L'acquifero confinato in ghiaie della pianura costiera di Pisa: aggiornamento dei dati idrogeologico-geochimici e considerazioni sul fenomeno dell'intrusione marina

La presente Tesi di Laurea si inserisce in un progetto di ricerca intitolato “Studio del fenomeno dell’intrusione marina nella falda confinata in ghiaie e dei rapporti tra sistema freatico e confinato nell'area del Parco Regionale Migliarino-S. Rossore-Massaciuccoli (MSRM) compresa tra Fiume Arno e Canale Scolmatore” che prevede lo sviluppo di indagini idrogeologiche-idrogeochimiche sulla fascia costiera della Pianura Pisana. Il progetto è svolto dal Dipartimento di Scienze della Terra (DST) di Pisa, in stretta collaborazione con l’Istituto di Geoscienze e Georisorse-Consiglio Nazionale delle Ricerche (IGG-CNR) di Pisa.
Il livello in ghiaie dell’acquifero multistrato della Pianura di Pisa è sede di una delle principali risorse idriche, con numerosi pozzi di emungimento per l’approvvigionamento idropotabile, industriale e agricolo, sebbene, in diversi casi, l’acqua non sia di ottima qualità. Nella zona costiera, oggetto di questo studio, tale orizzonte acquifero si trova in generale ad una profondità compresa tra 50 e 100 m sotto il livello del mare ed è spesso circa 10-20 m.
Con lo scopo di valutare se nell'area costiera pisana meridionale, compresa tra il Fiume Arno e il Canale Scolmatore, tale importante acquifero sia interessato da fenomeni di intrusione marina, nonché per conoscere i meccanismi di miscelazione tra acque dolci e acqua di mare, è stato effettuato uno studio multidisciplinare mediante rilevamento dei livelli piezometrici, analisi dei parametri-chimico fisici sia in sito che in laboratorio e analisi isotopiche.
Il progetto, nelle sue prime fasi, ha previsto la realizzazione di 11 piezometri che monitorano in continuo livello piezometrico (m s.l.m.), conducibilità elettrica (μS/cm) e temperatura (°C): 7 profondi che intercettano l’acquifero confinato in ghiaie, 3 superficiali che intercettano l’acquifero freatico in sabbie e uno intermedio per poter valutare se i due acquiferi sono in comunicazione; oltre a questi piezometri il monitoraggio ha riguardato una quarantina di pozzi profondi, nonché le acque del Fiume Arno e del Canale Scolmatore.
In particolare, sono state effettuate due campagne di misura (Settembre 2013 e Febbraio 2014) durante le quali sono stati misurati livello piezometrico, CE, pH e temperatura direttamente in sito per mezzo di sonde multi-parametriche; nella campagna di Settembre 2013 sono stati inoltre raccolti dei campioni d’acqua per le analisi di laboratorio, svoltesi presso i laboratori dell'IGG-CNR, al fine di determinare il contenuto dei principali anioni (Cl-, SO4= e NO3-) e dei principali cationi (Ca++, Mg++, Na+ e K+). Con l’analisi chimica delle acque è stato possibile determinare il contenuto dei principali anioni (Cl-, SO4= e NO3-), mediante cromatografia ionica, e dei principali cationi (Ca++, Mg++, Na+ e K+), tramite spettroscopia atomica. Sulla base di questi dati è stato possibile riconoscere le principali facies idrochimiche a cui le acque appartengono ed individuare i principali processi di mescolamento che interessano la falda acquifera in esame. L’acquifero studiato è sede di una circolazione di acque a composizione intermedia tra bicarbonato calcica, solfato calcica e clorurato sodica.
A supporto della chimica sono state eseguite le analisi isotopiche sui punti d’acqua campionati nella campagna di Giugno 2013. I campioni raccolti lungo costa, entro 1,5-2 Km dalla linea di riva, mostrano composizione chimica e δ18O‰ indicativi di mescolamento tra acque di falda e acqua di mare. Questo fenomeno, in accordo con le osservazioni piezometriche, risulta più marcato nel settore meridionale dell’area, verso Calambrone. La maggior parte degli altri campioni analizzati, raccolti fino a 5 Km dalla linea di riva, non è interessata da fenomeni di intrusione marina; in questi casi, le acque sotterranee mostrano le stesse caratteristiche rinvenute nella parte interna della Piana di Pisa, con un TDS relativamente basso e valori di δ18O‰ indicativi di quote medie di ricarica maggiori delle quote locali. Soltanto alcuni campioni, raccolti in prossimità della zona di S. Piero a Grado nella parte più interna a Nord, mostrano caratteristiche chimiche ed isotopiche attribuibili alla presenza di acqua di mare. In tali casi, i valori di δ18O‰ mostrano chiaramente che l’intrusione di acqua di mare non avviene direttamente nell'orizzonte ghiaioso, ma attraverso gli acquiferi sabbiosi superficiali, che, in questa zona, sono in contatto diretto con le ghiaie più profonde.