LIFE Project Number <LIFE +10 ENV/IT/000394/WARBO> FINAL Report Covering the project activities from 01/01/2012 to 31/12/2014 Reporting Date <31/03/2015> LIFE+ PROJECT NAME or Acronym <WATER RE-BORN - Artificial Recharge: Innovative Technologies for the Sustainable Management of Water Resources> Annex 37 Name of Deliverable: Report tecnico idrogeochimico e geoelettrico per la Procedura VIA della proposta di ricarica artificiale Code of associated action: 7
Report tecnico idrogeochimico e geoelettrico per le procedure di VIA proposta della di Ricarica Artificiale Introduzione Il Comune di Copparo ha effettuato e completato prima dell inizio del progetto le procedure VIA e VAS per il prelievo e utilizzo delle acque della rete idraulica del Consorzio di Bonifica (Canal Naviglio e rete irrigua) ai fini della messa in sicurezza idraulica. La procedura era stata effettuata anche nell ottica di poter procedere in caso di esito positivo della proposta del progetto WARBO LIFE+ inoltrata alla UE alla attività di Ricarica Artificiale (Annex 5, 21, 27). Nonostante tutte le procedure fossero state espletate e tramite il completamento delle procedure era stata ottenuta l autorizzazione alle attività di utilizzo delle acque superficiali per ricaricare l invaso di Ponte San Pietro, il Comune di Copparo ha sviluppato con gli enti preposti alle autorizzazioni delle procedure VIA e VAS un tavolo di lavoro finalizzato alla verifica di eventuali problematiche in modo da far emergere eventuali aspetti non contemplati nell espletamento di tutte le procedure e non dover affrontare in fase esecutiva problemi legati ad impatti o procedure che potevano non essere stati valutati, inoltre l attivazione del tavolo locale ha avuto la finalità di coinvolgere i dirigenti delle principali istituzioni verso le attività di progetto. Analisi dei dati pregressi e raccolti - Area test di Copparo La raccolta dati ha riguardato un ampia area del territorio in cui ricade il sito testo per la ricarica artificiale. I dati e le indagini di campagna hanno interessato non solo la media e bassa pianura ma anche l alta pianura da cui attraverso gli apporti diretti dei fiumi appenninici, analizzando le relazioni fra attuali alvei, paleoalvei, sedimenti sabbiosi continentali delle fasi fredde glaciali. L analisi delle relazioni fra aspetti petrofisici (struttura e tessitura delle rocce acquifere) e geomorfologia ha fornito una visione di insieme e lo studio delle relazioni fra tettonica, tassi di subsidenza, cambiamenti climatici il cui prodotto è un modello concettuale schematico dell articolata sequenza litostratigrafica nella Pianura padana. Fenomeni di salinizzazione diffusa si osservano non solo nella fascia costiera ma anche nelle aree interne fra cui nel sito test di Copparo. Si tratta di inquinamento naturale per risalita in superficie di acque fossili intrappolate nei corpi acquiferi profondi che si somma ed amplifica i processi di salinizzazione per ingressione delle acque salate del mare o cuneo salino. Queste particolari condizioni geologico strutturali rendono vulnerabili gli acquiferi di vaste aree della pianura padana (acque salse al confine fra Modena e Mantova) e fanno si che nelle dune costiere sono ancora presenti acque dolci mentre le paleodune dell area retrostante i fenomeni di salinizzazione sono più evidenti. Purtroppo i dati disponibili non consentono di valutare se la salinizzazione sia favorita prevalentemente dalla minore disponibilità di risorse e quindi per decremento della pressione idraulica esercitata dall acqua dolce sull acquifero salato o da cause tettonico strutturale che favoriscono la migrazione verso la superficie di acque salate più o meno profonde. La raccolta dei dati bibliografici è stata rivolta quindi non solo alla caratterizzazione del sito test ma anche all analisi di queste due componenti per poter con i risultati del progetto dimensionare il ruolo della ricarica nel proteggere e riqualificare i corpi idrici compromessi da un inquinamento
naturale diffuso, stimare le capacità di stoccaggio e riqualificazione qualitativa e quantitativa di uno dei più importanti sistemi multiacquifero alluvionale dell area mediterranea. La ricarica artificiale ha quindi enormi potenzialità in questa area per la riqualificazione di acquiferi salati attraverso stoccaggio di acque dolci. I dati di letteratura riletti in quest ottica possono non solo essere rielaborati per meglio caratterizzare l area di progetto ma anche fornire un modello concettuale di trasferibilità della metodologie alle vaste aree in sofferenza della pianura padana consentendo quindi un bilancio quantitativo sui benefici ottenuti con questa sperimentazione. Per il sito di Copparo, UNIFE è stato effettuato uno studio microclimatico del sito per comprendere le ricadute del cambiamento climatico in atto sulla disponibilità e gestione delle risorse idriche essendo la disponibilità di risorse disponibili per la ricarica artificiale legate alla rete di distribuzione superficiale regolamentata in base alle portate del fiume Po. Ricarica artificiale della pianura Padana: Cava Bonora di località Ponte San Pietro, (Copparo) L'area di progetto rientra nell'area estrattiva del Comune di Copparo P.A.E. (2009-2018) - Piano comunale per le Attività Estrattive (Legge Regionale n. 17 del 18.7.1991) che per mitigare l elevato rischio idrogeologico è stata destinata alla realizzazione delle casse di espansione per mitigare il rischio idrogeologico essendo l area vulnerabile rispetto a possibili esondazioni. Il progetto WARBO incentiva la riqualificazione dell area prevedendo interventi di fitodepurazione e integrazione delle acque di surplus idrico stoccate nelle opere di abbattimento dei flussi di piena che con il progetto sono destinati alla ricarica artificiale. Il sito test della Pianura Padana selezionato per la ricarica artificiale insiste su un terreno di proprietà del Prof Marco Bonora ubicato a circa un km a Nord Est del Comune di Copparo. Si ringraziano il Prof. Marco Bonora e il Signor Alvaro Orpelli, titolare della concessione di Cava, per aver consentito lo studio e reso disponibile l'area per le attività di riqualificazione previste nel progetto. Il proprietario che desidera valorizzare la sua proprietà attraverso un recupero dell area estrattiva, ha partecipato al progetto in qualità di stakeholder non solo mettendo a disposizione il sito ma anche partecipando attivamente alle scelte progettuali e apportando la sua esperienza in campo internazionale maturata sia come imprenditore che come docente di Diritto Commerciale Internazionale presso l'università di Bologna. L'area di progetto del copparese fa parte del settore orientale della pianura alluvionale (gestito dai consorzi di bonifica del l Circondario Polesine di Ferrara); è delimitata a Nord dal Po e a sud dal Po di volano, rappresenta l'area di transizione con il Delta del Po che è caratterizzata da morfologica depressa (altimetria varia da - 4 a t 13 m. s.l.m. e circa il 50% del comprensorio soggiace al livello del mare). Lo studio condotto nel primo periodo ha verificato quali interventi poco invasivi e costosi possono favorire la desalinizzazione del corpo idrico ospitato nella cava dismessa, interventi che saranno concordati e programmati in accordo con il proprietario del sito, con le Autorità compenti (Provincia, Regione, Arpa e Consorzi di Bonifica). Questi elementi geomorfologici, non solo, idrogeochimici sono stati presi in esame dal PAE di Copparo in cui si è inserito l iter autorizzativo della cava nel quale è messo in evidenza che nel settore occidentale dell area di cava è caratterizzato da in comunicazione idraulica con un paleoalveo secondario che si sviluppa parallelamente al canale San Pietro da cui si allontana in prossimità della Cava con un breve meandro.
Da questo paleoalveo la cava riceve gli apporti idrici che garantiscono la compensazione delle perdite per evaporazione. Processo che sta portando nel tempo alla salinizzazione delle acque all interno dell invaso in quanto gli apporti alla cava sono prevalentemente dal paleoalveo di Canal San Pietro e in misura ridotta dagli eventi di pioggia, per cui nella Cava l evaporazione sta producono un inevitabile incremento della concentrazione dei sali, fenomeno che ha avuto un accelerazione in seguito alle condizioni particolarmente siccitose del 2012. Indagini geochimiche e campionatura Le attività in campo hanno consentito di recuperare la rete piezometrica realizzata per il monitoraggio della cava ed è stato necessario realizzare due pozzi aggiuntivi ai fini della caratterizzazione del primo acquifero semiconfinato e quindi utili al futuro monitoraggio delle dinamiche di ricarica artificiale. Rispetto al precedente programma si è deciso di approfondire i pozzi di monitoraggio previsti da progetto a circa 10 metri essendo il primo acquifero semiconfinato ubicato da 9 fino a 14 metri a profondità notevolmente maggiori e precisamente a 50 metri di profondità, in quanto l'analisi dei pozzi piezometrici presenti nell'intorno della cava e le acque di emergenza dell'acquifero nella cava sono risultate salmastre. Le caratteristiche di elevata salinità della cava (valori di conducibilità elettrica superiori a 3000 microsiemens per cm - μs _ cm-1) e nei piezometri (valori di C.E: generalmente superiori a 1000 μs _ cm-1, data al vicinanza del sito al fiume Po e l'alimentazione di questo acquifero mediante apporti irrigui significativi ha messo in evidenza che problematiche geologiche erano responsabili delle caratteristiche di elevata salinità riscontrate in un'area così lontana dal mare. Quindi per capire come mai le caratteristiche delle acque analizzate fossero troppo salate rispetto a quanto presumibile dalla letterature si è deciso di anticipare il programma di indagini geofisiche che sono risultate efficaci per la geoelettrica ma di difficile interpretazione per la sismica a causa della presenza nel sottosuolo di spessi orizzonti di sabbie che attenuano il segnale sismico (effetto di sito). Date tale difficoltà si è deciso di programmare una perforazione mirata a una caratterizzazione idrogeologica e litostratigrafica la cui profondità è stata definita sulla base dei risultati preliminari geofisici. Il sondaggio diretto è stato condotto a carotaggio continuo fino alla profondità di 35 metri (in modo da intercettare le argille del periodo interglaciale che nell'area e separano generalmente il primo acquifero confinato classificato acquifero A1 da quello più profondo A2.. Il sondaggio ha messo in evidenza che nell area da noi indagata questo livello non è presente e al suo posto sono presenti delle sabbie che consentono la continuità idraulica fra i due corpi acquiferi per cui a differenza delle aree limitrofe l'acquifero confinato è un unico grande corpo indifferenziato e per tale motivo in esso possono risalire le acque salate profonde. Come è possibile osservare dai profili dei parametri chimico fisici delle acque eseguiti con una sonda multiparametrica in dotazione presso il Dipartimento di Scienze della Terra la salinità cresce considerevolmente con la profondità fino a raggiungere valori molto elevati a 50 metri (intorno a 25000 μs _ cm-1) (allegato 1). Date le modifiche e il miglioramento della sensoristica geofisica per le indagini geoelettriche UNIFE ha deciso di attrezzare uno dei due pozzi con sensori elettrici posizionati alla distanza di due metri l'uno dall'altro fino alla profondità di 50 metri in modo da poter monitorare nel tempo le modificazioni delle caratteristiche chimico-fiche delle acque e verificare l'efficienza della ricarica. Questa scelta consente rispetto alle comuni sonde multiparametriche fisse che forniscono dati puntuali di avere profili delle caratteristiche geoelettriche dell'acquifero e con essi poter migliorare la restituzione delle misure di superficie e quindi ottenere delle mappe 3D del corpo d'acqua dolce che sarà realizzato con la ricarica. Nel secondo pozzo sono stati inseriti tre filtri di cui il primo alla profondità da 18 a 20 metri, un secondo filtro alla profondità da 20 a 23 metri e un terzo filtro da 45
a 48 metri in modo da valutare l'incremento di salinità con la profondità. Sempre mediante sonde portatili con cavo lungo 50 metri è stato possibile produrre profili delle variazioni chimico fisiche delle acque e quindi di caratterizzare l'acquifero salto che si estenda da 17 metri fino a 50 metri senza soluzione di continuità. Le caratteristiche chimico-fisiche delle acque hanno imposto di non istallare in questa fase le sonde multiparametriche per il monitoraggio in quanto l'aggressività delle acque potrebbe comprometterne il funzionamento, inoltre risulta più efficace l'utilizzo delle sonde portatili in quanto consentono di effettuare profili delle variazioni delle caratteristiche chimicofisiche delle acque con la profondità. Due delle sonde previste saranno istallate a monte della ex cava dopo l'esecuzione dei lavori e in base alle definizioni dei tempi di deflusso, mentre la sonda dentro la cava sarà istallata quando le caratteristiche chimico-fisiche delle acque saranno vivine a quelle per la ricarica e una quarta sonda sarà istallata nel canale di trattamento delle acque per l'immissione in pozzo mentre il pozzo attrezzato consentirà di monitorare la risposta dell'acquifero. In aggiunta sono previsti durante le fasi di ricarica misure bisettimanali in modo da fornire le variazioni del profilo geochimico delle acque nel pozzo man mano che si interviene con la ricarica. Non essendovi dati cerci sulle caratteristiche del fondale della cava UNIFE sta procedendo all'acquisto di una imbarcazione con cui poter eseguire le indagini nell'area di cava. Analisi delle acque Sui campioni prelevati si sta procedendo all analisi chimiche attraverso in ICP- MS (spettrometria di Plasma Massa) che è una metodologia che fornisce dati con maggiore precisione ed accuratezza rispetto alle analisi previste mediante TXRD. Questa scelta è stata effettuata in quanto la presenza di Sali non consente analisi ottimali con il metodo TXRD, per cui la scelta di eseguire analisi in ICP- MS anche se più costose migliora il programma di analisi previsto per lo svolgimento del progetto. Inoltre sempre nell area di Copparo si è deciso di dedicare alcune delle analisi allo studio della natura dei Sali all interno delle matrici naturali in quanto importante per capire le ricadute del processo avanzato di salinizzazione che ha interessato l area. Sono state eseguite indagini al SEM e in microraman. L acquisto del microraman sta infatti consentendo di studiare la natura del solido presente in sospensione nelle acque che è una delle maggiori cause di inefficienza degli impianti di ricarica in quanto accumulandosi nel tempo nelle microporosità occlude i micropori impedendo il flusso dell acqua. Si è inoltre proceduto all acquisto di un squartatore essendo necessario suddividere i campioni di sedimento e suolo in aliquote rappresentative per finalizzarle ad analisi sedimentologiche e geochimiche. Anche se non prevista dal progetto si sta procedendo all analisi sedimentologica dei suoli e dei sedimenti che ospitano i corpi acquiferi fornisce dati sulle caratteristiche strutturali tessiturali necessari al modello di ricarica artificiale. Infine dato che l impianto di ricarica artificiale del sito di Copparo consiste di un invaso di cui non si conoscono dimensioni e natura del fondale si è dovuto programmare una campagna batimetrica e l integrazione della campionatura con sedimenti provenienti dal fondale della cava con prelievi effettuati in punti diversi. Per questo motivo si sta procedendo all acquisto di una piccola imbarcazione a utilizzate a tale scopo. Documentazioni e riferimento al report Annex 37 Nello specifico tutte le prime caratterizzazioni dell area, oltre a quelle desunte da studi pregressi, sono stati presentati per il progetto WARBO e fanno riferimento negli Annex 3, 13, 10, 14, 22, 27).