Bilancio idrologico del bacino delle acque albule di Tivoli

AREA DI RICARICA DEL BACINO DELLE ACQUE ALBULE 
Partendo dall’assetto strutturale delle dorsali Sabina e Cornicolani, si è arrivati a supporre un’area 
di alimentazione definita da limiti di flusso connessi con motivi struuturali e con formazioni a bassa 
permeabilità, come si vede l’ipotesi di partenza da verificare nel complesso idrologico comprende : 
Il bacino delle acque albule, monti cornicolani e monti lucretili. La circolazione nell’area comunque 
complessa e presenta anche fenomeni di sifonamento come nel caso di scambio di circolazione tra 
M. Lucretili e cornicolani 
Vediamo ora in dettaglio i vari settori. 
 
 
I MONTI CORNICOLANI 
 
Sono un complesso collinare che si elevano ad E di Roma, sono delimitati dalla valle oscura ad W, 
ad E dalla valle delle dame a Nord dalla Valle Marocco N e dall’abitato di Guidonia a S. 
 
Geologia dei monti cornicolani 
Il complesso dei monti cornicolani rientra nel foglio geologico n° 144 Palombara Sabina al 100.000 
La serie geologica presente che caratterizza i Cornicolani comprende formazioni appartenenti a 3 
diverse facies. 
Facies 1 = facies di piattaforma rappresentata costituitia prevalentemente da clacare massiccio 
Monte Nerone questo è costituito da una sequenza carbonatica ciclotemica deposta durante 
l’Hettangiano-sinemuriano inf. In una vasta piattaforma carbonatica. 
Alla fine del Sinemuriano una fase tettonica distensiva ha annegato una parte di questa 
paleopiattaforma originando l’ambiente di deposizione della 2 facies ( facies pelagica a strictu sensu 
con selce corniola roso ammonitico calcari a diaspri e maiolica,  
La terza facies è costituita da calcari marnosi che si depositano sugli alti strutturali non ribassati 
dalla fase tettonica e in questa facies troviamo il calcare massiccio , calcari nodulari del Bugarone e 
maiolica nodulare. Dal cretacico inferiore scompare la facies di seamount e sarà tutto coperto dalla 
facies a strictu sensu.  La geologia è stata ripresa dal foglio geologico 144 e da un lavoro di 
approfondimento di Chiocchini del 1979. Di questo lavoro sono molto interessanti i profili che 
attraversano il complesso questi infatti mostrano la presenza di affioramenti di Calcare massiccio ed 
di depositi pelagici, queste assieme alla intensa tettonica influenza notevolmente l’infiltrazione del 
complesso. In generale è difficile pensare che queste piccole successioni pelagiche possano 
alimentare la cospicua emergenza che si registra come spiegato più avanti. La struttura dei monti 
cornicolani è rapprsentata da 3 sistemi di faglie NW-SE NE-SW e N-S, apparte le prime due che 
non più recenti e da assimilare episodi appenninici secondo Chiocchini il più antico sistema N-S è 
sinsedimentario sono. In corrispondenza di questi sistemi si sviluppano fenomeni carsici come: 
-pozzo sventatore 
-pozzo del merro 
-grotta favosa 
-sventatoo di poggio cesi 
-caverna dell’elefante. 
Molti di questi intersecano la falda basale dando utili informazioni sulla sua posizione, in 
particolare il pozzo del Merro con la sua caratteristica di essere la cavità carsica satura più profonda 
del mondo (-450 m ) ci da informazioni sulla profondità a cui si spinge la circolazione della falda 
regionale, e in più rappresenta esse stesso una prova a favore della teoria secondo la quale i Monti 
Cornicolani sono in continuità idrologica con i Monti Lucretili.  
Ricordiamo un’altra cavità importante (cavità dell’Elefante) con sviluppo esplorato e orizzontale 
che intercetta la falda e da importanti indicazioni sui livelli di circolazione che provengono dai 
Monti Cornicolani e che ricaricano lateralmente il complesso dei travertini mediante il trabocco che 
si sviluppa a tetto delle argille Plioceniche. 
 I MONTI LUCRETILI 
 
I monti Lucretili, costituiscono il settore merionale dei monti Sabini,  rientrano nei fogli geologici 
d’italia al 100.000 n 144 e 150.sono compresi tra il fosso del licenza ad E ai comuni di p sabina, 
marcellina e tivoli ad W dal fosso dele capore-corese a N al fiume aniene a S.  
Come illustrato da cosentino et 1986 la dorsale dei monti lucretili è costituita da una serie di falde 
impostate sulle sequenze Umbro Sabine.  
Unita 1 (Triassico) 
Costituita principalmente da calcare massiccio (lias inferiore)e in minor parte da cornila (lias 
medio). 
Unita 2 (Lias inferiore – Eocene sup aquitaniano) 
Costituita da termini che vanno dal calcare massiccio al termine marnoso arenaceo delle marne a 
brecciole a macroforamminiferi. E molto deformata con pieghe coricate verso E e asse circa 
meridiano. Questa si accavalla all’unita inferiore (Unita 3) attraverso una superficie tettonica 
suborizzontale (linea roccagiovine-Scandriglia) 
Unita 3 (Cretacico superiore ed il miocene medio) I terreni ringiovaniscono andando verso sud. 
Costituita da terreni che vanno dal cretacico superiore al miocene medio in maggior parte da terreni 
argillosi come la formazione di guadagnolo. 
Unità 4  
Attraverso il lineamento Olevano-Antrodoco, che fa da linea da inviluppo delle superfici di 
accavallamento che caratterizzano le unità sabine esterne.si ha la sovrapposizione delle prime tre 
unita sulla quarta composta da depositi terrigeni alto miocenici (Marne a Orbulina e Flysch 
argilloso arenaceo) Unità tettonica laziale abruzzese. Il tutto si è imposto fino al messiniano-
Pliocene quando poi l’area è stata oggetto di una fase distensiva che ha portato all’attuale assetto 
strutturale. 
 
 
 
IDROGEOLOGIA DEI MONTI LUCRETILI 
 
Partendo da questa analisi strutturale si identificano delle unità idrogeologiche,. In questo caso si 
distinguono 4 unità principali: 
Unità idrogeologica 1  
Questa è consiste nell’affioramento dei M. Cornicolani, e di M. Castelvecchio, M. Zappi , M. Morra 
e M. Lecitone (M. Lucretili occidentali). E’ costituito principalmente dal termine triassico della 
successione sabina (calcare massiccio) e Corniola e in piccola parte anche dalla maiolica.calcari 
granulari e Rosso ammonitico. 
Unità idrogeologica 2 che a seguito di importanti strutture compressive che coinvolgono formazioni 
a bassa permeabilità quali rosso ammonitico e calcari a fucoidi è suddivisa in due sotto unita isolate 
idraulicamente  tra loro e si distingue quindi in unita idrogeologica 2a e 2b. 
2a  
M. Lucretili N Orientali, costituita dal M. Pelato, M. Serratolo e M. Pellecchia. 
2b 
Dorsale di Colle Rotondo, M. Follettoso e M. Ara Grande.(costituita prevalentemente da maiolica 
con rosso ammonitico che borda per intero a NW. 
 
Unita 3 
Si estende lungo la dorsale del  M. Navegna M. Aguzzo è costituito dai termini della suc. Sabina 
che vanno dal cretacico sup. al miocene medio. Con terreni prevalentemente marnosi e calcareo 
marnosi. 
Come ipotesi di lavoro si è supposto che l’unita  
l’unità idrogeologica 1 drena verso il fiume aniene e il bacino delle acque albule 
L’unità 2  alimenta il gruppo di sorgenti delle capore er in minima parte il fosso del licenza 
L’unita 2b invece alimenta il fosso dei Ronci che finisce nell’Aniene 
L’unita 3 alimenta si l’aniene che le sorgenti delle Capore fiume farfa. 
La verifica a queste ipotesi sara espressa con le analisi di bilancio. 
 
PROFILO 
Dal profilo appaiono i numerosi motivi strutturali che costituiscono la dorsale lucretile . All’interno 
della dorsale è presente un fenomeno plicativo estremamente complesso costituito in parte anche da 
rosso ammonitico e calcari a fucoidi , è intercettato da numerosi motivi di faglie a basso angolo. 
Questa situazione strutturale determina una suddivisione della circolazione nella dorsale per cui è 
stato visto che le quote di saturazione sono vistosamente più elevate di quelle dell’unità 1 che ha 
come livello di base l’acquifero delle acque albule. Più incerta è la zona di identificazione del 
recapito delle precipitazioni nell’unità idro 3 caratterizzata da bassa permeabilità. 
 
IL BACINO DELLE ACQUE ALBULE 
 
La caratteristica principale del bacino, sono i grandi spessori 
di travertino. Questo può raggiunge spessori massimi nella parte centrale fino a 85 m, e si sviluppa 
lungo una fascia di termalità anomala con direzione N-S caratterizzata da emissioni di CO2e H2S. 
Le isopache del travertino mostrano che i suoi spessori massimi seguono questa fascia di termalità e 
si riducono simmetricamente allontanandosi da essa sia verso W che verso E. L’area di formazione 
dei depositi Travertinosi è condizionata dalla presenza in profondità di un sistema di faglie 
trascorrenti a direttrice N-S che interessano sia le strutture calcaree dei Monti Cornicolani che i più 
recenti depositi quaternari. Più in particolare il bacino delle Acque Albule è stato interpretato da 
alcuni autori come un esempio di bacino di tipo pull-apart costituito da due faglie Trascorrenti 
destre a direzione N-S.  Vengono rappresentate due colonnine stratigrafiche rappresentative 
dell’assetto stratigrafico del bacino delle acque albule. Nel complesso si riscontrano più facies di 
travertino, ricordiamo per interesse idrogeologico le facies Testina, Travertino compatto, travertino 
sabbioso. Verso l’Aniene lo spessore di travertino diminuisce. Sono stati eseguiti in collaborazione 
con il dott. Rossetti C. 8 profili geologici attraverso il bacino delle Acque Albule 2 N-S e 6 E-W.  
Di particolare interesse è il profilo A-A’ che partendo dall’area cornicolani, delle cave di S. Angelo 
Romano raggiunge l’aniene, i sondaggi mostrano un consistente spessore di carbonati (pozzo c) 
questo è l’unico pozzo in tutto l’areale delle acque albule che ha intercettato le argille plioceniche 
sovraconsolidate (non è sicuro), le argille intercettate da  altri sondaggi sono più o meno molli o non 
consolidate con presenza a valle di materiale piroclastico e pirite. Il sondaggio più profondo 
realizzato nella piana è SG1 (94m) che ha incontrato uno spessore elevato, al di sotto di queste sono 
state rilevate le argille della sequenza di argille e sabbia  L’interpretazione idrogeologica del profilo 
A-A’ mette in evidenza una continuità idraulica tra i carbonati ed i travertini, e solo localmente i 
terreni argillosi interferiscono con la circolazione. Negli altri profili è importante notare la notevole 
variazione del travertino (spessore medio 60 m) che si ha attraverso la piana, e la variazione della 
linea piezometrica (linea blu) che presenta importati abbattimenti piezometrici in corrispondenza 
delle cave. All’interno del travertino i sondaggi incontrano spesso piccole cavità carsiche  
 
ANALISI DELLE SERIE STORICHE DI TEMPERATURA E PRECIPITAZIONE PER LO 
STUDIO DELLA RICARICA DEL BACINO NEGLI ULTIMI 50 ANNI 
 
La carta mostra l’ubicazione delle stazioni piezometriche  elencate in tabella, e termiche nella slide 
successiva.  L’area di ricarica del bacino delle acque albule presenta una rilevante variazione 
altimetrica, in relazione a ciò sono state realizzate tabelle e grafici per che relazionano i valori di T 
e di Q. Il gradiente cosi individuato è stato utilizzato per la costruzione delle stazioni fittizie. 
 
RILIEVI PIEZOMETRICI E IDROGEOLOGICI PER LA VALUTAZIONE DELLA 
GEOMETRIA ATTUALE DEL TETTO DELLA FALDA DI BASE NELL’AREA DI STUDIO. 
 
Elemento molto caratteristico di questo studio è il rilevamento di acqua da pozzi , sorgenti e cave, il 
lavoro è stato svolto tra il Tra il Nov del 2003 e il gennaio del 2004 tra pozzi e piezometri , qui 
viene riportata uno stralcio della carta ubicazione dei punti di misura. 
Oltre al livello piezometrico, alla quota di bocca pozzo e alla georeferenziazione,  nei pozzi 
esaminati sono stati rilevati altri parametri chimico-fisici come il pH la conducibilità elettrica e la 
termalità. Tramite questi parametri è stato possibile produrre 4 carte tematiche. Carte delle isolinee 
relative ai valori di piezometria, pH, conducibilità elettrica e termalità. 
CARTE TEMATICHE 
PIEZOMETRICA. 
La carta mostra situazioni di alti piezometrici in corrispondenza dei Monti Cornicolani 
(rappresentato con isopieze verdi per distinguerlo dal blu che rappresenta la quota di saturazione 
all’interno degli altri complessi idrogeologici)e della fascia pedemontana dei Monti Lucretili Le 
linee di flusso originate da questo potenziale sono rivolte verso l’Aniene e la depressione dinamica 
che si trova in corrispondenza delle cave di estrazione del travertino. 
Nel settore orientale invece la circolazione proveniente dai Monti lucretili ha un apporto minore, 
probabilmente dovuto al fatto che questo è alimentato quasi esclusivamente dai depositi detritici 
pedemontani. Inoltre zone con simbolo + sono rimarcati come valori a piu forte valore di 
saturazione rispetto all’area circostante depressa. C’è una zona di alto relativo in corrispondenza 
delle sorgenti Colonnelle e Regina, indice di un flusso verticale impostato su probabili direttrici 
tettoniche. 
pH 
La distribuzione dei valori di pH fa rilevare la presenza di numerose piccole zone di alti valori. Allo 
stato attuale non è del tutto comprensibile la motivazione di questi sicuramente influenzati dai 
valori di pH naturali. 
CONDUCIBILITA’ ELETTRICA 
Anche questa carta è stata realizzata sulla base di un numero di punti d’acqua inferiore a quello 
utilizzato per le linee isopiezometriche. Nella distribuzione dei valori appare evidente la zonazione 
con asse NNW-SSE posto tra la Bretella autostradale a W e le Sorgenti di Regina e Colonnelle ad E 
e tra l’abitato di Guidonia a N e la ferrovia a S.  
. 
 
TERMALITA’ 
Dall’osservazione della carta appare evidente l’alto termico (23° C) compreso tra la Bretella 
autostradale e le Sorgenti di regina e Colonnelle. Valori di termalismo leggermente anomali sono 
presenti a NW in località macchia di Grottaceca (17,9°C), a SE a ridosso dell’Aniene tra i 
“Laghetti” e Ponte Lucano (circa 17°C) e a NE in località Colle del Tesoro (17,4° C). I valori più 
bassi raggiungono gli 8° C in località del Quartieraccio. Anche in questo caso è possibile osservare 
una zonazione assiale con direttrice NNW-SSE lungo la quale è concentrato un alto parametrico. 
L’acquifero dei carbonati a N di S.Angelo Romano ha una temperatura di circa 10° C. 
 
 
CAMPAGNA SETAGIONALE PER LA MISURAZIONE DELLE PORTATE DI SORGENTI 
La campagna di rilevamento del volumi d’acqua in uscita dal sistema è stata affrontata in due 
diverse modalità,  
Una campagna di misurazione mensile dall’Aprile del 2004 al Febbraio del 2005 di 10 sorgenti (9 
dei quali situate all’interno del Bacino), e una campagna di misurazioni semestrali su 8 sorgenti (6 
di tipo puntuale e due di tipo lineare) posizionate nel complesso dei Monti Lucretili. Le misurazioni 
sono state effettuate tramite recipiente tarato con cronometro, nel caso di sorgenti captate in 
fontanili, e con il mulinello idrometrico nel caso di misurazioni effettuate in canale o alveo. In carta 
sono mostrate le posizioni delle sorgenti monitorate mensilmente, e costituite dalla sorgente delle 
bretelle, dal gruppo di sorgenti dei laghetti dalla sorgente ferrata, da quella di Villa Adriana, 
Acquoria non captata, s. pastore, palombara sabina. 
Nella seconda mappa sono ubicate le posizioni delle sorgenti monitorate mensilmente, come le 
sorgenti del gruppo di capore S. Angelo, le sorgenti Barnabei, Serratolo, stella nuova e passionara e 
la sorgente Oratina. Le altre due sorgenti sono di tipo lineare e più precisamente il fosso dei ronci e 
il fiume licenza, la prima drena l’unità idrogeologica 2a e la seconda la 3.L’immagine indica due 
diversi motivi dell’emergenza, in alto viene presentato un motivo sorgivo per soglia di permeabilità 
sotto imposta. In baso invece legato ad un tamponamento laterale legato ad una superficie tettonica 
compressiva , le tracce dei profili sono nella carta. 
Molto velocemente viene richiamato il metodo con cui sono stati elaborati i dati di rilevamento in 
alveo con idromulinello , si tratta del noto metodo delle parcelle di portata che consente di definire 
una media ponderata delle velocità di flusso. Il mulinello utilizzato è un mulinello SEBA F1778. 
 
ELABORATI PRODOTTI 
La carta dei complessi idrogeologici è stata prodotta aumentando la densita informativa della carta 
geologica con risoluzione da 1:250.00 a 1:100.000.Adesso riprendiamo l’ipotesi dell’aria di ricarica 
perche ora attraverso un’analisi di bilancio vogliamo se l’ipotesi fatta sull’area è giusta. 
 
CALCOLO DEL BILANCIO IDROGEOLOGICO E CONSIDERAZIONI SULLA 
ATTENDIBILITA’ DEI RISULTATI RAGGIUNTI. 
 
P = E
r 
+ R + I   
 
P  = Precipitazioni espresse in mm/a. Alimentazione del sistema idrogeologico. 
E
r 
= Evapotraspirazione reale espressa in mm/a. Perdita dal sistema per via diretta. 
R =  Ruscellamento superficiale espressa in mm/a. Perdite di risorse idriche superficiali. 
I  =  Infiltrazione efficace espressa in mm/a. Perdite legate alla circolazione profonda. 
 
CALCOLO DEI PARAMETRI DEL BILANCIO 
PRECIPITAZIONI 
I dati di precipitazione media annua concessi dal servizio idrografico nazionale, sono dati puntuali 
cioè riferiti ad un punto, nel migliore delle ipotesi queste serie hanno un periodo di 50 anni.  Il 
calcolo del bilancio necessita pero di valori di P areali, cioe riferiti ad un area. Grazie al metodo dei 
Topoieti di Thiessen , è possibile Tramite una semplice costruzione geometrica ottenere aree 
poligonali con al centro la stazione pluviometrica. Il valore di precipitazione espresso in mm/a 
misurato alla singola stazione, viene attribuito a tutta l’area del poligono. La lama d’acqua affluita 
sul poligono equivale all’altezza della colonna d’acqua misurata dalla stazione (mm/a). Il valore 
complessivo della lama d’acqua è ottenuta dalla seguente equazione: 
P 
lama d’acqua
 = ∑ Pn . An / A tot 
Formula 3.2 
P 
lama d’acqua 
= Quantità d’acqua apportata dalle precipitazione nell’area oggetto di studio (mm/a) 
Pn               = m/a di acqua registrati da ogni singolo pluviometro 
An             = Area del topoieti espresso in m
2 
A tot          = Somma delle aree di tutti i topoieti. 
 
Utilizzando le 10 stazioni pluviometriche …. Si è costruito il reticolo dei poligoni sull’area di 
ricarica del Bacino. Nella tabella sono mostrate i valori di superficie del bacino e di precipitazione 
media annua relativa ad ogni singolo poligono. 
Svolgendo la formula ∑ Pn . An / A tot si ottiene il valore di 997 mm che equivale al 100% degli 
apporti idrici del sistema, abbiamo cosi ottenuto il primo parametro dell’equazione del bilancio. 
EVAPOTRASPIRAZIONE 
Per calcolare questo parametro, si deve conoscere la T media annua dell’area di ricarica. Per 
calcolare la T si deve considerare la variazione di quota dell’area di ricarci, la si divide quindi in 3 
fasce altimetriche, rispettivamente <400m, compresa tra 400 e 800m e >agli 800m. Nella tabella 
sono riportate le superfici relative alle rispettive fasce altimetriche, e dalla T media Annua di 
ognuna di esse, dalla loro media si ricava la T media totale. Che utilizzeremo nella formula del 
calcolo del secondo parametro del bilancio L’evapotraspirazione.  
                                  P 
             Er = ------------------------- 
               √0,9 + (P2/L2) 
 
DOVE     L = T + 25 x T + 0,05 x T3  
 
Il risultato è 688 mm equivalenti al 69% di P. abbiamo cosi pttenuto il secondo parametro del 
bilancio. 
INFILTRAZIONE 
Per il calcolo del terzo parametro del bilancio il ruscellamento, dobbiamo tener conto della natura 
della litologia affiorante. Nella carta è rappresentata l’area di ricarica suddivisa nei suoi principali 
settori , la tabella illustra le rispettivi superfici e la natura dominante della litologia affiorante nei 
vari settori. Si nota che la maggior parte del bacino è dominato da affioramenti calcari e in 
minoranza da depositi argillo sabbiosi di origine marina datati Plio-Pleistocene. Ovviamente il 
valore dell’infiltrazione è molto discordante tra le diverse litologie, per tener conto di questa 
variabile ci si è basati su un precedente lavoro svoltosi in una situazione simile. Per quanto riguarda 
il valore dell’I su affioramenti calcari si assume un valore pari 1% delle P (P.Boni et al, 1986) per i 
depositi argillo-sabbiosi si assume un’infiltrazione pari al 69% di P (A. Montesanti, 1991). 
Svolgendo una media ponderata si ricava il valore di 130mm equivalenti al 13 % di P. 
RUSCELLAMENTO 
Infine per l’ultimo parametro si devono considerare i volumi d’acqua uscenti dal sistema. I dati 
volumi sono stati in parte stimati dall’analisi bibliografici e in parte ottenuti dalle misurazioni 
effettuate durante la campagna di misura. Nella figura sono ubicati i punti delle sorgenti considerati 
come reali uscite dal sistema. Nella tabella sono riportati i valori stimati e misurati in due versioni 
in situazioni di magra e di piena nel caso di misure e di bassa o alta stima nel caso di stime. Il 
ruscellamento si calcola dalla formula R = Q / A di ricarica. Vengono proposte tre ipotesi di 
bilancio , nella prima si considerano tutte le portate in modalità di piena e di alta stima, nel secondo 
caso si considerano sempre le portate di piena e di alta stima ma senza l’uscita dell’Aniene in 
quanto essendo un valore stimato non si è sicuri sulla sua reale attendibilità, e in caso con i valori di 
magra e bassa stima. 
 
CONCLUSIONI 
 
In relazione allo scopo di questa tesi si è ipotizzata una probabile area di ricarica  
dell’acquifero delle Acque Albule tenendo in considerazione l’assetto geologico strutturale 
dei settori interessati. Su tale assuzione si sono operate le valutazioni di bilancio. Più in  
generale sono state formulate tre ipotesi di bilancio per affrontare tre diverse valutazioni 
dell’entità dell’infiltrazione efficace ricavata dal volume d’acqua cumulativa che drena  
dalle sorgenti e\o emunta per le necessità estrattive  
 i tre casi sono con 144 130 120% di P 
in questi tre casi  si ha rispettivamente un valore di di 62, 48 e 38 %,  Si ritiene che l’ipotesi più 
cautelativa fatta per l’infiltrazione ( 38 % di P) non possa essere ridotta ulteriormente. Ciò comporta 
che l’unità idrogeologica è alimentata da una ricarica ( P ) significativamente più elevata di quella 
calcolata, e/o che l’area di ricarica sia significativamente più estesa di quella ipotizzata, 
comprendendo quindi anche le formazioni più marnose quali la Guadagnalo, che per motivi 
strutturali ancora ignoti possa contribuire all’alimentazione del sistema sotto studio.