Università degli Studi della Basilicata
Geoscienze e Rischi NaturaliPotenza 4-5 Marzo 2009
Processi di degrado quantitativo eProcessi di degrado quantitativo evulnerabilitvulnerabilitàà all'inquinamento di risorse idriche sotterranee all'inquinamento di risorse idriche sotterranee
in grandi acquiferi carsici nel bacino del Mediterraneo.in grandi acquiferi carsici nel bacino del Mediterraneo.
Francesco SdaoDipartimento di Strutture, Geotecnica, Geologia Applicata
Principali temi di ricerca di idrogeologia applicata agli acquiferi carsici nel bacino del Mediterraneo
1. definizione dei caratteri idrogeologici e idrodinamici, bilancioidrogeologico e valutazione dei caratteri di vulnerabilità intrinseca all’inquinamento di importanti acquiferi carsici presenti nel bacino centrale ed orientale del Mediterraneo, ed in particolare nell’Appennino lucano e in aree della Grecia.
2. individuazione delle relazioni esistenti fra cambiamenti climatici, a breve e medio termine, e disponibilità di risorse idriche sotterranee in aree peninsulari del bacino del Mediterraneo, in Basilicata (Sorgenti dei Monti di Lauria e dell’alta Val Basento) e in Grecia (Sorgenti della Tessaglia Centrale).
3. Individuazione delle cause del degrado qualitativo (intrusione salina, processi di inquinamento, interazioni acqua-roccia) di risorse idriche sotterranee presenti in significativi acquiferi carbonatici dell’Isola di Creta (bacini dei Fiumi Geropotamos e Keritis)
Strutture di ricerca e ricercatori coinvolti nelle ricerche
Dipartimento di Strutture, Geotecnica, Geologia Applicata UNIBAS
Francesco SDAO & Stefania Pascale
Dipartimento di Chimica e di Scienze Geologiche UNIBAS
Giovanni Mongelli, Serena Parisi & Michele Paternoster
Dipartimento di Scienze della Terra - Università di Ferrara
Dimitra Rapti
Department of Natural Resources & Environment, Technological Educational Institute of Crete, Greece.
Pantelis SoupiosNikolaos Symantiris
Despina Kalisperi
Institute for the Environment, Brunel University, UK
Steve Kershaw
School of Earth & Environmental Sciences, University of Portsmouth, UK
Derek Rust
Bacino del KeritisBacino del Geropotamos
Acquiferi carsici studiati nel bacino del Mediterraneo
Lauria
Alta Val D’AgriAlta Val Basento
Catena del Pollino
Corfù
Tessaglia
Tipi di rischio di degrado delle risorse idriche sotterranee
Il rischio d’inquinamento degli acquiferi può essere inteso come la probabilità di conseguenze negative sulla collettività dovute al degrado qualitativo delle risorse idriche sotterranee prodotto da un evento inquinante di data intensità e distribuzione spazio-temporale (SDAO, 1999).
RISCHIO
DANNO POTENZIALE
POTENZIALE = Epsar x Vsar x V sarα
VALUTAZIONE DEL RISCHIO D’INQUINAMENTO DELLE RISORSE IDRICHE SOTTERRANEE
EVENTO
Soggetto a rischio (Sar)
Pericolo territoriale[CDP,Indice di pericolosità]
E sarp
Vulnerabilità (Sar)[Vulnerabilità intrinseca
Esposizione soggetti a rischio]
Valore Socio-economico Sar[Qualità di base, Qb valore relativo V ]se
CIVITA, 1999
La vulnerabilità intrinseca o naturale può essere definita come la suscettibilità specifica dei sistemi acquiferi, nelle loro diverse parti componenti e nelle diverse situazioni idrodinamiche e geometriche, ad ingerire e a diffondere, anche mitigandone gli effetti, un inquinante fluido o idroveicolato, tale da produrre impatto sulla qualità dell'acqua sotterranea, nel tempo e nello spazio (Civita 1987).
Carta della vulnerabilità intrinseca degli acquiferi carbonatici dell’alta valle del Fiume Basento in Basilicata – metodo GNDCI, CNR (Sdao &
Rapti, 2004).
Carta geologica Carta idrogeologica
Carta di vulnerabilità intrinseca degli acquiferi di Monte Pierfaone –Monte Arioso (Metodo GNDCI, CNR – Civita 1990, Sdao 2006)
Vulnerabilità intrinseca all’inquinamento dell’idrostruttura carbonatica di Temploni – Gouvia (isola di Corfù) Sdao et al., 2006
1: Alluvial deposits; 2: marls (Miocene-Pliocene); 3: calcareous breccias (Cretaceous); 4: Vigla Limestones (Jurassic); 5: Posidonia shales (Jurassic); Foustapidima Limestones (Triassic); 7: dolomitic limestones (Triassic), 8: Fault, 9. Overthrust, 10 Landfill, 11: Spring; 12: well; 13: dolines; 14: lake; 15:groundwater flow direction
Carte geologica ed idrogeologica
Carta di vulnerabilità intrinseca all’inquinamento
Caratteri idrogeochimici e processi di salinizzazione delle acquCaratteri idrogeochimici e processi di salinizzazione delle acque e sotterranee degli acquiferi carbonatici e carsici del Bacino desotterranee degli acquiferi carbonatici e carsici del Bacino del Fiume l Fiume
Geropotamos (Grecia, Creta)Geropotamos (Grecia, Creta)
545000
545000
550000
550000
555000
555000
560000
560000
565000
565000
570000
570000
575000
575000
580000
580000
3900
000
3905
000
3905
000
3910
000
3910
000
3915
000
3915
000
3920
000 Ì
0 7.53.75Kilometers
Geropotamos Watershed
Drainage Network Geropotamos River
IDROSTRUTTURA CARBONATICA IDROSTRUTTURA CARBONATICA COSTIERA CHE COSTIERA CHE
CONTRADDISTINGUE LA PORZIONE CONTRADDISTINGUE LA PORZIONE TERMINALE DEL BACINO FLUVIALE TERMINALE DEL BACINO FLUVIALE
DEL GERAPOTAMOS, UBICATO DEL GERAPOTAMOS, UBICATO NELLA PORZIONE CENTRONELLA PORZIONE CENTRO--
SETTENTRIONALE DELLSETTENTRIONALE DELL’’ISOLA DI ISOLA DI CRETA, GRECIACRETA, GRECIA.
40km40km22
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!!G-81
G-80
G-63
G-59
G-56G-55
G-53G-52G-50
G-44G-40G-39
G-20
G-18G-17
G-15
G-12G-10
G-09G-06
G-01
Sweet-SPRINGSalty-SPRING
555000
555000
560000
560000
565000
565000
570000
570000
3915
000
3915
000
3920
000
3920
000
Geological map of Geropotamos River Basin
FAULTS
visiblepossible
(( (( thrustCoast line
Geropotamos WatershedGeropotamos River
LEGEND
Study Area
0 94.5Kilometers
Alluvial Deposits
Banded recrystallized dolomitic stromatolites (Ionios Nappe)
Biogenic Limestones, Marls, Clays & Conglomerates (Miocene)
Clastic-biomicritic Limestones (Tripolis Nappe)
Crystalline & Dolomitic Limestone (Tripolis Nappe)
Dolomites & Dolomitic Limestones (Ionios Nappe)
Limestones & Dolomites (Tripolis Nappe)
Marine Deposits (Pliocene - Pleistocene)
Orthorocks (Phyllites)
Phyllites-Quartzites
Shales (Tripolis nappe)! Sampling points
µCARATTERI GEOLOGICI DEL GEROPOTAMOS RIVER BASIN, GRECIA, CRETACARATTERI GEOLOGICI DEL GEROPOTAMOS RIVER BASIN, GRECIA, CRETA
6 km6 km
8 km8 km
(( ((((
550000
550000
555000
555000
560000
560000
565000
565000
570000
570000
575000
575000
580000
580000
3910
000
3910
000
3915
000
3915
000
3920
000
3920
000
3925
000
3925
000µ
0 94.5Kilometers
FAULTS
visiblepossible
(( (( thrust
LEGEND
Coast line
Geropotamos WatershedGeropotamos River
Study Area
HYDROGEOLOGICAL COMPLEXESDeposits, medium-low permeabilityGranural deposits, fluctuating permeablilityGranural, low-vlow permeabilityKarstic, high-medium permeabilityKarstic, medium-low permeabilityImpermeable or selective low-vlow permeabilityImpermeable, low-vlow permeability
HYDROGEOLOGICAL MAP OFGEROPOTAMOS BASIN
(GREECE, CRETE)3930
000
3930
000
IDROGEOLOGIA DEL BACINO DEL GEROPOTAMOS IDROGEOLOGIA DEL BACINO DEL GEROPOTAMOS –– (GRECIA, CRETA)(GRECIA, CRETA)
IN TALE IDROSTRUTTURA CARBONATICA, IN GRAN PARTE MODELLATA NELLEIN TALE IDROSTRUTTURA CARBONATICA, IN GRAN PARTE MODELLATA NELLEROCCE CARBONATICHE, FESSURATE E CARSICHE DELLA FORMAZIONE ROCCE CARBONATICHE, FESSURATE E CARSICHE DELLA FORMAZIONE
TRIPOLIS E INONIAN NAPPES, DEFLUISCONO ABBONDANTI ACQUE TRIPOLIS E INONIAN NAPPES, DEFLUISCONO ABBONDANTI ACQUE SOTTERRANEE DESTINATE SIA AL CONSUMO POTABILE CHE SOTTERRANEE DESTINATE SIA AL CONSUMO POTABILE CHE
ALLALL’’AGRICOLTURA. AGRICOLTURA.
GEOCHIMICA ELEMENTALE DELLE ACQUE SOTTERRANEE DEL GEROPOTAMOS BAGEOCHIMICA ELEMENTALE DELLE ACQUE SOTTERRANEE DEL GEROPOTAMOS BASINSIN
((
(( ((((
!!
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!!G-81
G-80
G-63
G-59
G-56G-55
G-53G-52G-50
G-44G-40G-39
G-20
G-18G-17
G-15
G-12G-10
G-09G-06
G-01
Sweet-SPRINGSalty-SPRING
555000
555000
560000
560000
565000
565000
570000
570000
3915
000
3915
000
3920
000
3920
000
Geological map of Geropotamos River Basin
0 94.5Kilometers
µ FAULTS
visiblepossible
(( (( thrustCoast line
Geropotamos WatershedGeropotamos River
LEGEND
Study Area! Sampling points
Alluvial Deposits
Banded recrystallized dolomitic stromatolites (Ionios Nappe)
Biogenic Limestones, Marls, Clays & Conglomerates (Miocene)
Clastic-biomicritic Limestones (Tripolis Nappe)
Crystalline & Dolomitic Limestone (Tripolis Nappe)
Dolomites & Dolomitic Limestones (Ionios Nappe)
Limestones & Dolomites (Tripolis Nappe)
Marine Deposits (Pliocene - Pleistocene)
Orthorocks (Phyllites)
Phyllites-Quartzites
Shales (Tripolis nappe)
FACIES IDROGEOCHIMICHE:FACIES IDROGEOCHIMICHE:
1.1. BICARBONATICABICARBONATICA--ALCALINAALCALINA2.2. BICARBONATICABICARBONATICA--ALCALINOALCALINO--TERROSATERROSA
3.3. CLORUROCLORURO--SODICASODICA
EVOLUZIONE CARATTERI COMPOSITIVI DELLE ACQUE SOTTERRANEEEVOLUZIONE CARATTERI COMPOSITIVI DELLE ACQUE SOTTERRANEE
((
((((
(( ((((
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G-81
G-80
G-63
G-59
G-56G-55
G-53G-52
G-50
G-44G-40G-39
G-20
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G-15
G-12G-10
G-09G-06
G-05G-01
Sweet-SPRINGSalty-SPRING
560000
560000
565000
565000
3915
000
3915
000
3920
000
3920
000
Stiff map: distribution of major ions
0 94.5Kilometers
µ
1
23
OPEN PROBLEMS:OPEN PROBLEMS:INTRUSIONE SALINA o INTERAZIONE ACQUE CON EVAPORITI MIOCENICHE?INTRUSIONE SALINA o INTERAZIONE ACQUE CON EVAPORITI MIOCENICHE?
•• LL’’ELEVATA SALINITELEVATA SALINITÀÀ DELLE ACQUE SOTTERRANEE DELLE ACQUE SOTTERRANEE ÈÈ DOVUTA ALLDOVUTA ALL’’INTERAZIONE INTERAZIONE DELLE STESSE CON LE EVAPORITI MIOCENICHE O I PROCESSI DI INTRUSIDELLE STESSE CON LE EVAPORITI MIOCENICHE O I PROCESSI DI INTRUSIONE ONE MARINA COMPORTANO UN DEGRADO QUALITATIVO DELLE ACQUE? MARINA COMPORTANO UN DEGRADO QUALITATIVO DELLE ACQUE?
((
((((
((
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!
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G-81
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G-63
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G-56G-55
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G-20
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G-15
G-12
G-10
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G-05G-01
Sweet-SPRINGSalty-SPRING
560000
560000
565000
565000
3915
000
3915
000
3920
000
3920
000
0 94.5Kilometers
µ pH values map6.77 - 6.87
6.88 - 6.94
6.95 - 7.00
7.01 - 7.04
7.05 - 7.06
7.07 - 7.08
7.09 - 7.11
7.12 - 7.13
7.14 - 7.16
7.17 - 7.20
7.21 - 7.23
7.24 - 7.28
7.29 - 7.36
7.37 - 7.47
7.48 - 7.68
MAPPE DI DISTRIBUZIONE: pH; CONDUCIBILITMAPPE DI DISTRIBUZIONE: pH; CONDUCIBILITÀÀ ELETTRICA; PRINCIPALI IONI DISCIOLTIELETTRICA; PRINCIPALI IONI DISCIOLTI
COME COME ÈÈ POSSIBILE NOTARE, I POSSIBILE NOTARE, I VALORI DI CONDUCIBILITVALORI DI CONDUCIBILITÀÀ, Cl, Na e , Cl, Na e
SOSO44 SONO FORTEMENTE SONO FORTEMENTE CORRELATI TRA LOROCORRELATI TRA LORO
I SETTORE PROSSIMI I SETTORE PROSSIMI ALLALL’’AREA DI COSTA AREA DI COSTA
SONO CARATTERIZZATI SONO CARATTERIZZATI DA ELEVATE DA ELEVATE
CONCENTRAZIONI DI IONI CONCENTRAZIONI DI IONI DISCIOLTIDISCIOLTI
LE ACQUE QUINDI LE ACQUE QUINDI PRESENTANO UN PRESENTANO UN
ELEVATO DEGRADO ELEVATO DEGRADO QUALITATIVO, QUALITATIVO,
PROBABILMENTE DOVUTO PROBABILMENTE DOVUTO AD INGENTI PROCESSI DI AD INGENTI PROCESSI DI
INTRUSIONE MARINAINTRUSIONE MARINA
DATI PRELIMINARI: PERCHDATI PRELIMINARI: PERCHÉÉ INTRUSIONE MARINA E NON INTRUSIONE MARINA E NON INTERAZIONE ACQUE CON EVAPORITI MIOCENICHE? INTERAZIONE ACQUE CON EVAPORITI MIOCENICHE?
Degrado quantitativo delle RIS nel Bacini del Mediterraneo: Cause naturali (cambiamenti climatici) o antropiche?
Acquiferi carbonatici della Tessaglia orientaleAcquiferi carbonatici della Tessaglia orientale
Schematic hydro-lithological map: 1) Holocene alluvial deposits; 2) Late Pleistocene alluvial deposits; 3) Paleocene flysch and marls of the Pelagonian zone; 4) ophiolites; 5) crystalline metamorphic basement; 6) limestones; 7) fault; 8) karstic spring.
Sorgenti esaminate:
1. Sorgente di Yperia Krini
2. Sorgente di Mati Tirnavou
3. Sorgente di Voula
Sorgente di Yperia KriniSorgente di Yperia Krini
Schematic geological and structural map of the broader study area. 1) Yperia Krini source; 2) normal faults; 3) thrusts; 4) Holocene alluvial deposits; 5) Late Pleistocene Red Beds; 6) Pliocene fluvio-lacustrine deposits; 7) Cretaceous terrigenous sediments; 8) Cretaceous limestones; 9) ophiolitic rocks.
La sorgente di Yperia Krini, già attiva nel periodo ellenistico, dal 1989 ha subito un drammatico decremento delle portate, legato sia a cambiamenti nel regime delle precipitazioni sia, soprattutto al sovrasfruttamento dell’acquifero.
XIX sec.
Portate idriche sorgente
(1973 – 1995)
Confronto fra portate sorgente Yperia Krini e piogge medie annue
0
10
20
30
40
50
60
1974
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
anni
sogg
iace
nza
(m)
SR-63
0
10
20
30
40
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60
70
80
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1974
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1977
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1979
1980
1981
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1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
anni
sogg
iacen
za (m
)
PZ 15
Soggiacenza dell’acquifero carbonatico negli anni 1974 - 1995 in due pozzi limitrofi alla sorgente.
Degrado quantitativo delle RIS in Basilicata e cambiamenti climatici a medio – breve termine
Nome acquiferoNome sorgente
portata Portata
media(l/s) 1937
Media (l/s) 1987
Monte Sirino Sirino 131 70
Monte Sirino Timpa di Felci 274 85
Monte Sirino Bramafarina 19,7 2
Monte Sirino Chiotto 45,0 5,0
Monte Sirino (Sorgituro di) Niella 94,1 52
Monte Sirino Petina Piana 17,6 8,7
Acquifero del Monte Sirino : 1937 e nel 1987.
Variazioni delle portate idriche delle principali sorgenti dell’Alta Valle del Fiume Agri nel periodo 1983 – 1991 (Rapti & Sdao, 2004).
Monti di Lauria: sorgente Caffaro Mandarino
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
01/01/05 20/07/05 05/02/06 24/08/06 12/03/07 28/09/07
time (days)
Q (m
c/s)
Caffaro
Q=0.867 mc/sSD=0.144 mc/sCV=0.166
Q=0.5089 mc/sQ=0.383 (-0.125) mc/sSD=0.067 mc/sCV=0.174
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
0.6
0.65
0.7
0.75
tim e (day s)
Dis
char
ge (m
c/s)
Portate giornaliereMonitoring starting the 3th of April 2005
= 0.475
N
EW
S
50 0 50 Kilometers
1920-1929 Annual Rainfall ︵mm/anno ︶
400 - 600600 - 800800 - 10001000 - 12001200 - 14001400 - 16001600 - 18001800 - 20002000 - 22002200 - 2500No Data
1980-19891970-19791960-19691950-1959
1940-19491930-1939
Precipitazione media annuale (mm/anno) _ 1920 - 1989
Variazioni delle piogge nel periodo 1920 -1990
Variazioni delle piogge annuali
La riduzione maggiore di piogge si ha nella parte centrale e centro-settentrionale della Basilicata, con particolare riferimento all’alta Val Basento.
201950
501920901950
−
−− −Y
YY
Alta Val Basento: diminuzione delle portate delle sorgenti di Fossa Cupa e di San Michele e cambiamenti climatici
(1969-1999)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic
P (m
m)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Q (l
/sec
)
P(mm) Q (l/s)
Sorgente San Michele
(1969-1999)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic
P (m
m)
0
20
40
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120
140
160
180
Q (l
/sec
)
P (mm) Q (l/s)
Sorgenti Fossa Cupa
Riduzioni delle portate idriche / variazioni climatiche (1969 – 1995)
Sorgenti Fossa Cupa
0
20
40
60
80
100
120
140
1969
1971
1973
1975
1977
1979
1981
1983
1985
1987
1989
1991
1993
1995
port
ata
(l/s)
Portate medie annue (1969 - 1995) Trend delle portate idriche
0100200300400500600700800900
1000
1969
1971
1973
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1977
1979
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1985
1987
1989
1991
1993
Piog
ge (m
m)
Piogge medie annue 1969 - 1995 Trend delle piogge medie annue
Fronte sorgentizio di San Michele
0100200300400500600700800900
1000
1969
1971
1973
1975
1977
1979
1981
1983
1985
1987
1989
1991
1993
1995
1997
Piog
ge (m
m)
Piogge medie annue 1969 - 1995 Trend delle piogge medie annue
0
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100
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160
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1975
1977
1979
1981
1983
1985
1987
1989
1991
1993
1995
1997
port
ata
(l/s)
Portate medie annue (1969 - 1995) Trend delle portate idriche
0
50
100
150
200
250
Anni
Porta
te (l
/s)
Portate medie mensili (1969 - 1998) Trend delle portate medie mensili
CONCLUSIONI
Nel 1995, Serageldin (vice presidente banca mondiale) ebbe a dire “ se le guerre del XX secolo sono state combattute per il petrolio, quelle del XXI secolo avranno come oggetto del contendere l’acqua.
1. Nel 1998, 28 paesi erano afflitti da problemi idrici e/o da scarsitàd’acqua, nel 2025, secondo le previsioni i paesi saranno ben 56.
2. Nel 1998, il numero di persone che soffrivano la sete è dell’ordine di 131 milioni, nel 2025 probabilmente saranno 817 milioni.
Acque di vita , antico inno del Rig Veda
Acque, siete voi a darci la forza della vita.Aiutateci a trovare nutrimento,Così che ci tocchi grande gioia………Per il nostro benessere, che le dee siano un aiuto per noi,Siano le acque per noi bevanda…… a Agni, pieno di umorivieni ad inondarmi con il tuo splendore.
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