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1 – INTRODUZIONE ED OBIETTIVI
La pianura costiera e fluviodeltizia che prende il nome dalla città di Pisa, corrispondente alla parte terminale del corso dei Fiumi Arno e Serchio, è stata sede di insediamenti umani e crocevia di comunicazioni fin dai tempi preistorici. I diversi habitat prodotti dalla sua più recente evoluzione idrografica e geomorfologica si sono manifestati in una grande ricchezza e varietà di paesaggi; in particolare, le grandi opere di bonifica e di sistemazione idraulico-agraria, che sono iniziate nel periodo romano-imperiale, hanno reso il sistema di drenaggio quasi completamente artificiale, rettificando anche buona parte dei suddetti corsi d’ acqua.
In epoca moderna, i rapidi incrementi demografici, accompagnati dalla crescita dei centri urbani e delle attività produttive hanno reso sempre più pressanti le rispettive richieste di disponibilità idrica da un lato e di superfici coltivabili dall’altro. Per contro, l'accelerato sviluppo industriale e le nuove pratiche di fertilizzazione chimica introdotte in agricoltura hanno provocato, soprattutto negli ultimi decenni, gravi e diffusi fenomeni di inquinamento delle acque superficiali e sotterranee, riducendo drasticamente le disponibilità di risorse idriche di qualità.
Gli irrazionali emungimenti in prossimità del litorale hanno inoltre innescato ulteriori fenomeni di inquinamento, dovuti all’intrusione di acque marine negli acquiferi costieri. Le falde freatiche superficiali, peraltro scarsamente produttive e maggiormente vulnerabili, sono divenute pressoché inutilizzabili; si è così intensificato, con l'aumento dei fabbisogni, lo sfruttamento di quelle confinate, a profondità crescenti grazie al perfezionamento delle tecniche di perforazione dei pozzi.
La tesi di laurea in questione “Modellazione numerica dell’acquifero freatico
costiero della Pianura di Pisa, tra il Fiume Arno e Canale Scolmatore, finalizzata allo studio dell’intrusione marina” ha avuto come scopo quello di studiare nel dettaglio il
fenomeno dell’ intrusione marina nel sottosuolo di due aree urbanizzate del litorale pisano al fine di permettere un miglior sfruttamento delle risorse idriche disponibili.
L’intero studio comprende sia una raccolta dei dati bibliografici sia l’acquisizione di nuovi dati di terreno. L’ indagine bibliografica è stata effettuata presso il Comune di Pisa – Ufficio Assetto del Territorio, il Consorzio di Bonifica “Ufficio dei Fiumi e Fossi” di Pisa, la Navicelli di Pisa s.p.a., al C.N.R. di Pisa, il Centro Funzionale Regionale della Provincia di Pisa, il Servizio Agrometeorologico Regionale ARSIA e Provincia di Pisa. Inoltre, sono stati utilizzati alcuni lavori di tesi che trattavano l’area di studio: “Indagini piezometriche e conducimetriche finalizzate
allo studio del fenomeno dell’intrusione marina nell’acquifero freatico tra Fiume Arno e Canale Scolmatore (Pi)” di F. Viti (2009); “Caratterizzazione idrogeologica dell’acquifero freatico nella zona costiera pisana” di V. Gianella (2008); “Problemi di intrusione marina negli acquiferi e nei corpi idrici della pianura Pisana attraverso un’indagine idro-geochimica di acque dell’Arno (dalla foce al ponte delle Bocchette), del Canale dei Navicelli, del Canale Nuovo Lamone e di pozzi delle zone limitrofe” di
A. Ridolfi (2008); “L’intrusione marina nella fascia costiera pisana - Studio
idrogeologico-geochimico della falda freatica in destra e in sinistra del Fiume Arno”
di M. Butteri (2008); “Caratterizzazione geochimica e architettura deposizionale dei
depositi tardo-Quaternari della Pianura di Pisa (Toscana)” S. Giacomelli (2008).
I dati di bibliografia e di nuova acquisizione sono stati elaborati per ottenere una ricostruzione della geometria di massima degli orizzonti granulometricamente potenziali acquiferi affinando la definizione e concentrando l’attenzione esclusivamente sull’acquifero freatico, estremamente più ricco di punti di misura. Inoltre sono stati indagati i rapporti tra gli andamenti temporali dei livelli di falda e le
2 pluviometrie pregresse relative ai pluviografi all’interno e all’intorno dell’area di studio; il fine è stato quello di ricercare una correlazione tra le precipitazioni e i livelli di falda, di identificare l’intervallo di tempo precedente alle misure piezometriche per cui le precipitazioni hanno massimo effetto e di fornire una zonazione della risposta del livello freatico agli apporti meteorici in modo da identificare, inoltre, quei piezometri con comportamento anomalo nella risposta precipitazioni-livelli di falda.
Alla ricostruzione di un modello concettuale è seguita quindi una fase di implementazione di un modello numerico di flusso per l’area vasta (zona compresa tra i corpi idrici rappresentati dal Fiume Arno a nord, Canale Navicelli a est, Canale Scolmatore a sud e mare ad ovest) mediante il software a differenze finite Visual
ModFlow 4.2. Il modello è stato calibrato per l’acquifero freatico sia sui dati di
bibliografia che su quelli direttamente rilevati. Il modello di flusso di area vasta calibrato è stato utilizzato, poi, come condizione al contorno per l’implementazione di modelli di area ristretta per le zone urbanizzate di Marina di Pisa e Tirrenia. Il codice di calcolo seawat utilizzato per le aree ristrette ha permesso di modellare la distribuzione dell’ingressione salina. Per le aree ristrette sono state eseguite alcune simulazioni per produrre scenari previsionali a verifica di possibili ipotesi di intervento.
Il lavoro di modellazione effettuato in questa tesi si inserisce nell’ ambito del progetto “Tutela della risorsa idrica dall’ingressione del cuneo salino ed altri
fenomeni di degrado nella fascia costiera della pianura di Pisa” del Comune di Pisa.
Il presente lavoro di tesi è risultato particolarmente utile, all’interno del più vasto progetto, per riconoscere, individuare e valutare la criticità di un area costiera fortemente antropizzata.
