INTERVANTI STRUTTURALI

Spesso si ritiene che l’intervento più efficace per ritardare il processo di intrusione sia quello di diminuire o addirittura arrestare l’estrazione. Questo non va considerato come una soluzione del problema quanto una rinuncia a trovare un compromesso tra l’utilizzo della risorsa e la salvaguardia della stessa. Esistono, infatti, delle strategie che permettono di continuare ad utilizzare l’acqua estratta dall’acquifero senza che questo sia inevitabilmente causa di una sua completa rovina.

4.1.1 COSTRUZIONE DI BARRIERE FISICHE

Le barriere fisiche sotterranee consistono solitamente in muri di argilla impermeabile o in strati di materiale impermeabile iniettato nel sottosuolo. Anche se oggi le tecniche di costruzione sono ben note e consolidate, il costo di tali barriere è troppo elevato poiché le profondità da raggiungere sono solitamente molto grandi. Si è visto inoltre che le barriere non

raggiungono mai efficienze del 100% e che c’è sempre un aggiramento dell’acqua salata intorno alle stesse.

FIG 1. Barriera fisica.

4.1.2 BARRIERE DI ESTRAZIONE

Le barriere di estrazione cercano di risolvere il problema dell’intrusione mediante l’estrazione di acqua salata lungo le coste.

FIG 2. Barriera di estrazione.

Tale metodologia porta però a degli inconvenienti:

1. Inevitabilmente una porzione di acqua dolce verrà pompata insieme all’acqua salata e risulterà quindi persa.

2. A causa di problemi di corrosione, la vita dell’opera è alquanto corta e i costi di manutenzione sono elevati.

3. Spesso l’estrazione di acqua a poca distanza dalla costa accentua il moto verticale dell’acqua salata verso l’acquifero.

4. E’ necessario disporre di una zona dove scaricare l’acqua salata pompata.

4.1.3 BARRIERE DI INIEZIONE

Poiché la velocità con cui l’acqua salata intrude nell’acquifero è direttamente collegata alla differenza tra il livello piezometrico di acqua salata e quello di acqua dolce, un’idea per rallentare il processo di intrusione potrebbe essere quello di alzare i livelli di acqua dolce mediante l’iniezione di acqua nell’acquifero. Tra l’altro, questo consente di aumentare il quantitativo di acqua estratta poiché si possono raggiungere livelli addirittura al di sotto di quello del mare (vedi figura).

La disposizione dei pozzi di iniezione deve essere attentamente studiata per impedire che l’acqua salata intruda aggirando la barriera.

Gli svantaggi circa l’utilizzo di questo metodo sono:

1. la necessità di disporre dell’acqua dolce da iniettare;

2. serve di solito un grande quantitativo di pozzi per ottenere dei risultati soddisfacenti;

3. grossi costi di manutenzione.

Questo sistema di ricarica tramite pozzi viene di utilizzato quando si ha a che fare con acquiferi non confinati.

FIG 3. Barriera di iniezione.

4.1.4 AUMENTO DELLA RICARICA

Il metodo più semplice è quello di distribuire acqua dolce sulla superficie sopra l’acquifero¹. L’acqua è presa solitamente da fiumi o raccolta durante i periodi di pioggia in grossi bacini appositamente costruiti. Lo spargimento di acqua può avvenire lungo la costa o in corrispondenza del pozzo dal quale avviene l’estrazione.

Affinché il metodo sia efficace bisogna che:

• il suolo sia permeabile;

• la testa dell’acquifero non sia troppo prossima alla superficie;

• il terreno sia pianeggiante²;

• la trasmissività dell’acquifero sia grande abbastanza per permettere lo spostamento rapido dell’acqua dalla superficie (così diminuisce la perdita per evapotraspirazione).

Solitamente, il problema principale di tale metodo è legato all’impossibilità di riuscire a mantenere costante l’influsso di acqua dentro l’acquifero. L’acqua iniettata deve essere inoltre controllata e, nel caso, trattata per non diventare essa stessa fonte di contaminazione.

Lo stesso risultato avviene normalmente con l’irrigazione. A differenza di prima, però, l’acqua che si infiltra e che va ad alimentare l’acquifero risulta contaminata da fertilizzanti e lo stesso suolo è inquinato da sali.

I bacini di ricarica sono spesso utilizzati per ricaricare un acquifero non confinato lì dove non si hanno a disposizione estese superfici di terreno: infatti, tramite i

1Questo vale naturalmente nel caso di un acquifero non confinato. Nel caso in cui l’acquifero è confinato si ricade nel caso precedente, con l’iniezione di acqua dolce per mezzo di pozzi. (FIG 4.A)

2 Un terreno scosceso dà luogo a un maggiore scorrimento e quindi a una minore infiltrazione.

FIG 4. Tecniche di aumento della ricarica.

bacini si concentra molta acqua su una piccola superficie. Vi è inoltre il grande vantaggio di poter mantenere una testa idraulica elevata per aumentare la velocità di infiltrazione.

Sempre per garantire che sia mantenuta una elevata velocità di infiltrazione, è importate che la zona insatura rimanga tale.

4.1.5 POZZI SCAVANGER

Un pozzo scavager pompa sia acqua dolce che acqua salata. Solitamente viene impiegato in presenza di acque dolci posizionate su piccole lenti di argilla sopra una distesa di acqua salata.

Il pozzo ha una doppia schermatura: una in corrispondenza dell’acqua dolce e una in corrispondenza dell’acqua salata. Si tratta, pertanto, di un pozzo con due pompe.

Il concetto base è semplice. L’up-coning è il risultato del pompaggio di acqua dolce mentre il down-coning è causato dal pompaggio di acqua salata. Infatti, la pompa di acqua salata crea una zona di bassa pressione, facendo sì che l’acqua salata avanzi verso di essa invece di salire verso la pompa d’acqua dolce. L’insieme dei due processi può dar luogo a una situazione di equilibrio.

Tale metodo non è però esente da problemi. Il problema principale è dato dal fatto che bisogna trovare un posto dove collocare l’acqua salata. Un altro è dato dal fatto che la sovrapposizione delle zone di influenza delle pompe può generare una zona di mescolamento. Ciò porta a una parziale degradazione della qualità dell’acqua dolce e di conseguenza a una sua parziale perdita quando prelevata dalla pompa di acqua salata. Bisogna regolare le due velocità di pompaggio e posizionare in maniera adeguata le due schermature.

Sperimentalmente si è visto che si ottengono dei buoni risultati quando:

Qsalata >= 0,5 Q dolce

L’efficacia del sistema dipende dalla conducibilità verticale dell’acquifero (Kz) e dai coefficienti di dispersività poichè influiscono sull’entità del mescolamento tra le due acque.

E’ da osservare, infine, che l’utilizzo dei pozzi scavanger funziona solo quando bisogna risolvere problemi di up-coning a piccola scala.

FIG 5. Incremento del volume di acqua dolce dovuto a contromisure: (a) infiltrazione in pozzi profondi; (b) bonifica con apporto di terreno; (c) estrazione di acqua marina; (d) ricarica artificiale; (e) modifica del regime della velocità di pompaggio; (f) barriera fisica.

4.1.6 DISPOSIZIONE OTTIMALE DEI POZZI

L’acqua salata penetrerà all’interno dell’acquifero fino a quando non si sarà raggiunto un nuovo equilibrio. Il raggiungimento di questo equilibrio dipende dall’entità della ricarica, dalle velocità di pompaggio, dai livelli piezometrici, dalla geometria dell’acquifero, dalla conducibilità idraulica, dal presente stato di intrusione e, infine, dalla disposizione spaziale

a b

c

e

d

g

dei pozzi. E’ possibile rallentare il fenomeno regolando razionalmente le distanze tra i punti di estrazione e posizionandoli seguendo alcuni accorgimenti.

Un progetto di moderazione deve avere come obiettivo quello di studiare una configurazione ottimale che minimizzi gradienti idraulici determinati dal pompaggio e che sono la causa principale del richiamo per up-coning. Tra i criteri da tenere in considerazione di accenniamo i seguenti:

• E’ innanzitutto consigliabile utilizzare tanti piccoli pozzi anziché un unico grande pozzo.

• E’ consigliabile che la schermatura del pozzi si trovi ben al di sopra della zona di transizione e, se presenti nel sito, sopra lenti di argilla.

• Pozzi orizzontali, gallerie ed opere di drenaggio sono da preferirsi li dove l’acquifero è non confinato e si colloca a poca distanza dalla superficie. Nel caso in cui l’acqua si trova a una distanza profonda dalla superficie, si può ricorrere a pozzi profondi verticali con pozzi orizzontali disposti radialmente.

• E’ meglio posizionare i pozzi nelle zone più permeabili dell’acquifero perché in tal caso la depressione indotta è minore.

• Nel caso di acquiferi confinati, è meglio che le opere di estrazione siano collocate verso l’entroterra. Questo perché in direzione del continente lo spessore dell’acquifero tende a crescere e il pericolo dell’up-coning decresce. D’altra parte, tale posizione favorisce il richiamo di acqua dolce all’interno del territorio, il che provoca una diminuzione del deflusso di acqua dolce in mare. Ciò comporta una diminuzione della perdita della risorsa.

• Nel caso di acquiferi non confinati, zone insulari e dune sabbiose, le opere di estrazione devono essere collocate a poca distanza dalla costa così da riuscire a recuperare il maggior quantitativo possibile di acqua dolce di ricarica prima che questo venga perso in mare. Questa distanza, tuttavia, non deve essere troppo piccola perché lo spessore dell’acquifero tende a decrescere verso la costa e la schermatura dei pozzi non deve trovarsi vicino alle acque salmastre.

4.1.7 VARIAZIONE DELLE VELOCITA’ DI POMPAGGIO

E’ consigliabile:

• Usare una velocità di pompaggio bassa per periodi estesi anziché una velocità elevata per brevi periodi.

• Se le velocità di pompaggio devono essere elevate, cercare di minimizzare le interazioni tra i diversi pozzi prevedendo una mutua distanza di almeno 500m.

• Mappare la posizione dell’interfaccia in funzione delle velocità di estrazione.