Dott.ssa Patrizia Fenza

Presentazione sul tema: "Dott.ssa Patrizia Fenza"— Transcript della presentazione:

1 Dott.ssa Patrizia Fenza
Università degli studi di Cagliari Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche Dottorato di ricerca in scienze e tecnologie della terra e dell'ambiente (XXIX ciclo) - AA 2014/2015   Valutazione delle risorse idriche sotterranee di acquiferi strategici della Sardegna Dott.ssa Patrizia Fenza Tutor: Prof. Giorgio Ghiglieri Dott.ssa Stefania Da Pelo Dott.ssa Cristina Buttau

2 MODELLO IDROGEOLOGICO TRIDIMENSIONALE
Effettuare uno studio della Risorsa idrica di due acquiferi strategici della Sardegna utilizzando una nuova metodologia MODELLO GEOLOGICO TRIDIMENSIONALE DATI IDROGEOLOGICI MODELLO IDROGEOLOGICO TRIDIMENSIONALE Valutazione delle risorse idriche sotterranee di acquiferi strategici della Sardegna

3 …… Scelta delle Aree Si è scelto di studiare due acquiferi della Sardegna: Acquifero poroso Valle del Cixerri Acquifero carsico Nurra In quanto …… Acquiferi caratterizzati da una certa vulnerabilità dovuta a pressioni, diffuse di grado variabile da basso ad alto di tipo zootecnico, agricolo e residenziale (cit. Relazione generale "Caratterizzazione avanzata dei complessi acquiferi principali (C.A.P.) della Regione Sardegna e individuazione della rete di monitoraggio definitiva (fase 3)”). Complessi acquiferi che presentano situazioni critiche dovute alla presenza di nitrati (Giunta Regionale_Deliberazione n. 1/12 del ) Valutazione delle risorse idriche sotterranee di acquiferi strategici della Sardegna

4 ….Valle del Cixerri Investigare l’acquifero ospitato nelle successioni sedimentarie quaternarie per determinare il campo di moto dell’acquifero e le relazioni con le acque superficiali OBIETTIVO: Due campagne piezometriche (Maggio/Giugno 2015; Dicembre 2015) Campionamento delle acque (superficiali e sotterranee) al fine di valutare le caratteristiche idrogeochimiche delle acque ed il loro grado di contaminazione da nitrati (luglio 2015). METODOLOGIA Valutazione delle risorse idriche sotterranee di acquiferi strategici della Sardegna

5 STUDI GEOLOGICI PRECEDENTI
….Valle del Cixerri l'acquifero quaternario è costituito da: sabbie e ghiaie con livelli meno permeabili STUDI GEOLOGICI PRECEDENTI (Funedda et al., 2009, RAS, 2009b, AA.VV.,1996) depositi più antichi e detriti di versante nelle aree a quote più elevate depositi recenti alluvionali lungo i corsi d’acqua Spessore di circa metri sedimenti quaternari alluvionali spessore medio di 2.6 m (min-max: 1-17 m) INTERPRETAZIONE SEV (CASMEZ-PS25, AA.VV.,1996) Valutazione delle risorse idriche sotterranee di acquiferi strategici della Sardegna

6 Pianificazione della campagna di indagine:
Studio dei dai bibliografici: RAS, 2008, 2009b, ISPRA, 2014 Criteri utilizzati: acquifero captato, posizione all'interno della piana accessibilità. TOTALE POZZI CENSITI 137 Dati acquisiti: data del rilevamento e rilevatori sigla di riferimento coordinate e comune ubicazione dati costruttivi dell'opera livello piezometrico parametri chimico-fisici dell'acqua Centri di pericolo Valutazione delle risorse idriche sotterranee di acquiferi strategici della Sardegna

7 La fase di elaborazione post campagna piezometrica
Conversione delle coordinate del GPS da WGS84 a GaussBoaga, attraverso l’utilizzo del programma traspunto disponibile in free download su Acquisizione della quota altimetrica relativa ad ogni pozzo da quote dal Modello Digitale del Terreno della Regione Sardegna a passo 10m ( foglio 555 e 556). Per estrarre automaticamente le quote dai DEM si è utilizzata la funzione arcGIS "Extract value to Point"; Elaborazione, tramite Programma Surfer ( delle curve isopiezometriche, curve di isoconducibilità e curve di isoconcentrazione dei nitrati. Le curve di isovalori sono state ottenute attraverso l’interpolazione spaziale dei valori puntuali dei singoli parametri (quota piezometrica, conducibilità, e nitrati), utilizzando l’algoritmo Kriging, metodo che meglio si presta all'interpolazione di punti distribuiti in modo non uniforme. Valutazione delle risorse idriche sotterranee di acquiferi strategici della Sardegna

8 ….Campagna piezometrica maggio – giugno 2015
Valutazione delle risorse idriche sotterranee di acquiferi strategici della Sardegna

9 ….Campagna piezometrica dicembre 2015
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10 ….Campagna geochimica 29-31 luglio 2015
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11 CAMPIONAMENTO IDROGEOCHIMICO
Periodo 29 – 31 Luglio 2015 effettuata su 15 pozzi e in 6 stazioni lungo il Rio Cixerri e tributari Analisi in sito: pH (pHmetro Orion 230A) Conducibilità µS/cm (conduttimetro HANNA Combo) Eh mV (Orion star A324 e confrontato con soluzione Zobel) Alcalinità Meq/L di HCO3- Ossigeno disciolto NO3- (kit colorimetrico da campagna), in ppm I campioni sono stati filtrati in situ mediante filtri in policarbonato con pori da 0.2 μm, e successivamente acidificati per le analisi dei metalli. Valutazione delle risorse idriche sotterranee di acquiferi strategici della Sardegna

12 Il bilancio ionico è risultato ≤±5
ICP-MS ICP-OES Ag X Al As B Ba Be Bi Br Ca Cd Cl Co Cr Cu F Fe Ga K Li Mg Mn Mo Na Ni NO2 NO3 Pb Rb S X (come SO4) Se Si Sr Te Tl U V Zn HCO3 Potenziometria con il metodo di GRAN Gli anioni e cationi sono stati determinati mediante: cromatografia ionica ICP-OES ICP-MS Il bilancio ionico è risultato ≤±5 Sanioni Scationi Bilancio CIX 58 4.28 4.19 0.55 CIX 117 5.12 5.23 -0.54 TCIX 2 6.48 6.39 0.36 FCIX 2 6.79 6.68 0.39 TCIX 3 7.29 1.77 CIX 130 8.10 0.00 FCIX 3 9.10 9.30 -0.55 CIX 13 9.46 9.12 0.94 FCIX 1 10.67 10.64 0.08 CIX 10 11.66 11.60 0.14 TCIX 1 12.30 12.43 -0.26 CIX 83 12.82 12.73 0.16 CIX 44 13.67 13.30 0.69 CIX 133 17.16 16.86 0.44 CIX 91 20.40 20.86 -0.57 CIX 26 21.96 22.01 -0.06 CIX 49 23.76 23.84 -0.09 CIX 100 23.25 23.79 -0.58 CIX 75 44.49 46.47 -1.09 CIX 36 47.81 47.49 0.17 CIX 129 52.63 53.10 -0.22 Valutazione delle risorse idriche sotterranee di acquiferi strategici della Sardegna

13 COMPOSIZIONE BICARBONATO-CALCICA COMPOSIZIONE CLORURO-ALCALINA
Le acque superficiali (sotterranee a bassa salinità) COMPOSIZIONE BICARBONATO-CALCICA Le acque sotterranee (con salinità maggiore di 1.3 g/L) COMPOSIZIONE CLORURO-ALCALINA Da notare che all'aumentare della salinità aumenta il contenuto di solfato (SO4) Valutazione delle risorse idriche sotterranee di acquiferi strategici della Sardegna

14 DIAGRAMMA DI STIFF Le acque a minore salinità presentano una facies a bicarbonati prevalenti, bilanciati da calcio, esclusi i campioni CIX 58 e CIX 117 che presentano una facies cloruro sodica. All’aumentare della salinità aumenta la componente alcalina, con l’eccezione del campione CIX 133. Al di sopra di circa 1,3 g/L prevale la facies cloruro sodica e aumentano i solfati  Valutazione delle risorse idriche sotterranee di acquiferi strategici della Sardegna

15 Valutazione delle risorse idriche sotterranee di acquiferi strategici della Sardegna

16 IMPORTANTE CONTRIBUTO DELLE PIOGGE.
Il rapporto Na/Cl, delle acque superficiali e sotterranee, indica valori simili a quelli dell'acqua di mare diluita (Na/Cl=0.86 meq/L) IMPORTANTE CONTRIBUTO DELLE PIOGGE. Valutazione delle risorse idriche sotterranee di acquiferi strategici della Sardegna

17 Camp. Conduc. μS/cm Cl mg/L SO4 mg/L NO3 mg/L NO2 mg/L NH4 mg/L F mg/L
Fe μg/l Mn μg/l Pb μg/l U μg/l TCIX 2 629 69 24 3 0.5 <0.01 0.3 58 37 5.9 0.7 FCIX 2 665 74 27 4 0.4 54 33 5.1 0.8 TCIX 3 742 89 26 5 <0,1 10.4 193 63 2.3 FCIX 3 905 109 6 < 21 2.05 1.03 FCIX 1 1041 131 66 17 0.9 0.2 <4 1.3 TCIX 1 1223 189 40 0.45 11.8 2 0.6 CIX 58 463 81 39 <0.03 CIX 117 580 77 45 11 0.05 CIX 130 805 87 88 CIX 13 918 105 18 10 CIX 10 1145 141 22 1 1.7 CIX 83 1240 195 83 32.2 5.6 CIX 44 1280 175 107 0.07 0.1 365 1.2 CIX 133 1565 204 47 19 0.09 255 3.7 CIX 91 1912 396 159 3.2 CIX 26 2030 338 168 28 3.4 24.8 7.3 CIX 49 2320 455 206 9 CIX 100 2420 465 187 68 < 43 12 1.1 CIX 75 4500 1064 328 153 8.4 < 53 1.54 CIX 36 4600 1244 285 <0.1 2.4 701 CIX 129 5030 1328 344 1.4 <11 Valori soglia acque sotterranee 2500 μS/cm 250 mg/L 50 mg/L 0.5 mg/L 1.5 mg/L 200 μg/l 50 μg/l 10 μg/l μg/l Valori soglia acque superficiali 1000 μS/cm 200 mg/L 4 mg/L 1.7 mg/L 2000 μg/l 1000 μg/l Valutazione delle risorse idriche sotterranee di acquiferi strategici della Sardegna

18 la direzione di flusso principale va da W verso E;
Le curve piezometriche, ottenute durante le due diverse campagne di rilevamento, hanno permesso di ricostruire la morfologia della falda superficiale e le direzioni principali di flusso, da cui risulta che: la direzione di flusso principale va da W verso E; le acque sotterranee alimentano il fiume Cixerri; il fiume Cixerri coincide con l’asse di drenaggio principale; la trasmissività dell'acquifero aumenta verso il centro della valle. L’indagine geochimica ha mostrato che la contaminazione da nitrati è associata alle attività antropiche, quali l'agricoltura, l'allevamento o le fosse settiche. L'inquinamento da nitrati non sembra collegato con il flusso di acqua, ma è un effetto puntuale. Valutazione delle risorse idriche sotterranee di acquiferi strategici della Sardegna

19 ….Nurra Ricostruire la geometria dell'acquifero carsico mesozoico
Valutare la dispersione degli inquinanti nelle acque sotterranee OBIETTIVO: Realizzare un modello geologico-strutturale 3D, integrandolo con informazioni idrogeologiche e geochimiche METODOLOGIA Valutazione delle risorse idriche sotterranee di acquiferi strategici della Sardegna

20 Valutazione delle risorse idriche sotterranee di acquiferi strategici della Sardegna

21 Sette sistemi idrogeologici principali
Per rendere confrontabili i dati litologici di superficie (carte geologiche) e quelli sotterranei (log stratigrafici) CODICE STANDARD scelto per scopi idrogeologici Sette sistemi idrogeologici principali A litologie, aventi la stessa età e con caratteristiche idrogeologiche simili è stato assegnato lo stesso codice standard Valutazione delle risorse idriche sotterranee di acquiferi strategici della Sardegna

22 Valutazione delle risorse idriche sotterranee di acquiferi strategici della Sardegna

23 Sono state create sedici sezioni geologiche ortogonali alle strutture principali :
7 orientate NE-SW; 9 orientate NW-SE. Valutazione delle risorse idriche sotterranee di acquiferi strategici della Sardegna

24 Sono state implementate nel modello le sezioni geologiche;
MODELLO GEOLOGICO 3D realizzato utilizzando il software MOVE 3D della Midland Valley ( Il software è stato utilizzato per creare e verificarne la coerenza del modello geologico tridimensionale. Sono state implementate nel modello le sezioni geologiche; Digitalizzazione degli orizzonti; Sono state eseguite procedure di bilanciamento delle sezioni; Valutazione delle risorse idriche sotterranee di acquiferi strategici della Sardegna

25 Campagna Idrogeochimica progetto KNOW
Il modello geologico 3D realizzato, ha permesso di riprodurre una coerente rappresentazione della geometria delle strutture geologiche che, integrata con i dati idrogeologici ha fornito informazioni utili sulla circolazione delle acque sotterranee. Ghiglieri et al. (2009) modificata Campagna Idrogeochimica progetto KNOW (implementing the Knowledge of NitrOgen in groundWater) Finanziato dalla Legge regionale n. 7/2007 e coordinato dalla Prof.ssa Cidu (per il DSCG - Università di Cagliari) e dal Prof. Ghiglieri (per NRD – Università di Sassari)

26 Da quanto ricostruito risulta che la circolazione idrica sotterranea è influenzata dal sistema di pieghe del Cretaceo medio e da faglie. I risultati hanno evidenziato che l'acquifero Triassico e quello Giurassico sono localmente collegati Valutazione delle risorse idriche sotterranee di acquiferi strategici della Sardegna

27 Lavoro da svolgere nel terzo anno ….
Valle del Cixerri Verificare il grado di dispersione della contaminazione da Nitrati rispetto ai centri di pericolo, in condizioni di ricarica dell’acquifero; Applicazione di metodi parametrici per la definizione della vulnerabilità intrinseca e integrata dell’acquifero; Calcolo del bilancio Idrogeologico; Definizione dei limiti dell'acquifero superficiale; Realizzazione del modello geologico 3D, che incrementato con i dati idrogeologici raccolti aiuterà a mostrare la circolazione idrica sotterranea. Valutazione delle risorse idriche sotterranee di acquiferi strategici della Sardegna

28 Nurra Lavoro da svolgere nel terzo anno ….
Interpretazione delle analisi isotopiche e delle analisi sugli elementi in traccia acquisiti nell’ambito del progetto KNOW; Studio delle dinamiche degli inquinanti nelle acque sotterranee. Valutazione delle risorse idriche sotterranee di acquiferi strategici della Sardegna

29 Tipologia Attività/Corso
CREDITI Tipologia Attività/Corso Titolo corso/Evento Docenti/Ente CFU Corso per dottorandi Micro-corso di progettazione europea Crenos Cattedra JM: Stefano Usai 3 Seminario Workshop “Clima & Incendi” Collana di Seminari per la Valorizzazione dei Risultati della Ricerca - CRS4 0.5 "Experiences of Integrated Water Management to Combat Desertification” NRD - Università di Sassari 0.8 Congresso Nazionale V Congresso Nazionale AIGA 2015 Associazione Italiana di Geologia Applicata e Ambientale (A.I.G.A.) 1 Presentazione congresso Nazionale Tutoraggio Universitario Modulo di Cartografia del Corso di Geografia Fisica e Cartografia del Corso di Laurea in Scienze Geologiche Prof. Angelo Ibba 2 Assistenza Tesi Tesi Magistrale Claudio Orrù Dip. Scienze Chimiche e Geologiche Università degli Studi di Cagliari 6 Tot. 16.3 Valutazione delle risorse idriche sotterranee di acquiferi strategici della Sardegna

30 GRAZIE PER L’ATTENZIONE