Metodologie finalizzate alla definizione della vulnerabilità all’inquinamento

Esistono due tipi di approcci: statici o dinamici.

L’approccio per una protezione statica prevede l’applicazione di metodologie che consentono di definire il grado di vulnerabilità o suscettibilità all’inquinamento, la conseguente delimitazione di aree a diversa vulnerabilità e l’emanazione dei vincoli ad uso antropico del territorio. Si dice di tipo statico proprio perché vengono individuate delle aree a maggiore suscettibilità, ma in realtà l’inquinamento potrebbe venire da zone più lontane (è impensabile vincolare zone molto lontane dal punto che consideriamo più sensibile) in base all’idrodinamica sotterranea.

L’approccio di tipo dinamico prevede oltre alla definizione del grado di vulnerabilità all’inquinamento che caratterizza l’acquifero, oltre alla perimetrazione delle diverse aree di salvaguardia, un continuo monitoraggio quantitativo e qualitativo delle RIS. Soltanto attraverso un approccio dinamico è possibile salvaguardare in maniera efficace la RIS, soprattutto quando si interviene in territori che sono già compromessi da attività antropiche, per cui risulterebbe impensabile vincolare l’uso del suolo.

Per vulnerabilità degli acquiferi all’inquinamento, si intende la possibilità di penetrazione e propagazione in condizioni naturali (assenza di emungimenti)di inquinanti provenienti dalla superficie. Civita definisce la vulnerabilità degli acquiferi, come la suscettività specifica ad ingerire, diffondere un inquinante fluido o idroveicolato, tale da produrre un certo impatto sulla qualità delle acque sotterranee. Questa definizione tiene conto anche dell’effetto del contaminante. Definiamo altri concetti.

Vulnerabilità specifica = vulnerabilità nei confronti di uno specifico contaminante.

Vulnerabilità intrinseca = vulnerabilità rispetto a tutti i possibili contaminanti.

Vulnerabilità integrata  = tiene conto dei centri di pericolo già presenti sul territorio.

Centri di pericolo = tutte quelle attività che possono costituire direttamente  o indirettamente fattori di degrado delle RIS.

L’obbiettivo finale è quello di redigere degli strumenti di pianificazione territoriale che considerino il rischio all’inquinamento delle RIS.

I fattori che condizionano il grado dell’esposizione al rischio sono:

  • Il tempo di transito di un contaminante dalla superficie alla falda; questo dipende dalla soggiacenza della falda, dallo spessore del mezzo insaturo.
  • Il deflusso idrico sotterraneo, che dipende dai meccanismi di alimentazione dell’acquifero e dalle caratteristiche idrogeologiche.
  • La capacità di attenuazione dei contaminanti, che dipende dalla ricarica media annua e dalle caratteristiche del suolo(perché la materia organica può avere caratteristiche auto-depurative nei confronti di alcuni contaminanti)

Le varie metodologie esistenti per la definizione della vulnerabilità, si dividono in tre categorie principali:

  1. Metodologie per le definizione della vulnerabilità per aree omogenee;
  2. Metodologie per le definizione della vulnerabilità attraverso l’utilizzo di sistemi parametrici;
  3. Metodologie per le definizione della vulnerabilità attraverso l’utilizzo di modelli numerici.

La scelta di quale metodo usare, dipende da più cose, come ad esempio dalla scala a cui si sta lavorando, ma anche dal grado di conoscenza dell’acquifero. Civita in un diagramma triangolare (vedi Civita pag 470) ha correlato i dati disponibili con la scelta del metodo da utilizzare:

  • Solo in presenza di un notevole numero di punti di rilevamento per unità di superficie è possibile utilizzare  modelli complessi  a basso denominatore di scala;
  • Per densità medie con buona distribuzione areale, è possibile usare un metodo parametrico ;
  • Quando le info di base sono scarse e molto disperse sul territorio(scala molto grande) è necessario utilizzare metodologie per complessi e situazioni idrogeologiche.

Metodo per aree omogenee (a grande scala)

Questo metodo prende in considerazione come elemento di distinzione tra zone a minore e maggiore vulnerabilità i complessi idrogeologici che caratterizzano l’acquifero. I più importanti sono due: BRGM(emanato dal consiglio nazionale Francese) e CNR-GNDCI(nato per adattare quello francese in Italia). Il primo definisce il grado di vulnerabilità(su aree molto vaste con pochi punti) intrinseca prendendo in considerazione i complessi idrogeologici e definisce sei classi:

  1. Molto elevato, per quei complessi quali calcari e calcari dolomitici molto fratturati e carsificati.
  2. Elevato, per complessi con propagazione medio-alta per gli inquinanti (compl. alluvionali grossolani)
  3. Medio elevato, riguardo alle dolomie, calcari, basalti mediamente fratturati.
  4. Medio-basso per sabbie fini, arenaria poco fessurati e piroclastiti a granulometrie fini.
  5. Basso per complessi caratterizzati da alternanze calcari-marne(propagazione bassa)
  6. Molto basso, per quei complessi molto compatti (lave, basalti non fratturati).

Il metodo CNR-GNDCI parte da questa struttura generale ma introduce un’altra classe di vulnerabilità e tiene conto della soggiacenza della falda (imposto dal d. legislativo 152/2006).

  1. Estremamente elevato, per i depositi alluvionali grossolani e per calcari molto fratturati.
  2. Elevato, per depositi alluvionali da grossolani a medi e calcari fessurati poco o nulla carsificati e la superficie piezometrica <50m di profondità.
  3. Alto, calcari e dolomie fessurati poco o nulla carsificati, e rocce vulcaniche poco o nulla fessurate, con soggiacenza >50m.
  4. Medio, dolomie fessurate, sabbie fini o arenarie fessurate, (senza considerare la soggiacenza).
  5. Medio-basso, sabbie fini o arenarie fessurate.
  6. Basso depositi flyschoidi e piroclastiti incoerenti a granulometria fini.
  7. Bassissimo argille sovra consolidate in tutte le situazioni idrogeologiche.

Metodi matematici (a piccola scala)

I più utilizzati a scala nazionale sono Marcolongo e Pretto e il metodo ti permanenza o metodo TOT .

  • Il metodo TOT considera la vulnerabilità all’inquinamento in funzione del tempo che impiega un inquinante per raggiungere la falda, in effetti prende in considerazione le caratteristiche del mezzo insaturo. Il tempo di transito viene calcolato con la legge di Darcy o della velocità reale: t = l/k∙i  L = soggiacenza; K= Conducibilità idraulica della falda(a scopo cautelativo); i= gradiente idraulico

Il fattore K può essere determinato in vari modi, uno dei quali attraverso tecniche di infiltrazione : ci consentono di valutare la velocità con cui le acque si infiltrano nel mezzo non saturo attraverso l’uso dell’infiltrometro a doppio cilindro o cilindro singolo. In campo si fissa la strumentazione per terra nel punto da caratterizzare, si verifica l’orizzontalità e con l’utilizzo dei galleggianti si crea una falda artificiale equipotenziale, inizialmente la velocità di infiltrazione è alta perché il mezzo è insaturo, poi man mano si satura per cui le velocità diminuiscono. Nel restituire questa prova, dobbiamo valutare i tempi di infiltrazione e il volume di acqua infiltrata (immesso da noi). Volumi nel tempo ci danno la portata di infiltrazione: Q= KSi, conoscendo Q, S e i possiamo ricavare K(riferito al tratto asintotico dei tempi di infiltrazione nel grafico Velocità/tempi).  Sulla base del calcolo del tempo Tot vengono definite 4 classi a cui corrispondono gli indici di vulnerabilità all’inquinamento.

vulnerabilitàTempo transitoGrado di vulnerabilità
V1>20 anniBassa o bassissima
V21:20 anniMedia
V37:365 giorniElevata
V47 giorniMolto alta
  • Il metodo Marcolongo e Pretto prende in considerazione oltre al tempo di transito:
  1. Litologia del mezzo non saturo
  2. Soggiacenza
  3. Tessitura del suolo
  4. Infiltrazione media annua
Cont.Ghiaie e sabbie (%)C.VI.V
<2511
26-5021,3
51-7531,6
>7642
SoggiacenzaC.VI.V.
>12011
81-12021,3
41-8031,6
0-4042
Tessitura suoloC.VI.V.Infiltrazione annua
Argilla12,5>10
Limo23,211-50
sabbia3421-100
ghiaia45>100

Alla fine IV = ∑IV1+IV2+IV3+IV4  e poi attraverso la seguente tab si definisce una classe:

C.V.I V
Massima>25
Molto elevata21-25
Elevata19-21
Medio-elevata17-19
Media>17
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