Resilienza ai cambiamenti climatici e acque …...2018/10/01 · Impatto dei cambiamenti climatici...

Torino, 8 ottobre 2018Territorio e Resilienza ai Cambiamenti Climatici

Resilienza ai cambiamenti climatici e acque sotterranee: quale situazione in Piemonte?

Prof. Domenico De LucaDott.ssa Manuela lasagna Dipartimento di Scienza della Terra ,Università di Torino

Castello del Valentino, Salone d'Onore- Torino

Tema di questa comunicazione è la comprensione dei possibili impatti del cambiamento climatico sulle nostre risorse idriche sotterranee

Tra le problematiche di più vasta portata che concorrono alla definizione della sostenibilità delle risorse idriche sotterranee a livello mondiale si

evidenziano quelle connesse a:

1)Sfruttamento eccessivo

2) Degrado qualitativo

3) Cambiamenti climatici Aumento delle temperature

medie Variazione delle precipitazioni

6° Convegno nazionale AIGA 27-29 Giugno 2018, Courmayeur6° Convegno naionale AIGA 27-29 Giugno 2018, Courmayeur

Cause: • l'aumento delle temperature

• la ritirata di ghiacciai e copertura nevosa

• l'innalzamento del livello del mare

• l'aumento della domanda di acqua dolce da popolazioni in rapida crescita

La pressione sulle risorse idriche è destinata ad aumentare.

Cambiamento climatico e risorse idricheTorino, 23 maggio 2018 - DOMENICO DE LUCA – Dipartimento di Scienze della Tarra – Università di Torino

LE ACQUE SOTTERRANEE SULLA TERRA

Esclusi i ghiacciai le Acque Sotterranee rappresentano il 98% delle Risorse Globali di Acqua Dolce

tempi di conservazione da decenni a secoli e millenni.

Le acque sotterranee costituiscono la riserva predominante di acqua dolce del pianeta

Quadro delle possibili conseguenze dei cambiamenti climatici sulle acque sotterranee

L’uso di acque sotterranee a scala mondiale è enorme

L’uso di acque sotterranee a scala mondiale

L’uso di acque sotterranee a scala mondiale

Il dato aggregato è di 1000 km3 di estrazione all’anno!.

le RIS (risorse idriche sotterranee ): una risorsa importante ma nascoste e mal gestite

cattiva regolamentazione e gestione delle RIS

stress crescente

hanno contribuito, anche in paesi con esperienza sulle acque superficiali, a

natura nascosta della falde idriche difficoltà di misurazione

RelatoreNote di presentazioneLa natura nascosta della falda freatica, la sua capacità di recupero a fronte della variabilità climatica a breve termine e la difficoltà di misurarla, hanno, tra gli altri fattori, contribuito ai suoi poverigestione e lo stress crescente sulle risorse idriche sotterranee.In molti paesi, anche nei paesi sviluppati con solide disposizioni in materia di gestione delle acque superficiali, l'uso delle falde acquifere non è regolamentato e mal pianificato e gestito.Una gestione insostenibile ha comportato l'esaurimento delle acque sotterranee nelle nazioni sviluppate e in quelle in via di sviluppo

Le risorse idriche sotterranee forniscono un eccellente "cuscinetto" contro gli effetti della variabilità climatica sulle risorse idriche superficiali, a causa delle riserve di stoccaggio generalmente ampie e ampiamente distribuite dei sistemi acquiferi.

Risorse idriche sotterranee "cuscinetto" contro gli effetti della variabilità climatica a breve termine

Può essere dovuto a "processi naturali interni o forzature esterne, o a persistenti cambiamenti antropogenici nella composizione dell'atmosfera o nell'uso del suolo" (IPCC, 2007).

Qualsiasi variazione del clima può influenzare quantità e qualità delle acque sotterranee sia direttamente sia indirettamente.

Il Cambiamento climatico può influenzare le acque sotterranee?

Il cambiamento climatico è "uno stato alterato del clima che può essere identificato modificando la media e / o la variabilità delle sue proprietà e che persistono per un periodo prolungato, tipicamente decennale o più lungo" (Bates et al., 2008).

IL CAMBIAMENTO CLIMATICO

Quali sono i probabili effetti del cambiamento climatico sulle acque sotterranee?

Principali impatti dei fattori climatici

• QUANTITA’ • Variazione Ricarica degli

acquiferi• Aumento dei prelievi

• QUALITÀ delle acque sotterranee (salinizzazione)

La ricarica delle acque sotterranee può avvenire: localmente da corpi idrici superficiali o dalle irrigazioni. in forma diffusa da precipitazioni attraverso la zona del suolo non saturo da ricarica laterale dei sistemi montuosi

Ricarica degli acquiferi

RelatoreNote di presentazioneRicarica La ricarica delle acque sotterranee può avvenire localmente da corpi idrici superficiali o in forma diffusa da precipitazioni attraverso la zona del suolo non saturo (Döll e Fiedler, 2008). Ad essa si associa la ricarica laterale dai sistemi montuosi e come effetto antropico la ricarica dalle irrigazioni.La precipitazione è il principale fattore climatico per la ricarica delle acque sotterranee.Anche le concentrazioni di temperatura e CO2 sono importanti poiché influenzano l'evapotraspirazione e quindi la porzione di precipitazione che può defluire attraverso il profilo del suolo verso le falde acquifere. Altri fattori che incidono sulla ricarica delle acque sotterranee includono la copertura del suolo, i terreni, la geologia, il rilievo topografico e il tipo di falda acquifera

I fattori della ricarica

principale fattore climatico => PRECIPITAZIONI

temperatura e le concentrazioni CO2 aria: poiché influenzano l'evapotraspirazione.

copertura vegetale suolo assetto geologico rilievo topografico tipo di falda acquifera

Ricarica media delle acque sotterranee nei vari paesi a lungo termine (1961-90) calcolate dal WGHM 2.1 [mm / a] (controllato e regolato).

RelatoreNote di presentazionePertendo dalla situazione della ricarica 1961-90 sono sate fatte delle proiezioni della variazione in diversi scenari

Proiezioni delle medie globali della ricarica per il 2050

Secondo i risultati di Döll e Florke (2005):

Variazione globale media per il 2050 - precipitazioni annuali : aumento del 4%- deflusso: aumento del 9%

ricarica : aumento del 2%.

RelatoreNote di presentazioneSecondo i risultati di Döll e Florke (2005), la ricarica quando mediamente globalmente per il 2050 aumenterà del 2%. Questo è inferiore agli aumenti previsti del 4% e del 9% per le precipitazioni annuali e il deflusso. Le variazioni geografiche nelle proiezioni di ricarica 2050 di Döll e Florke (2005) (Figura 2.2) includono:

A livello globale le precipitazioni dovrebbero aumentare a causa dell'aumento dell'evaporazione, questo cambiamento sarà distribuito in modo non uniforme e si prevede che molte regioni riceveranno una quantità di pioggia decisamente inferiore (IPCC, 2007).

• aumento della ricarica diffusa da precipitazionidelle acque sotterranee (superiore al 30%) in vaste aree, tra cui il Sahel, la Cina sett. , gli Stati Uniti occid. e la Siberia

Impatto dei cambiamenti climatici sulla ricarica media annuale a lungo termine delle acque sotterranee. Variazioni percentuali delle medie a 30 anni di ricarica delle acque sotterranee tra il 1961-1990 e il 2050 (2041-2070), come calcolato da WGHM applicando quattro diversi scenari di cambiamento climatico. Döll e Florke (2005)

riduzioni significative della ricarica diffusa da precipitazioni delle acque sotterranee (di oltre il 70%) per il Brasile nord-orientale, la parte occidentale dell'Africa meridionale e le aree lungo il margine meridionale del Mar Mediterraneo

Impatto dei cambiamenti climatici sulla ricarica media annuale a lungo termine delle acque sotterranee. Variazioni percentuali delle medie a 30 anni di ricarica delle acque sotterranee tra il 1961-1990 e il 2050 (2041-2070), come calcolato da WGHM applicando quattro diversi scenari d cambiamento climatico. Döll e Florke (2005):

RelatoreNote di presentazioneriduzioni significative della ricarica delle acque sotterranee (di oltre il 70%) per il Brasile nord-orientale, la parte occidentale dell'Africa meridionale e le aree lungo il margine meridionale del Mar Mediterraneo

L'utilizzo spesso supera la ricarica media annuale

Una gestione insostenibile ha comportato l'esaurimento delle acque sotterranee in numerose nazioni sviluppate e in quelle in via di sviluppo

RelatoreNote di presentazioneIn molti paesi, anche nei paesi sviluppati con solide disposizioni in materia di gestione delle acque superficiali, l'uso delle falde acquifere non è regolamentato e mal pianificato e gestito.

Anche quando non vi è alcun cambiamento nelle precipitazioni, l'aumento della temperatura causa un aumento dell'evapotraspirazione e quindi una diminuzione della ricarica.

aumento della temperatura aumento dell'evapotraspirazione diminuzione della ricarica.

Effetti della temperatura sulla ricarica

Cosa può succedere alla ricarica nelle regioni ad alta latitudine? Maggiore Ricarica

Nelle aree in cui il permafrost si scioglie a causa dell'aumento delle temperature, è probabile che si verifichi una maggiore ricarica, ma anche una diminuzione delle riserve

Ricarica delle AS nelle diverse zone climatiche del pianeta

RelatoreNote di presentazioneRegioni ad alta latitudineLa ricarica potrebbe verificarsi prima a causa delle temperature invernali più calde, spostando la fusione della primavera dalla primavera all'inverno. Nelle aree in cui il permafrost si scioglie a causa dell'aumento delle temperature, è probabile che si verifichi una maggiore ricarica

Cosa può succedere nelle regioni temperate ? Pochi cambiamenti

Le modifiche alla ricarica annuale variano a seconda del clima e di altre condizioni locali.

In alcuni casi si possono osservare pochi cambiamenti nella ricarica annuale, tuttavia potrebbe aumentare la differenza tra la ricarica estiva e invernale

RelatoreNote di presentazioneRegioni temperateLe modifiche alla ricarica annuale variano a seconda del clima e di altre condizioni locali.In alcuni casi si possono osservare pochi cambiamenti nella ricarica annuale, tuttavia la differenza tra la ricarica estiva e invernale potrebbe aumentare

Cosa può succedere nelle regioni aride e semi-aride? - diminuzione

la ricarica delle falde acquifere è destinata a diminuire

Ricarica maggiore in caso forti piogge e inondazioni in zone di rocce fortemente fratturate o carsificate .

RelatoreNote di presentazioneRegioni aride e semi-arideIn molte zone già aride e semi aride, la ricarica delle falde acquifere è destinata a diminuire. Tuttavia, dove le forti piogge e le inondazioni sono importanti fonti diricarica, potrebbe essere previsto un aumento della ricarica. Ad esempio, falde acquifere alluvionali in cui la ricarica avviene attraverso canali di flusso o acquiferi di substrati in cui la ricarica avviene per infiltrazione diretta di pioggia attraverso fratture o canali di dissoluzione.

Principali conseguenze dell’alterazione dello stato quantitativo della falda

• DISSECCAMENTO DEI POZZI E SORGENTI

• DIMINUZIONE PORTATA CORSI D’ACQUA

• INGRESSIONE MARINA

• SUBSIDENZA

ABBASSAMENTO DEL

LIVELLO DI FALDA

INNALZAMENTO DEL

LIVELLO DI FALDA

INTERAZIONE CON OPERE SOTTERRANEE

PROBLEMI DI STABILITA’ OPERE

IMPALUDAMENTI

La diminuzione della ricarica può provocare un abbassamento del livello di falda e una riduzione portata dei corsi d’acqua .Ciò ha implicazioni molto significative.

diminuzione della ricarica acquiferi diminuzione portata dei corsi d’acqua

Drenaggio nei corsi d’acqua .

Se le acque sotterranee scendono sotto i livelli delle acque superficiali, l’alimentazione da parte sotterranee potrebbe non verificarsi più, la portata può diminuire fino ad azzerarsi.

RelatoreNote di presentazioneNelle regioni semi-aride e aride, la dipendenza dalle acque sotterranee per mantenere il flusso di base in è probabile che sia maggiore nei periodi di siccità estesa. Discorso analogo per i laghi per i quali gioca anche una effetto importante l’evaporazione e quindi la temperatura

QUALITA’

Le caratteristiche delle acque sotterranee possono essere influenzate dai cambiamenti climatici.

1) aumento della temperatura2) salinizzazione

RelatoreNote di presentazione Le caratteristiche termiche e chimiche delle acque sotterranee possono essere influenzate dai cambiamenti climatici. Nelle falde acquifere poco profonde, le temperature dell'acqua sotterranea possono aumentare a causa dell'aumento delle temperature dell'aria. Nelle aree aride e semi-aride l'evapotraspirazione può portare a salinizzazione delle acque sotterranee (van Vliet, 2007).Nelle falde acquifere costiere, l'innalzamento del livello del mare e le mareggiate possono portare all'intrusione di acqua marina e alla salinizzazione delle risorse idriche sotterranee

Nelle falde acquifere poco profonde, le temperature sotterranea possono aumentare a causa dell'aumento delle temperature dell'aria

1) aumento della temperatura

2) Salinizzazione delle acque di falda

Nelle aree aride e semi-aride l'evapotraspirazione può portare a salinizzazione delle acque sotterranee.

Nelle falde acquifere costiere, l'innalzamento del livello del mare e le mareggiate possono portare all'intrusione di acqua marina e alla salinizzazione delle risorse idriche sotterranee

Salinizzazione per intrusione marina

RelatoreNote di presentazione particolarmente pericolosa in italia

Salinizzazione per intrusione marina particolarmente pericolosa in Italia

Italia, aree affette da salinizzazione in Italia (Agenzia europea ambiente, 2003)

Cosa sta succedendo alle falde idriche sotterranee in Piemonte?

La variazione dello stato quantitativo di un acquifero è legata al rapporto tra il flusso di alimentazione e il flusso in uscita

BILANCIO IDRICO SOTTERRANEO

ds =(Qle + Qu + Pr + Qper) - ( Etr + Qd + Qdr + Qlu)

Il monitoraggio e l’analisi del livello piezometrico risultano uno dei principali strumenti per identificare le possibili alterazioni nello stato

quantitativo della falda

Nelle ultime decine di anni, si è verificato un fenomeno di variazione quantitativadelle precipitazioni nella pianura?

Esiste di un legame tra le precipitazioni e le variazioni del livello piezometrico?

È presente un depauperamento generalizzato delle risorse idriche sotterranee dipianura?

SCHEMA IDROGEOLOGICO DELLA REGIONE PIEMONTE

FALDA A SUPERFICIE LIBERA

SISTEMA MULTIFALDA IN PRESSIONE

Lasagna M, De Luca DA, Franchino E (2018). Intrinsic groundwater vulnerability assessment: issues, comparison of different methodologies and correlation with nitrate concentrations in NW Italy. Environ Earth Sci 77:277.

FALDA IN PRESSIONEIMPERMEABILI O LOCALMENTE PERMEABILI PER FESSURAZIONE

6° Convegno nazionale AIGA 27-29 Giugno 2018, Courmayeur

RACCOLTA DATISerie storiche di dati; Periodo di studio 2001-2015

LIVELLI PIEZOMETRICI:

117 serie piezometriche di dati giornalieri

FONTE DATI : Rete di Monitoraggio Regionale delle Acque Sotterranee (RMRAS) (Arpa Piemonte)

PRECIPITAZIONI:

59 serie pluviometriche di dati giornalieri

FONTE DATI : 1. Rete di monitoraggio Arpa Piemonte; 2. Rete agrometeorologica

I punti rete consistono in 605 pozzi, per lo più privati (rete manuale), tra cui 119 piezometri (rete automatica) strumentati per il rilevamento in continuo del livello della falda superficiale.

Rete di Monitoraggio Regionale delle Acque Sotterranee

PIEZOMETRI DELLA RETE AUTOMATICA

6° Convegno nazionale AIGA 27-29 Giugno 2018, Courmayeur

• 4 misure giornaliere (ore 6, 12, 18, 24) • estrazione del dato giornaliero (misura delle ore 24:00)• Analisi dati ed eliminazione dei valori anomali

Denominazione Comune Localita' Tipologia corpo idrico sotterraneo Data Ora LIVELLO PIEZOMETRICO - m SOGGIACENZA - mT22 ALESSANDRIA Davanti cimitero FALDA SUPERFICIALE 16-04-2007 06:00 86.67 -8.33T22 ALESSANDRIA Davanti cimitero FALDA SUPERFICIALE 16-04-2007 12:00 86.67 -8.33T22 ALESSANDRIA Davanti cimitero FALDA SUPERFICIALE 16-04-2007 18:00 86.67 -8.33T22 ALESSANDRIA Davanti cimitero FALDA SUPERFICIALE 16-04-2007 24:00 86.67 -8.33T22 ALESSANDRIA Davanti cimitero FALDA SUPERFICIALE 17-04-2007 06:00 86.67 -8.33T22 ALESSANDRIA Davanti cimitero FALDA SUPERFICIALE 17-04-2007 12:00 86.68 -8.32T22 ALESSANDRIA Davanti cimitero FALDA SUPERFICIALE 17-04-2007 18:00 86.67 -8.33T22 ALESSANDRIA Davanti cimitero FALDA SUPERFICIALE 17-04-2007 24:00 86.68 -8.32T22 ALESSANDRIA Davanti cimitero FALDA SUPERFICIALE 18-04-2007 06:00 86.68 -8.32T22 ALESSANDRIA Davanti cimitero FALDA SUPERFICIALE 18-04-2007 12:00 86.68 -8.32T22 ALESSANDRIA Davanti cimitero FALDA SUPERFICIALE 18-04-2007 18:00 86.67 -8.33T22 ALESSANDRIA Davanti cimitero FALDA SUPERFICIALE 18-04-2007 24:00 86.67 -8.33T22 ALESSANDRIA Davanti cimitero FALDA SUPERFICIALE 19-04-2007 06:00 86.67 -8.33T22 ALESSANDRIA Davanti cimitero FALDA SUPERFICIALE 19-04-2007 12:00 86.67 -8.33T22 ALESSANDRIA Davanti cimitero FALDA SUPERFICIALE 19-04-2007 18:00 86.67 -8.33T22 ALESSANDRIA Davanti cimitero FALDA SUPERFICIALE 19-04-2007 24:00 86.67 -8.33T22 ALESSANDRIA Davanti cimitero FALDA SUPERFICIALE 20-04-2007 06:00 86.67 -8.33T22 ALESSANDRIA Davanti cimitero FALDA SUPERFICIALE 20-04-2007 12:00 86.67 -8.33T22 ALESSANDRIA Davanti cimitero FALDA SUPERFICIALE 20-04-2007 18:00 86.67 -8.33T22 ALESSANDRIA Davanti cimitero FALDA SUPERFICIALE 20-04-2007 24:00 86.67 -8.33T22 ALESSANDRIA Davanti cimitero FALDA SUPERFICIALE 21-04-2007 06:00 86.67 -8.33T22 ALESSANDRIA Davanti cimitero FALDA SUPERFICIALE 21-04-2007 12:00 86.67 -8.33T22 ALESSANDRIA Davanti cimitero FALDA SUPERFICIALE 21-04-2007 18:00 86.67 -8.33T22 ALESSANDRIA Davanti cimitero FALDA SUPERFICIALE 21-04-2007 24:00 86.66 -8.34

automatica sotterranea

DenominazioneComuneLocalita'Tipologia corpo idrico sotterraneoDataOraLIVELLO PIEZOMETRICO - mSOGGIACENZA - m

T22ALESSANDRIADavanti cimiteroFALDA SUPERFICIALE16-04-200706:0086.67-8.33






















































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































T22ALESSANDRIADavanti cimiteroFALDA SUPERFIC

Resilienza ai cambiamenti climatici e acque …...2018/10/01 · Impatto dei cambiamenti climatici...

Documents

Transcript of Resilienza ai cambiamenti climatici e acque …...2018/10/01 · Impatto dei cambiamenti climatici...