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Protezione idrogeologica di sorgenti in acquiferi fratturati non carsici

Piccinini Leonardo De Nardo Maria Teresa Filippini Maria Segadelli Stefano Vincenzi Valentina Gargini Alessandro
Articolo Immagine
ISSN:
1121-9041
Rivista:
GEAM
Anno:
2014
Numero:
143
Fascicolo:
GEAM N.143/2014

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L’articolo tratta della delimitazione delle aree di salvaguardia e di alimentazione di sorgenti in acquiferi fratturati non carsici, in particolare in contesti di hard rock aquifers sedimentari caratterizzati da elevata eterogeneità ed anisotropia nella distribuzione di permeabilità (litologie arenitiche dell’Appennino Settentrionale). Viene proposta la modellazione numerica del flusso di falda, con approccio del Mezzo Poroso Equivalente (Equivalent Porous Medium; EPM), come metodologia più robusta e fisicamente basata, purché supportata dalla ricostruzione del modello geologico locale attraverso un rilievo geologico di dettaglio dell’area di indagine e da un monitoraggio in continuo delle portate fluenti secondo una serie storica significativa. L’applicazione al caso di studio, rappresentato da una sorgente di importanza acquedottistica primaria ed al tempo stesso una emergenza di valore naturalistico definibile come Groundwater Dependent Ecosytem (GDE) viene preceduta dalla disamina delle varie metodologie esistenti per la definizione delle aree di salvaguardia di sorgenti in contesti non carsici. L’area di probabile alimentazione della sorgente, derivata attraverso modellazione numerica, presenta un’estensione di circa 2.40 km2, ed è in grado di produrre una portata media alla sorgente di 12.43 l/s. Le zone di rispetto della sorgente sono state delineate attraverso l’inviluppo delle isocrone di 60 e 365 giorni. La loro estensione risulta, rispettivamente, pari all’1.6% ed all’11.4% dell’area di ricarica. Infine, il coefficiente di infiltrazione, calcolato sul bacino di alimentazione, risulta pari al 17%. Al termine dell’articolo viene proposta una metodologia di definizione delle aree di salvaguardia di tutte le sorgenti destinate al consumo umano e di importanza idrogeologica significativa presenti all’interno di un territorio montano con acquiferi fratturati non carsici. Parole chiave: Appennino Settentrionale, acquifero fratturato, sorgente, modellazione idrogeologica, aree di salvaguardia.

Hydrogeological protection of non karstic fractured aquifers 

The paper deals about the mapping of contribution and well-head protection areas for springs discharging out from non karstic fractured aquifers. In the specific case we refer to mainly sedimentary hard rock aquifers occurring in Northern Apennines (Italy): they are represented by turbidites and arenites, and by ophiolites at a lower extent, characterized by high heterogeneity and anisotropy in the hydraulic conductivity distribution. Groundwater flow numerical modeling, by the adoption of Equivalent Porous Medium (EPM) approach, is presented as the most suited and robust tool in order to locate, according to a physically based approach, contribution and protection areas of springs; the main mandatory prerequisites are the availability of a reliable geological model derived from a detailed geological survey of the area and the occurrence of multi-year time series of continuous monitoring of spring discharge. The presented case study is about a main public water supply spring and, at the same time, a Groundwater Dependent Ecosystems (GDE) of paramount importance in the area. The application is preceded by a review of different methodologies employed to map non karstic spring contribution and protection areas, updated with recent references. The recharge area derived by numerical modeling has an extension of about 2.40 km2, this area produces an average spring flow rate of 12.43 l/s. Spring protection areas were defined by the envelop of the 60 days and 365 days travel times. Their extensions are, respectively, 1.6% and 11.4% of the recharge area. Finally, the infiltration coefficient, above the contribution area, resulted equal to 17%. At the end of the article a hybrid methodology to map contribution and protection areas of springs in a mountainous non karstic setting is proposed. Keywords: Northern Apennines, fractured aquifer, spring, groundwater modeling, spring protection areas.

Protection hydrogéologique des sources localisées dans des aquifères fracturés non karstiques

L’article traite de la délimitation des aires protégées et d’alimentation des sources des aquifères fracturés non-karstiques. Le cas développé est celui des aquifères à roches sédimentaires indurées de la région septentrionale des Apennins, dont la distribution de perméabilité est hétérogène et anisotrope. Afin de modéliser la circulation des eaux souterraines dans cette environnement, reconnu comme source primordiale d’approvisionnement et zone prioritaire d’urgence naturelle Groundwater Dependent Ecosystem (GDE), nous appliquons la méthode Equivalent Milieu Poreux (EMP), qui repose sur un relevé géologique détaillé de la zone et sur un contrôle continu de ses taux d’écoulement. Les différentes méthodes mises au point antérieurement pour définir les aires protégées des sources non-karstiques sont préalablement discutées. L’aire d’alimentation modélisée a une extension d’environ 2.40 km2, cette région est en capacité de produire un débit moyen de la source allant jusqu’à 12.43 l/s. L’étude du tracé des isochrones de 60 et 365 jours nous permet de délimiter les zones tampons. Leurs extensions correspondent, respectivement, à 1,6% et 11,4% de la surface de recharge. Enfin, le coefficient d’infiltration, calculé sur le bassin d’alimentation, est égale à 17%. Nous concluons notre étude par une proposition méthodologique, permettant de définir les zones protégées de toutes les sources destinées à la consommation humaine présentes dans des territoires montagneux à aquifères fracturés non karstiques. Mots clés: Apennins Septentrional, aquifère fracturé, source d'eaux, modelisation hydrogéologique, zone de protection.  

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