10. Monitoraggio dei parametri fisici delle acque sorgive
Nei precedenti capitoli si è trattato di come la forma dell' idrogramma di piena di una sorgente e ancora di più quella della relativa curva di esaurimento caratterizzi la risposta dell'acquifero drenato oltre che l'organizzazione del sistema di fratture nel caso di acquiferi fratturati come in questo caso. Le informazioni raccolte si dimostrano molto più utili se vengono esaminate insieme alle variazioni qualitative dell'acqua misurate nell'arco del periodo di monitoraggio (temperatura, portata, conducibilità elettrica). Le variazioni di portata in genere si associano anche a variazioni di qualità chimica delle acque. A partire dagli anni '60 si comprese come l'intensità della fratturazione e dell'estensione del carsismo possano essere evidenziate dalle variazioni di alcuni parametri chimico-fisici, analizzati e interpretati contestulmente alle variazioni di portata. Alcuni ricercatori quali Ashton (1966) e Jakucs (1959) notarono come anche nelle sorgenti che mostrano scarse variazioni di portata durante l'anno vi possano essere invece variazioni in temperatura, conducibilità, Ca, Mg, HCO3, pH. In particolare in base alla risposta di un'emergenza alle precipitazioni si possono osservare diversi andamenti dei principali parametri idrogeologici legati alla tipologia di drenaggio del sistema e al suo funzionamento. Civita et al. (1996) distinguono quattro tipologie di risposta idraulica di acquiferi carsici e/o fratturati che determinano quattro differenti fenomeni e che possono essere come di seguito schematizzati:
-PISTONAGGIO: il fenomeno si manifesta con un blando aumento della conducibilità elettrica contemporaneo ad un aumento di portata e di temperatura delle acque. La risposta a pistonaggio è legata alla trasmissione delle pressioni idrauliche nella rete di drenaggio e alla mobilitazione di acque maggiormente mineralizzate presenti nelle zone meno trasmissive dell'acquifero.
-MISCELAZIONE: ad un aumento di portata dovuto all'arrivo di nuovi apporti infiltrativi corriponde un decremento di temperatura e un aumento della conducibilità dovuto al mescolamento di acque nuove e vecchie
-SOSTITUZIONE PREVALENTE: in occasione di importanti eventi infiltrativi si osserva alle sorgenti una rapida e temporanea diminuizione della conducibilità elettrica e variazione di temperatura dell'acqua (in genere un decremento) strettamente correlate alle variazioni di portata.
Questo fenomeno è tipico di sistemi “a dreno dominante” caratterizzati da importanti vie di drenaggio e da una elevata organizzazione della rete di drenaggio.
-OMOGENEIZZAZIONE: si osserva come ad un incremento di portata non seguano, o siano poco apprezzabili, variazioni di temperatura e conducibilità elettrica e quindi di mineralizzazione
Sulla base delle suddette considerazioni poiché per ciascuna sorgente si dispone di misure periodiche di portata, temperatura e conducibilità elettrica risulta utile confrontare l'andamento dei parametri e approfondire la caratterizzazione degli acquiferi/acquitardi drenati dalle sorgenti oggetto di studio valutandone non solo il comportamento idrodinamico ma prendendo in considerazione anche le variazioni qualitative che le acque sorgive mostrano nel periodo di osservazione mag. 2015-apr. 2016.
Di seguito, per ciascuna sorgente, l'andamento dei parametri temperatura e conducibilità elettrica sull'intero anno di monitoraggio è stato comparato con quello delle portate.
E' stato costruito un grafico x- y con doppio asse delle ordinate. Sull'asse x è riportato il tempo (giorni dell'anno), sulle ordinate i valori di conducibilità elettrica sono rappresentati sull'asse y principale, i valori di portata e di temperatura sull'asse y secondario.
Fig. 10.2 - Rappresentazione delle variazioni di conducibilità elettrica (CE), temperatura (T) e portata (Q) per la sorgente Salvalodi 2
Per la sorgente Salvalodi 2 sono stati registrati valori di conducibilità elettrica compresi tra un massimo di 790 µS/cm registrato nel novembre 2015 e un minimo di 549 µS/cm registrato nel dicembre 2015, che presentano quindi un range massimo di variabilità di 240 µS/cm circa mentre per la temperatura il range di variabilità è di poco maggiore di 1°C e compreso tra un massimo di 13,8 °C registrato nell'agosto 2015 e un minimo di 12,5 ° C registrato nei mesi di marzo e aprile 2016 (Fig. 10.2)
Dal diagramma si osserva come i maggiori valori di conducibilità elettrica si registrino nei mesi corrispondenti al periodo di magra. Viceversa l'aumento della portata, che segna l'arrivo di acqua di infiltrazione, si accompagna ad un decremento, seppur modesto, del parametro temperatura e della conducibilità elettrica con tendenza alla diluizione.
27 m ag 2 015 17 g iu 2 015 7 lu g 20 15 1 ag o 20 15 14 s et 2 015 6 ot t 201 5 19 n ov 2 015 11 d ic 2 015 24 g en 2 016 17 fe b 20 16 3 m ar 2 016 12 a pr 2 016 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 10 20 30 40 50 60 70
Confronto dell'andamento dei parametri portata - temperatura - conducibilità elettrica misurati nel corso del monitoraggio della sorgente Salvalodi 2
CE Temperatura Portata tempo C E ( μS /c m ) Q ( l/m in ) -T ( °C )
Fig. 10.3 - Rappresentazione delle variazioni di conducibilità elettrica (CE), temperatura (T) e portata (Q) per la sorgente Tiglio Solatio
Per la sorgente Tiglio Solatio sono stati registrati valori di conducibilità elettrica compresi tra un massimo di 798 µS/cm registrato nel novembre 2015 e un minimo di 590 µS/cm registrato nell'aprile 2016, che presentano quindi un range massimo di variabilità di 200 µS/cm circa mentre il parametro temperatura non subisce variazioni apprezzabili nel corso dell'intero anno di monitoraggio attestandosi sui 13°C.
Anche in questo caso, come nel precedente, l'arrivo delle piogge invernali produce un incremento di portata che per effetto diluizione riduce la mineralizzazione delle acque; ciò si manifesta con una diminuizione della conducibilità elettrica, che mostra infatti i suoi minimi valori durante la stagione delle piogge.
5 5 15 15 5 5 5 5 6 16 6 6 0 100 200 300 400 500 600 0 10 20 30 40 50 60 70
Confronto dell'andamento dei parametri portata - temperatura - conducibilità elettrica misurati nel corso del monitoraggio della sorgente Fontini 1
Temperatura CE Portata C E ( μS /c m ) Q ( l/m in ) - T (° C ) 27 m ag 2 015 17 g iu 2 015 7 lu g 20 15 1 ag o 20 15 14 s et 2 015 6 ot t 201 5 19 n ov 2 015 11 d ic 2 015 24 g en 2 016 17 fe b 20 16 3 m ar 2 016 12 a pr 2 016 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 10 20 30 40 50 60 70
Confronto dell'andamento dei parametri portata - temperatura - conducibilità elettrica misurati nel corso del monitoraggio della sorgente Tiglio Solatio
CE Temperatura Portata tempo C E ( μS /c m ) Q (l/ m in ) - T (° C )
Per la sorgente Fontini 1 (Fig. 10.4) il massimo e il minimo valore di conducibilità rispondono ai valori di 534 µS/cm e 368 µS/cm misurati rispettivamente ad ottobre 2015 e ad aprile 2016 mentre per quanto concerne la temperatura il range di variabilità massimo è stato di poco maggiore di 1°C con temperature comprese tra 13 °C e 14 °C. Dal diagramma si osserva come all'incremento di portate determinato dall'arrivo di nuove acque d'infiltrazione corrisponda sia un decremento dei valori di conducibilità elettrica sia dei valori di temperatura, spiegabile come effetto diluizione.
Fig. 10.5 - Rappresentazione delle variazioni di conducibilità elettrica (CE), temperatura (T) e portata (Q) per la sorgente Madonna della Salute
Nel diagramma relativo alla sorgente Madonna della Salute (Fig. 10.5) i valori di conducibilità elettrica sono compresi tra un massimo di 740 µS/cm registrati nel mese di ottobre 2015 e un minimo di 447 µS/cm registrato nel mese di gennaio 2016. I massimi valori si riscontrano nel periodo di magra mentre l'arrivo delle piogge a partire dal mese di ottobre 2015 produce un decremento dei valori di conducibilità con tendenza alla diluizione. Il parametro temperatura non mostra variazioni apprezzabili e si attesta intorno ai 15°C. 27 m ag 2 015 17 g iu 2 015 7 lu g 20 15 1 ag o 20 15 14 s et 2 015 6 ot t 201 5 19 n ov 2 015 11 d ic 2 015 24 g en 2 016 17 fe b 20 16 3 m ar 2 016 12 a pr 2 016 0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 50 100 150 200 250 300
Confronto dell'andamento dei parametri portata - temperatura - conducibilità elettrica misurati nel corso del monitoraggio della sorgente Madonna della Salute
Temperatura CE Portata tempo C E ( μS /c m ) Q ( l/m in ) - T (° C )
Fig. 10.6 - Rappresentazione delle variazioni di conducibilità elettrica (CE), temperatura (T) e portata (Q) per la sorgente Gusceglie 3
Per la sorgente Gusceglie 3 (Fig.10.6) il parametro conducibilità elettrica varia tra un valore massimo di 645 µS/cm misurato nel settembre 2015 e un minimo di 500 µS/cm nell'aprile 2016, mentre la temperatura varia tra i 15,7 °C e i 12,5 °C. Dal diagramma si osserva che a partire dal mese di ottobre l'inizio della stagione piovosa determina un incremento delle portate cui corrisponde un decremento dei valori di conducibilità elettrica e di temperatura. 27 m ag 2 015 17 g iu 2 015 7 lu g 20 15 1 ag o 20 15 14 s et 2 015 6 ot t 201 5 19 n ov 2 015 11 d ic 2 015 24 g en 2 016 17 fe b 20 16 3 m ar 2 016 12 a pr 2 016 0 100 200 300 400 500 600 700 0 10 20 30 40 50
Confronto dell'andamento dei parametri portata - temperatura - conducibilità elettrica misurati nel corso del monitoraggio della sorgente Gusceglie 3
Temperatura CE Portata tempo C E (μ S /c m ) Q ( l(m in ) - T (° C ) 201 5 2015 2015 2015 201 5 t 201 5 201 5 201 5 201 6 2016 201 6 201 6 0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 20 40 60 80 100 120 140
Confronto dell'andamento dei parametri portata - temperatura - conducibilità elettrica misurati nel corso del monitoraggio della sorgente Doccino
Temperatura CE Portata C E ( μS /c m ) Q ( l/m in ) - T (° C )
6Dal diagramma della sorgente Doccino (Fig. 10.7) si nota come i valori di conducibilità varino entro un range più ristretto con un valore massimo di 710 µS/cm riscontrato nel mese di novembre e un valore minimo di 645 µS/cm misurato a dicembre. La temperatura risulta costante durante l'intera durata dell'anno di monitoraggio e si attesta intorno a 15°C. I parametri si mantengono circa costanti per tutto il periodo di monitoraggio con tendenza alla omogeneizzazione.
Fig. 10.8 - Rappresentazione delle variazioni di conducibilità elettrica (CE), temperatura (T) e portata (Q) per la sorgente Papacqua 1
Per la sorgente Papacqua 1 si può osservare come all'incremento di portata che si registra a partire dal mese di ottobre corrisponda un decremento apprezzabile dei valori di conducibilità elettrica, modesto dei valori di temperatura, che segnala l'arrivo di acqua di infiltrazione (Fig. 10.8). Il fatto che la conducibilità elettrica in particolare mostri per questa sorgente variazioni maggiormente apprezzabili (massimo range di variazione della CE maggiore di 300 µS/cm rispetto a quanto visto per le sorgenti analizzate in precedenza potrebbe trovare spiegazione nella maggiore permeabilità dei Calcari a Calpionelle, permeabilità conferitagli oltre che da processi fessurativi, seppur limitatamente anche da processi carsici. L'arrivo delle piogge produce entro l'acquifero dei Calcari a Calpionelle un significativo aumento di portata con una conseguente diluizione delle acque del sistema e quindi un decremento della mineralizzazione.
27 m ag 2 015 17 g iu 2 015 7 lu g 20 15 1 ag o 20 15 14 s et 2 015 6 ot t 201 5 19 n ov 2 015 11 d ic 2 015 24 g en 2 016 17 fe b 20 16 3 m ar 2 016 12 a pr 2 016 0 100 200 300 400 500 600 700 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Confronto dell'andamento dei parametri portata - temperatura - conducibilità elettrica misurati nel corso del monitoraggio della sorgente Papacqua 1
Portata CE Temperatura tempo C E ( μS /c m ) Q ( l/m in ) - T (° C )
Fig. 10.9 - Rappresentazione delle variazioni di conducibilità elettrica (CE), temperatura (T) e portata (Q) per la sorgente Massone
Per quanto concerne la sorgente Massone i parametri conducibilità elettrica e temperatura mostrano variazioni contenute durante l'intero anno di monitoraggio. La temperatura si attesta su valori intorno a 16°C mentre la conducibilità elettrica varia entro un range di 290 µS/cm ma con valori estremamente diversi rispetto a quelli visti in precedenza che si attestano intorno ad un valore medio di 1400 µS/cm, valore per cui le acque della sorgente Massone si fanno ricadere nella classe delle acque minerali secondo Civita (2005) vista nel paragrafo 6.1.2.
In generale si può dire che i parametri fisici in esame si mantengono piuttosto costanti durante tutto l'anno di monitoraggio con tendenza alla omogeneizzazione.
27 m ag 2 015 17 g iu 2 015 7 lu g 20 15 1 ag o 20 15 14 s et 2 015 6 ot t 201 5 19 n ov 2 015 11 d ic 2 015 24 g en 2 016 17 fe b 20 16 3 m ar 2 016 12 a pr 2 016 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Confronto dell'andamento dei parametri portata - temperatura - conducibilità elettrica misurati nel corso del monitoraggio della sorgente Massone
Temperatura CE Portata tempo C E ( μS /c m ) Q ( l/m in ) -T ( °C )
