Surface water - groundwater interactions in transmition enviroments: the Rio de la Plata coastal plain, Argentina

La pianura costiera del Rio de la Piata ed il suo sistema di flusso sotterraneo sono considerati un'area terminale del deflusso, anche se lavori recenti hanno dimostrato che si verificano processi quali ricarica focalizzata, mescolamento d'acque, e processi geochimici. Il NE della Provincia di Buenos Aires è caratterizzato dalla presenza di un sistema multi-falde: i due membri superiori sono sfruttati per approvvigionamento d'acqua, in particolare l'acquifero semiconfinato Puelche. In quest'ultimo si verifica un'inversione dei gradienti idraulici. L'acqua sotterranea nella pianura costiera è d'origine marina e salmastra, prodotto di una trasgressione verifìcatasi circa 7.000 anni fa. In questo lavoro isotopi ambientali 18O, 2H e 3H sono stati utilizzati, congiuntamente ad analisi geochimiche e a carotaggi elettrici, per determinare l'esistenza di una ricarica dal Rio de la Piata al sistema acquifero. Il trizio, in particolare, essendo parte della molecola d'acqua e registrando il fiume valori sopra il fondo naturale a causa della presenza a monte di una centrale nucleare, è utilizzato come tracciante nello studio del contributo dell'acqua superficiale alla ricarica. Lo studio ha evidenziato che i due membri più superficiali del sistema acquifero sono ricaricati dal fiume. Per il semi-confinato Puelche, la ricarica avviene attraverso i sedimenti del fondo fiume mediante afflussi laterali, a causa della perdita di carico della falda, indotta dallo sfruttamento a monte. Per l'acquifero Epipuelche, la ricarica dal fiume avviene secondo due modi diversi: filtrazione verticale e afflussi laterali. Nel primo caso gli acquitrini sviluppati nella zona umida, che si comportano come bacini di ricarica, ricevono acqua dal fiume durante le esondazioni e le maree straordinarie. Nel secondo caso i depositi sabbiosi della barra laterale risentono dell'onda di marea che inverte in modo transitorio i gradienti piezometrici, creando afflussi laterali e una zona di mescolamento che in profondità passa tramite un'interfaccia diffusa alle acque più saline della trasgressione marina. Lo studio ha evidenziato che la pianura costiera non è soltanto la zona terminale del deflusso, ma è parte attiva del ciclo idrologico, costituendo un'area tampone fra le due fonti più importanti d'acqua potabile, il Rio de la Piata e l'acquifero Puelche. Considerando che l'acqua del fiume riceve è discariche della rete fognaria e gli effluenti delle industrie localizzate nel suo bacino, sono stati individuati problemi nella qualità delle acque ed inquinamento dei sedimenti del letto del fiume. La ricarica naturale o indotta degli acquiferi con acque inquinate costituisce un ulteriore problema di qualità aggiunto a quello delle acque sotterranee naturalmente salmastre della pianura costiera. [Parole chiave: Rio de la Piata, acquifero libero, acquifero semi-confinato, Trizio, isotopi ambientali, ricarica, aqcua superficiale] The Rio de la Plata coastal Plain, and its shallow clastic coastal flow system, are considered a groundwater discharge area, though recent works proved that it is a place for focussed recharge, mixing and complex geochemical processes. The Buenos Aires province NE area is characterized by the presence of a multi-layer aquifer system. The two uppermost units, in particular the semi confined Puelche aquifer, are exploited for water supply, and in this aquifer inversion of hydraulic gradients occurs owing to heavy extraction. Groundwater from both aquifers in the Rio de la Plata coastal plain is of marine origin and brackish because of a transgression occurred ca. 7000 years BP. In this work environmental isotopes 18O, 2H and 3H were used with geochemical analysis and vertical electric sounding to determine the existence of recharge from the river to the aquifer system. Since Tritium is part of the water molecule, and its contents in the Rio de la Plata are higher than expected due to releases from a nuclear power plant located upstream, it is used as tracer for studying the surface water contribution to recharge. The study found that the two uppermost members of the aquifer system are actively recharged by the river. For the semi confined Puelche aquifer, recharge occurs through river bed sediments due to lateral flow, forced by the heavy exploitation landward. For the Epipuelche aquifer, recharge from the river was also individuated, but in this case the recharge is linked to two different vertical movements and lateral fluxes processes. In the first case, the marshes developed in the wetland are fed by the river during high tides and flooding events, acting as recharge pond due to the almost permanent downward gradients. In the second case, with sandier facies constituting the lateral bar, tidal oscillation in surface water is transmitted to the aquifer, creating a temporary inversion of gradients in the lateral fluxes and a groundwater mixing zone in the upper part of the aquifer, that pass through a poorly defined interface to the marine origin groundwater. The importance of the coastal plain, as it is not only a groundwater discharge area but an active part of the hydrological cycle, is evidenced. It constitutes a buffer area between the two most important drinking water resources in the area, the Puelche aquifer and the Rio de la Plata. As water from the river receives the discharge from the sewage system and industrial effluents near the coast water quality problems arise, and river bed sediments pollution have been individuated; natural or induced recharge to the aquifers with polluted water constitutes further quality problem for the naturally brackish groundwater of the coastal plain. [ Keywords: Rio de la Plata, free aquifer, semi-confined aquifer, Tritium, environmental isotopes, recharge, surface water].