Fenomeni di flusso e di trasporto di massa di acquiferi porosi: l'acquifero indifferenziato del bacino del Brenta

L'insorgere sempre più frequente di eventi di contaminazione nelle acque sotterranee dell'acquifero indifferenziato del fiume Brenta, dei quali non si riusciva a comprendere l'origine ed il destino, ha posto l'attenzione sulla definizione dei meccanismi di ricarica, di flusso idrico e di trasporto dell'acquifero stesso. Il territorio dell'alta pianura è caratterizzato da una falda freatica, contenuta in un mezzo a matrice ghiaiosa. Esso rappresenta l'area di ricarica dell'intero sistema idrogeologico della pianura padanoveneta ed evolve verso S in un sistema multifalde. La dispersione del reticolo idrografico superficiale è sempre stata considerata l'agente principale di ricarica dell'acquifero. Tale ipotesi non trova giustificazione alla luce dell'interpretazione attuale dei tutti i dati pregressi. Lo studio ha utilizzato le serie storiche idrologiche esistenti (portate del Brenta, livelli piezometrici, precipitazioni) procedendo con l'analisi statistica della risposta dell'acquifero alle variazioni di portata del fiume Brenta, delle correlazioni tra gli input (precipitazioni e portate del fiume) e la piezometria, del trend di depauperamento e delle stagionalità riscontrate negli idrogrammi freatimetrici. L'analisi dei dati pregressi ha evidenziato l'insufficienza del modello concettuale preesistente ed ha suggerito l'esistenza di un flusso di base proveniente dai sistemi prealpini carsificati attraverso le tettonizzate formazioni marnose-arenacee e vulcaniche circumpadaniche. A tale flusso, caratterizzato da acque 'vecchie' elettricamente conducibili, si sovrappongono le acque a bassa conducibilità elettrica legate alla ricarica 'attuale' del Brenta. Dall'analisi delle serie storiche è emersa una ciclicità ventennale, caratterizzante le portate del Brenta ed i livelli freatimetrici, che conferma un depauperamento della risorsa idrica sotterranea. Il ritorno ciclico a livelli piezometrici più elevati favorisce la rimobilizzazione ed il trasporto di antichi inquinamenti rimasti bloccati nella ZNS. L'applicazione di un modello matematico per la simulazione del flusso di acque sotterranee (MODFLOW) ha confermato l'azione di governo esercitato dall'acquifero profondo del massiccio carsico sulla falda dell'acquifero indifferenziato, ed ha permesso di osservare la risposta della piezometria al variare degli agenti di ricarica. La definizione di due agenti principali di ricarica dell'acquifero, caratterizzati da due diversi carichi idrostatici e due diverse direzioni di flusso, aumenta l'incertezza relativa alla direzione di flusso e di trasporto di eventuali contaminanti in falda e favorisce l'estendersi della nube di contaminazione. E' altresì emersa la necessità di predisporre una rete di monitoraggio pensata per la conoscenza non solo della falda, bensì dell'intero sistema, comprendendo anche quei fattori (Brenta e massiccio carbonatico, in primo luogo) che agiscono come forzanti sull'idrodinamica sotterranea. L'aver evidenziato l'esistenza di connessioni tra le acque profonde dei sistemi prealpini e la falda indifferenziata di alta pianura mette in risalto l'importanza degli acquiferi profondi dei sistemi carsici quali risorse strategiche. The increasing appearance of contamination phenomena in the Brenta River unconfined aquifer, whose origins and fates where unknown, has brought the attention on the definition of replenishment, flow and transport mechanisms of the aquifer itself at a time. The Fore-Alp piedmont plane is marked by a freatic aquifer, contained in a gravel matrix mean. It represents the recharge area of the whole Padano-Veneta Plane hydrological system and it develops towards S in a multi-aquifer system. In literature, the dispersion of the superficial hydrographic network was always regarded as the main actor for the aquifer replenishment. This theory, nowadays, is not reliable anymore. For this reason it has been necessary to take into account the role of the deep supply coming from surrounding Karstic massifs. This research used existing hydrological time series (Brenta discharge, piezometric level, precipitation) to analyse the following aspects: the aquifer response to the variations on the Brenta River discharge; the existing correlation between input (precipitation and river discharge) and 7piezometry; the depletion trend and seasonality observed on the piezometric hydrographs. The analysis of the existing data set pointed out the inadequacy of the pre-existent conceptual model and suggested the existence of a basic flow proceeding from pre-Alpine Karstic systems through tectonic marl-clay and volcanic circum-Padanic formations. On this flow, marked by electrically conductive water, is superimposed another flow proceeding from the Brenta discharge, marked by low conductive water. Time series analysis have shown a twenty-year seasonality that characterise the Brenta discharge of the and the piezometric levels. This confirms the groundwater resource depletion. The recurrence towards higher piezometric levels, due to the observed seasonality, helps the remobilization of ancient pollutants blocked in the unsaturated zone. The use of a mathematical model for the simulation of groundwater flow (MODFLOW) demonstrated the control action exerted by the Karstic massifs deep aquifer on the unconfined aquifer; besides, it allowed the observation of the piezometric response to the variation of the recharge factors. The definition of the two main aquifer recharging factors, marked by different piezometric heads and two different flow directions, increases the uncertainty related to the flow direction and transport of prospective contamination in the aquifer. This supports as well the sprawl of the contamination plume. Likewise, these considerations have risen the need for a monitoring network conceived not only to know the aquifer trends, but also to control the dynamics of the whole system, comprising as well those factors (mainly Brenta River and Karstic massif) that act on the underground hydrodynamic. Highlighting the existence of relationships between Alpine systems growndwater and the unconfined high-plane aquifer shows up the importance of Karstic deep aquifer systems as strategic groundwater resources.