idrometrici relativi al 1990: la portata media annua è stata di 0,625 mc/sec a fronte di una media calcolata sul periodo di 4,72 mc/sec; 22

23 le portate estreme istantanee sono state rispettivamente di 9,80 mc/sec il 9 di dicembre e di 0,07 mc/s il 2 e il 16 agosto e il 5 di novembre; il periodo critico più lungo si è protratto per 177 giorni consecutivi dal 1 giugno al 24 novembre durante il quale sono stati prelevati mc (288 l/s) così suddivisi: - pozzi AMAIE mc; - pozzi Levà mc; - pozzi Teglie mc; - pozzo Castellano mc; - Acquedotto Boeri mc; - Acquedotto Navone mc; - Consorzio Riva Ligure mc; - Consorzio Cadeberta mc; - Altri (Consorzi Privati) mc. Nello stesso periodo di tempo dalla stazione idrografica di Merelli (Centrale Argentina) sono transitati mc, ovvero 248 l/s, per cui nei 177 giorni in esame si è avuto un deficit relativamente ai soli prelievi di almeno mc pari a circa 40 l/s. Tale situazione si è, ovviamente, riflessa sull andamento dei livelli piezometrici osservati nei 40 pozzi utilizzati per lo studio dell acquifero. Infatti i livelli, in crescita nel mese di aprile, hanno iniziato a deprimersi a fine maggio ed hanno raggiunto il minimo alla fine di agosto. I valori relativi alle variazioni negative del livello piezometrico sono stati dell ordine dei metri che sembrano eccessivi rispetto ad un deficit dell acquifero di soli mc (pari a poco più del 3% della potenzialità dell acquifero stesso). Ciò testimonia l esistenza di un deficit reale essenzialmente dovuto alle perdite dell acquifero verso il mare, non si può comunque escludere che gli emungimenti possono essere superiori a quelli denunciati, anche in relazione al fatto che il numero dei prelievi è superiore a quello finora censito. Sulla base delle osservazioni piezometriche ed idrometriche si può valutare che nel periodo 1 giugno-24 novembre le perdite dell acquifero verso il mare sono quantificabili in circa 8 milioni di mc, vale a dire circa 0,520 mc/sec; il che porterebbe il deficit totale a superare gli mc, pari a circa il 45% della potenzialità totale della falda di subalveo (stimata in circa 18 milioni di mc). 23

24 3.3.7 Analisi della relazione tra le portate del torrente ed il livello piezometrico dell acquifero Il paleoalveo di levante, corrispondente al serbatoio principale è caratterizzato da una maggiore alimentazione da parte del torrente Argentina in quanto non solo l attuale alveo del torrente scorre ad Est dell alto morfologico, ma tra le regioni San Martino e Carlevà esso si trova sulla verticale dell asse di detto alveo. Mano a mano che diminuiscono le portate del torrente aumentano percentualmente il volume d acqua che va ad alimentare il paleoalveo di levante a scapito di quello di ponente. L equilibrio del bilancio idrico del paleoalveo di ponente è piuttosto labile e risente degli eventuali emungimenti troppo intensi. Quando l equilibrio idrodinamico tra i due paleoalvei si rompe s innesca un flusso verso ponente la cui intensità è funzione del dislivello piezometrico, dell altezza del diaframma separatore nonché del grado di permeabilità di quest ultimo. 3.4 Valutazioni per l aggiornamento del Bilancio e l adeguamento alla D. Lgs. 152/1999 Per aggiornare i dati sopra riportati, per valutare la reale quantità e la definizione dei metodi per un idoneo sfruttamento delle risorse idriche, è necessario un adeguato numero di informazioni riguardante le stazioni climatiche, l idrologia e l idrogeologia, la profondità dei pozzi più significativi, le variazioni del livello piezometrico nel tempo. stazioni climatiche pluviometria vedere Cap. 4 temperatura vedere Cap. 4 misure di deflusso Stazione di Merelli Anni di funzionamento: ;

25 Dal 2000 la stazione Merelli è gestita dall ARPAL. I dati in loro possesso non sono stati ancora pubblicati, per cui non sono disponibili per un eventuale aggiornamento dello studio in oggetto. idrogeologia piezometrie parametri idrodinamici chimismo PTA Per quanto riguarda i dati piezometrici, i dati reperiti risultano frammentari ed incompleti: ad esempio i dati delle piezometrie forniti dall Arpal di Imperia riguardano solo alcuni pozzi e non è chiaro se le misure siano riferite alla quota campagna o sia già stata considerata la quota boccapozzo. Sarebbe quindi auspicabile eseguire il monitoraggio su un adeguato numero di pozzi ritenuti più significativi per lo studio dell acquifero, in accordo con l ente preposto (ARPAL), per soddisfare quanto enunciato dal D. Lgs. 152/1999 (Allegato 1) : omissis I dati desunti dalle attività di monitoraggio dovranno essere opportunamente elaborati dalle Regioni al fine di definire e parametrizzare i seguenti indicatori generali, da utilizzare per la classificazione: morfologia della superficie piezometrica; escursioni piezometriche; variazioni delle direzioni di flusso; entità dei prelievi; variazioni delle portate delle sorgenti o emergenze naturali delle acque sotterranee; variazioni dello stato chimico indotto dai prelievi; movimenti verticali del livello del suolo connesse all'estrazione di acqua dal sottosuolo Per quanto riguarda gli aspetti quantitativi, su un numero ridotto di punti significativi appartenenti alle reti di monitoraggio individuate, le misure dovranno essere 25

26 eseguite con cadenza mensile e sui pozzi, sui piezometri. Le misure sulle sorgenti dovranno essere anche più ravvicinate in ragione ei tempi di esaurimento della sorgente stessa. Individuare i settori di maggiore idoneità allo sfruttamento tramite pozzi e valutare le problematiche connesse alla delimitazione delle relative aree di salvaguardia sono il fine dello studio idrogeologico dell acquifero che deve essere comprensivo delle seguenti fasi: - analisi della dinamica della falda e rapporti falda fiume attraverso il monitoraggio della falda (livelli pieozometrici) di pozzi con la valutazione delle caratteristiche idrodinamiche (trasmissività e permeabilità) attraverso prove di emungimento; - valutazione di risorse e riserve idriche sotterranee dell acquifero principale attraverso l analisi dei dati quali: cicli di esaurimento di livelli piezometrici, escursione dei livelli piezometrici, valutazione del deflusso sotterraneo). 26

27 APPENDICE I Prelievi stimati dallo studio dell Università degli studi di Pavia negli anni 90 Al fine di verificare la compatibilità tra i volumi d acqua prelevati e la potenzialità della falda di subalveo si è utilizzato il censimento delle utilizzazioni in atto che ha permesso di: identificare tutte le derivazioni esistenti suddivise in: 1) Acquedotti pubblici; 2) Consorzi irrigui; 3) Acquedotti privati; 4) Utenze di singoli privati; 5) Prelievi ad uso industriale di quantificare i volumi di acqua assentiti e quelli effettivamente prelevati in un anno 1. Acquedotti pubblici: - Comune di Castellano 16,30 l/sec pari a 514,037 mc/anno - Comune di Taggia l/s pari a mc/anno - A.M.A.I.E l/s pari a mc/anno TOTALE l/s PARI A mc/anno 2. Consorzi irrigui: - Riva Ligure l/s pari a mc/anno - Ferraie 2.00 l/s pari a mc/anno - Arg. Uten. Irrigue l/s pari a mc/anno - Isola Fascie 2.00 l/sec pari a mc/anno - Rocche Cadeberta 2.47 l/sec pari a mc/anno TOTALE l/s pari a Acquedotti Privati - Navone uso irriguo l/s pari a mc/anno - Boeri uso irriguo e potabile l/s pari a mc/anno TOTALE 61.00l/s pari a mc/anno 4. Utenze private assentite TOTALE l/s pari a mc/anno 5. Prelievi ad uso industriale TOTALE l/s pari a mc/anno 27